同型雷达的抗同频干扰动目标显示处理

第３ｌ卷第４期　雷达与对抗　ＲＡＤＡＲ＆ＥＣＭ　Ｖ０１．３ｌ　Ｎｏ．４　Ｄｅｃ．２Ｏｌｌ　２０１１年１２月　同型雷达的抗同频干扰动目标显示处理　李　阳　，杨　兴２，张　鹏　，陈正禄２　（１．海军驻南京地区雷达系统军事代表室，南京２１０００３；　２．南京船舶雷达研究所，南京２１０００３）　摘要：讨论了两坐标雷达同频干扰条件下雷达工作方式的设置与优化，介绍了一种基于相　参补值处理的雷达抗同频干扰与动目标显示兼容技术。可在不影响雷达技战术指标的情况　下，通过改变雷达的工作方式和信号补偿处理，提高雷达抗同频干扰和动目标显示处理的兼　容能力。　关键词：抗同频干扰；动目标显示；兼容　中图分类号：ＴＮ９７３．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—０４０１（２０１１）０４—０００１—０３　Ｔｈｅ　ＣＯ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ＭＴＩ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｒａｄａｒｓ　Ｌ／Ｙａｎｇｌ，ＹＡＮＧ　Ｘｉｎｇ２ＺＨＡＮＧ　Ｐｅｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｚｈｅｎｇ—ｌｕ　，（１．Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓ　Ｏｆｉｃｅｆｏｒｆ　Ｒａｄａｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ＰＬＡ　Ｎａｖｙ　ｉｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ，　Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００３；２．Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｒａｄａｒ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｉｆｎｇ　２１０００３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｍｏｄｅｓ　ｏｆ　２　Ｄ　ｒａｄａｒｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏ—ｒｆｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＯ－ｒｆｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＭＴＩ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｈｅｒｅｎｔ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＭＴＩ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｒｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｒａｄａｒ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｍｏｄｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｔａｃｔｉｃａｌ　ｉｎｄｅｘｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ＭＴＩ；ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　１　引　言　同型雷达间产生的同频干扰会严重影响雷达的技　术与使用性能。鉴于雷达频率管制，变频措施的应用　受战术限制，另一方面在近距内高功率直达干扰信号　致使受扰雷达的接收通道饱和，受扰雷达在频带内应　用变频措施抗同频干扰基本无效。因此，舰载雷达编　队抗同频干扰优先采用时域方案，将同频干扰信号异　步化，再用优化的基于模板匹配的反异步处理等抗同　频干扰信号处理算法消除同频干扰¨　。　大部分舰载两坐标脉冲压缩雷达采用边扫描边跟　踪体制，既担任警戒搜索任务，同时又为武器系统提供　目标指示。由于存在地物杂波、海杂波等干扰信号，雷　达通常需要进行动目标显示处理，以此抑制杂波，提高　运动目标的检测性能。此类动目标显示雷达的技术状　态较一般监视雷达复杂，抗同频干扰技术难度大得多，　主要表现在两个方面：一是参差工作、动目标显示处理　会扩展异步剩余，导致抗同频干扰效果下降；二是反异　步处理若采取“挖去”法，回波的相参性能会被破坏，　ＭＴＩ改善因子下降。因此，同频干扰条件下雷达工作　方式的设置和动目标显示处理需要优化。本文介绍一　种雷达抗同频干扰与动目标显示兼容技术，可在不影　响雷达技战术指标的情况下，通过改变雷达的工作方　式和信号补偿处理，提高雷达抗同频和动目标显示处　理的兼容能力。　收稿日期：２０１１－０８－２０；修订日期：２０１１－０９－０８　作者简介：李阳，男，１９８１年生，工程师，现从事雷达总体技术研究。　