摘 要 文章基于對(duì)THALES STAR2000雷達(dá)仙波的識(shí)別和處理做出了解釋，提出了方法，闡述了相關(guān)參數(shù)的作用和意義，對(duì)THALES雷達(dá)仙波參數(shù)的設(shè)置提供了參考。

關(guān)鍵詞 雷達(dá);仙波;識(shí)別

引言

一次雷達(dá)是利用目標(biāo)對(duì)電磁波的反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)出其所在位置的。飛機(jī)、導(dǎo)彈、車輛、建筑物、山川、云雨等，都可能成為探測(cè)目標(biāo)。THALES STAR2000一次雷達(dá)是法國THALES公司所生產(chǎn)的，應(yīng)用于探測(cè)機(jī)場(chǎng)及其周邊的航路信息。

1仙波的形成

仙波，通常被稱之為異?；夭ɑ蛘呤欠闯；夭?，大氣擾動(dòng)、閃電、鳥群和昆蟲群等會(huì)對(duì)雷達(dá)輻射的電磁波產(chǎn)生反射，導(dǎo)致雷達(dá)產(chǎn)生仙波，由于其條件的不確定性，也導(dǎo)致了其回波形態(tài)也有所不同。仙波航跡識(shí)別功能的作用就是要識(shí)別出由仙波產(chǎn)生的異常航跡并抑制仙波航跡的輸出。

通常情況下，仙波的運(yùn)動(dòng)速度比較緩慢，并且同一時(shí)刻出現(xiàn)的仙波的運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)相差很大。雷達(dá)正是根據(jù)仙波的這個(gè)特點(diǎn)來進(jìn)行抑制的。每當(dāng)有大風(fēng)、多云的時(shí)候（當(dāng)然不局限于這種條件），一次雷達(dá)就有可能會(huì)出現(xiàn)仙波現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)產(chǎn)生大量假目標(biāo)（如圖1所示），如果不對(duì)仙波的抑制參數(shù)加以設(shè)置，雷達(dá)會(huì)將這些假信號(hào)輸出到自動(dòng)化系統(tǒng)，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)影響到管制人員的正常指揮。往往的應(yīng)急措施就是關(guān)閉一次雷達(dá)發(fā)射，這樣一次信號(hào)就不存在了，這樣既不影響管制員正常的指揮，又無法看到仙波引起的假信號(hào)。但是這樣的應(yīng)急方法只能治標(biāo)，不能治本。因此，做好仙波的抑制工作，能有效提高雷達(dá)一次航跡起始和跟蹤的正確率[1]。

2THALES STAR2000雷達(dá)仙波的解決辦法

首先，雷達(dá)會(huì)根據(jù)參數(shù)“仙波處理方位分組（angel processing azimuth sharing out）”來進(jìn)行方位分組，雷達(dá)將整個(gè)360°等分成16或32份（由于不同版本的THALES軟件，可設(shè)置實(shí)際的方位區(qū)域的數(shù)量或者大小會(huì)有所不同，在THALES廠家所看到的CBP里面就是S32 2，表示的是將360度等分成32份，每份是11.25度，再將11.25度乘以2，實(shí)際探測(cè)的方位扇區(qū)大小就是22.5度），我們稱之為方向分組。

雷達(dá)將當(dāng)前速度小于“仙波識(shí)別速度門限（maximum angel track speed）”的航跡（稱為疑似仙波航跡）記錄下來，根據(jù)疑似仙波航跡的運(yùn)動(dòng)方向，將這些小于速度門限的航跡分配到各個(gè)方向分組（根據(jù)angel processing azimuth sharing out里設(shè)置的參數(shù)來定）。雷達(dá)會(huì)記錄每次天線掃描周期內(nèi)，所有分組的疑似仙波航跡的分布情況。

需要注意的是，這里所講的方向扇區(qū)不是指方位扇區(qū)。方位扇區(qū)是指雷達(dá)回波的方位坐標(biāo)處于哪個(gè)方位區(qū)間內(nèi);而方向扇區(qū)是指雷達(dá)航跡運(yùn)動(dòng)的方向處于哪個(gè)方向區(qū)間內(nèi)，稱之為heading。例如，有某個(gè)疑似仙波航跡處于方向扇區(qū)1內(nèi)，就是說該航跡的運(yùn)動(dòng)方向是在0°到22.5°之間。如果說某個(gè)點(diǎn)跡處于方位扇區(qū)1內(nèi)，這就是說該點(diǎn)跡的方位坐標(biāo)是在0°到22.5°之間。雖然方向扇區(qū)與方位扇區(qū)使用的單位都是“度”，但它們?cè)诤x上是有差別的。

圖2（a）給出了一個(gè)例子：如果將360°等分為16份，則每個(gè)方向扇區(qū)的寬度是22.5°。如果在某個(gè)天線掃描周期內(nèi)（即天線從0°開始到360°截止這段時(shí)間內(nèi)），雷達(dá)一共檢測(cè)到有20條航跡的平均速度小于仙波識(shí)別速度。這20條疑似仙波航跡的運(yùn)動(dòng)方向分布情況如下表：

以上疑似仙波航跡在方向扇區(qū)的分布情況就如圖2（b）所示。在圖2（b）中，因?yàn)榉较蛏葏^(qū)12內(nèi)的疑似仙波航跡的數(shù)量最多，因此該扇區(qū)所指示的方向區(qū)間（即從247.5°到270°）稱為該天線掃描周期的仙波方向。在這里還要強(qiáng)調(diào)一下，雖然方向扇區(qū)示意圖看著和方位扇區(qū)很像，但實(shí)際在判斷仙波時(shí)，目標(biāo)本身在其他扇區(qū)內(nèi)但是其運(yùn)動(dòng)方位屬于247.5°至270°之間的，也屬于同一個(gè)方向扇區(qū)，因此方向扇區(qū)12里面的5個(gè)目標(biāo)本身可能在雷達(dá)能力范圍內(nèi)的任何區(qū)域，但是他們的heading方位相同。舉個(gè)例子來講當(dāng)前疑似仙波方向是從某一雷達(dá)站為圓心，正北方向0-0.5°，在雷達(dá)站周圍任意一個(gè)方向上都有可能存在航跡的方向是以正北方向0-0.5°，該航跡也是疑似仙波航跡。

具體判斷仙波狀態(tài)要通過檢查任意一個(gè)heading內(nèi)所包含的疑似仙波航跡的數(shù)量是否超過參數(shù)“疑似仙波狀態(tài)門限（angel presence assumption threshold）”，如果高于該門限，此次掃描周期就成為“疑似仙波狀態(tài)掃描周期”。與此同時(shí)，有一個(gè)“疑似仙波狀態(tài)計(jì)數(shù)器”（也可以稱之為counter）開始計(jì)數(shù)并對(duì)記錄的數(shù)值加1。如果在下一個(gè)天線掃描周期，所有的方向扇區(qū)所包含的疑似仙波航跡的數(shù)量均不超過“疑似仙波狀態(tài)門限”，則該掃描周期為一個(gè)正常掃描周期，疑似仙波狀態(tài)計(jì)數(shù)器減1，一直減到0為止。

如果在天線的某個(gè)掃描周期，疑似仙波狀態(tài)計(jì)數(shù)器的數(shù)值高于 “確認(rèn)仙波狀態(tài)門限（angel presence confirmation threshold）”設(shè)置的數(shù)值，則該掃描周期就成為“確認(rèn)仙波狀態(tài)掃描周期”。此時(shí)，雷達(dá)會(huì)將該天線掃描周期內(nèi)所有的疑似仙波航跡的運(yùn)動(dòng)方向與該天線掃描周期的仙波方向進(jìn)行比較并更新仙波航跡確認(rèn)計(jì)數(shù)器。每一個(gè)疑似仙波航跡都分別有一個(gè)計(jì)數(shù)器，這個(gè)計(jì)數(shù)器就是仙波航跡確認(rèn)計(jì)數(shù)器（angel track confirmation threshold里的設(shè)置）。如果在當(dāng)前天線掃描周期內(nèi)，某個(gè)疑似仙波航跡的運(yùn)動(dòng)方向與當(dāng)前天線掃描周期的仙波方向之差小于參數(shù)“仙波方向差門限”（該參數(shù)在出廠時(shí)已設(shè)置好，設(shè)置里無法進(jìn)行修改），則這個(gè)疑似仙波航跡的確認(rèn)計(jì)數(shù)器就加1。如果在下一個(gè)天線掃描周期，方向差又大于“仙波方向差門限”，則這條疑似仙波航跡的確認(rèn)計(jì)數(shù)器就減1，一直到0為止。