雷达与对抗　２０１１年　第４期　分析ＦＩＲ滤波器、二次对消器的幅频特性可知，６　２　雷达工作方式的优化　雷达的动目标显示，其本质是利用凹口滤波器抑　阶横向ＦＩＲ滤波器对海浪杂波（　＝１　ｍ／ｓ）ＭＴＩ系统　改善因子理论值１＞１４７　ｄＢ，二次对消器的１１＞４０　ｄＢ；对　制地物和低速目标，保留高速运动目标。均匀重复周　期雷达处于脉冲工作状态时将产生盲速，动目标显示　雷达在检测“盲速”范围内的运动目标时将会产生丢失　地物杂波（　，，＝０．２　ｍ／ｓ）ＭＴＩ系统改善因子理论值Ｊｒ≥　５５　ｄＢ，二次对消器的，≥５０　ｄＢ。二次对消器对地物杂　波、海浪杂波及一定谱宽的慢速运动杂波的抑制能力　和高阶ＦＩＲ滤波器相比有一定的下降，但在大部分情　或极大降低其检测能力。为解决盲速问题，通常采用　况下仍满足动目标显示处理的需求。　两个以上重复频率交替工作，即采用重复周期参差的　方法来推远盲速，改善动目标显示处理时“盲速”对运　动目标的影响。为提高对无源、有源干扰的综合抗干　扰能力，部分雷达相干脉冲数较多，采用高参差阶数、　优化设计的时变加权滤波器，能获得参差情况下较佳　的杂波抑制能力。但是，动目标显示处理和参差工作　方式会强化同频干扰的影响。这是因为正常目标回波　在相干周期内距离上“不动”，而异步信号在脉间是　“移动”的。因此，异步信号不但无法对消，而且由于动　频率　目标显示处理需要同一距离单元上多个重复周期的回　图１　ＦＩＲ滤波器的幅频特性　波数据进行运算，　阶滤波运算后一个异步干扰将会　扩展成ｎ个异步干扰，参差工作导致干扰进一步加剧。　为将同频干扰异步化，同型雷达的重复周期需要　错开，当雷达数量较多时，不管雷达的重复周期如何优　化，多部雷达引起的干扰在时间轴上总会重叠，干扰重　叠必然导致“反异步”处理效果下降，反干扰剩余变　大。对动目标显示雷达来说，干扰剩余的增大影响较　大。因此，在抗同频干扰条件下必须对雷达的工作方　式和信号处理进行优化。具体原则是：在满足指标要　求的前提下，降低雷达参差阶数和杂波滤波器阶数。　图２二次对消器的幅频特性　抗同频干扰条件下降低参差阶数和滤波器阶数，主要　关心第一盲速及对地物、海浪等杂波的抑制能力，必须　综上所述，雷达的工作方式可以根据同频干扰情　通过仿真来确定雷达的重复周期、参差参数和滤波器　况灵活选择。当同频干扰严重时，雷达工作于抗同频　结构，并通过实际试验确认改变后雷达的主要技术指　工作方式，采用三参差、简单二次对消器进行ＭＴＩ处　标是否满足要求。仿真和实践表明，优化的编队周期　理。此时，一定谱宽的运动杂波抑制能力虽然有所下　设计后，抗同频干扰条件下应用三参差二次对消器是　降，但由于降低了雷达参差周期数和滤波器阶数，异步　扩展被弱化，在满足动目标显示的同时取得了较好的　一个较好的选择，既能减弱抗同频干扰剩余，又能保持　一定的杂波抑制能力。　抗同频干扰效果。当没有抗同频干扰或干扰较弱时，　（１）盲速　雷达可以不作此处理，以获得参差情况下较佳的杂波　三参差设计易满足第一盲速为２倍马赫。　抑制能力。　（２）杂波抑制　需要指出的是，随着雷达工作频段的提高，简单二　设雷达工作在ｓ波段。某６阶横向ＦＩＲ滤波器的　次对消器抑制慢速杂波的能力下降，此时滤波器需要　幅频特性如图１所示，相同重复周期、相同工作频率条　重新设计，选择低阶滤波器阶数以兼容雷达抗同频　件下二次对消器的幅频特性如图２所示（横轴为用雷　干扰。　达重复频率归一化后的值）。　一２一　李阳等　同型雷达的抗同频干扰动目标显示处理　日（　）＝（１一ｚＩ１）　３相参补值处理　当临近同型雷达数量较多时，同频干扰现象比较　二次对消器原理框图如图３所示。　设某一距离单元上的回波数据分别为当前周期　严重，正常目标和同频干扰信号叠加，目标信号变成一　个异常大信号，被判为异步信号“挖去”，将破坏正常目　标的相参性能，地物、海浪等杂波的抑制能力下降。为　补偿反异步带来的目标相参性能恶化，被判为异步信　号的当前目标信号不再简单置零，而是在同一距离单　ｅｉ砷、前１周期ｅ　、前２周期ｅｉｎ２和前３周期ｅ；　。　二次对消器的运算正常只需要ｅ；加、ｅ　、ｅｉｎ２这３个　周期的数据，在反异步工作如果采用简单“挖去”，ｅ　ｅ　和ｅｉ　的值可能被置零；如果作补偿处理时，ｅ　ｅｉ　ｅｉ　可能分别被ｅｉ　ｅ　ｅｉｎ３替代。表１给出了异步信号　被置零和作补偿处理时０．２　ｍ／ｓ的地物杂波和ｌ　ｍ／ｓ　元上进行补偿，将等待“挖去”的信号用上一周期的回　的海浪杂波的抑制度。为说明问题，三脉冲中只有一　波替代，经过补值处理的目标回波相参性能得到改善，　个脉冲数据被替代。　ＭＴＩ改善因子相较简单“挖去”得到明显提高。　设雷达工作波长为０．１　ｍ，则０．２　ｉｎ／ｓ的杂波的对　厂一———］Ｌ厂　厂—————］　Ｌ～—＿－Ｊ—Ｌ——＿＿Ｊ一　应．厂ｄ＝４　Ｈｚ，１　ｍ／ｓ的杂波的对应　＝２０　Ｈｚ。　图３二次对消器原理框图　三脉冲二次对消器的传输函数为　表１　异步信号被置零和作补偿处理时海浪杂波的抑制度　从表中可以看到，反异步作补值处理的信号相参　高雷达抗同频干扰和动目标显示处理的兼容能力。此　性能优于简单反异步置零处理。实际应用中，有的系　技术已成功应用于某型装备的抗干扰改进。　统采用比二次对消器更高阶的滤波器，此时的滤波器　系数应当随补偿的脉冲周期位置时变处理。　参考文献：　［１］Ｍｅｒｒｉｌｌ　Ｉ．Ｓｋｏｌｎｉｋ．雷达手册（第三版）［Ｍ］．南京　４　结束语　电子技术研究所译．北京：电子工业出版社，　２０１０．７．　本文讨论了抗同频干扰条件下的动目标显示雷达　［２］　陈正禄，许健．舰载脉冲压缩体制雷达的抗同频　的工作方式。通过仿真分析，证明所述的基于相参补　干扰技术研究［Ｊ］．雷达与对抗，２００６（２）．　值处理的雷达抗同频干扰与动目标显示兼容技术可提　一３一