在THALES廠家查看CBP參數(shù)的時(shí)候，還有兩個(gè)參數(shù)是我們?cè)O(shè)備的CBP里面目前所沒有的。同樣是在Tracking parameters目錄下選擇Angel processing characteristics，有一個(gè)參數(shù)為Angel increment（仙波增量），另一個(gè)參數(shù)為Angel limitation increment（限制仙波增量的最大值）。上一段中在描述“仙波航跡確認(rèn)計(jì)數(shù)器（angel track confirmation threshold里的設(shè)置）”時(shí)提到，每一個(gè)疑似仙波航跡都分別有一個(gè)計(jì)數(shù)器，而這個(gè)計(jì)數(shù)器不是無止境的在增加或者減少，表示其上限最大值的參數(shù)就是Angel limitation increment（限制仙波增量的最大值）所設(shè)置的數(shù)值，如果此參數(shù)設(shè)置數(shù)值為4，就意味著當(dāng)計(jì)數(shù)器累加到4的時(shí)候便到達(dá)上限，就算是下一個(gè)掃描周期內(nèi)仙波方向之差小于參數(shù)“仙波方向差門限”，計(jì)數(shù)器也不會(huì)繼續(xù)增加。而此參數(shù)也是直接影響到判斷仙波的持續(xù)時(shí)間。而表示計(jì)數(shù)器增量的參數(shù)就是Angel increment（仙波增量），它直接影響計(jì)數(shù)器的增值幅度。正常來講計(jì)數(shù)器就是從0開始，符合條件+1，再符合條件再+1這樣，但是如果你將Angel increment的數(shù)值設(shè)置為2的話，它就會(huì)變成符合條件+2，不符合條件-2這個(gè)樣子，變化的幅度加劇，也會(huì)更容易滿足或不滿足門限的要求。但是目前在北京本場(chǎng)的RSM970S+STAR2000的CBP設(shè)置里，并沒有找到這兩個(gè)參數(shù)，也許在北京大興國際機(jī)場(chǎng)的一、二次雷達(dá)站里的CBP參數(shù)里能夠找到。

如果在某個(gè)天線掃描周期，某個(gè)疑似仙波航跡的仙波確認(rèn)計(jì)數(shù)器的數(shù)值高于參數(shù)“仙波航跡確認(rèn)門限”，則這個(gè)疑似仙波航跡就成為確認(rèn)仙波航跡。雷達(dá)將不會(huì)對(duì)其進(jìn)行輸出。

這里所說的THALES一次雷達(dá)型號(hào)為STAR2000，但是在做仙波優(yōu)化調(diào)整的時(shí)候要注意，此參數(shù)是在RSM970S的CBP中進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置時(shí)兩個(gè)通道均需要調(diào)整。在設(shè)置前，需要詳細(xì)統(tǒng)計(jì)各類目標(biāo)和虛警航跡的速度特性，確定日常中仙波或一次假目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)的速度范圍，精確的設(shè)置有關(guān)門限，以防對(duì)低慢小目標(biāo)的檢測(cè)有所影響。如果虛警航跡不是很嚴(yán)重，可以不使用仙波航跡識(shí)別功能。

3結(jié)束語

綜上所述，仙波的識(shí)別和優(yōu)化，對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的作用，它并不像是一般參數(shù)，改完立即生效，它需要時(shí)間和數(shù)據(jù)的積累，通過觀察信號(hào)一點(diǎn)一滴的變化后，才能一步步地將信號(hào)調(diào)試得更好。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁鷺飛，耿富錄，陳建春.雷達(dá)原理[M].第四版.北京：電子工業(yè)出版社，2009：71.

作者簡(jiǎn)介

李華（1986-），男，天津人;畢業(yè)院校：北京聯(lián)合大學(xué)，專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（信息系統(tǒng)），學(xué)歷：本科，職稱：雷達(dá)工程師;現(xiàn)就職單位：北京空管工程技術(shù)有限公司，研究方向：雷達(dá)設(shè)備維護(hù)維修。