崔海歐 方詠秋

摘 要：近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各型射頻設(shè)備大規(guī)模使用，導(dǎo)致電磁環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜，二次雷達(dá)受到電磁干擾導(dǎo)致無(wú)法正常工作的事情頻繁發(fā)生。2009年某二次雷達(dá)系統(tǒng)受到不明干擾，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，形成連續(xù)航跡。針對(duì)此問(wèn)題，我們運(yùn)用加裝頻譜分析儀 R&S FSP30和帶1～18GHz前置預(yù)放的標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線(xiàn)的測(cè)試車(chē)輛對(duì)該地區(qū)的L頻段電磁環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，定位干擾源，同時(shí)為確定此干擾源排查的準(zhǔn)確性，使用CT studio工具對(duì)其進(jìn)行仿真分析，與干擾現(xiàn)象相符，在通知管理部門(mén)采取有效措施后，后期沒(méi)有再出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：二次雷達(dá) 同頻干擾 頻譜分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TN95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）007-016-03

1 引言

隨著信息社會(huì)迅猛發(fā)展，無(wú)線(xiàn)電應(yīng)用不斷增加，越來(lái)越多的信號(hào)干擾問(wèn)題出現(xiàn)在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域。其中同頻干擾存在著排查難，定位不準(zhǔn)確，識(shí)別復(fù)雜等諸多問(wèn)題。一些專(zhuān)用的信道也因各種非法無(wú)線(xiàn)設(shè)備的應(yīng)用而受到干擾，而某些干擾可能對(duì)關(guān)鍵設(shè)施產(chǎn)生及其嚴(yán)重的后果，造成人民生命財(cái)產(chǎn)的損失。本文以某地區(qū)航管二次雷達(dá)受擾為例，初步闡述這種干擾危害。

2 問(wèn)題描述

2009年9月，某二次雷達(dá)系統(tǒng)在對(duì)某城市上空的飛行目標(biāo)進(jìn)行詢(xún)問(wèn)時(shí)，沒(méi)有形成點(diǎn)跡，或者形成的航跡不連續(xù)。

二次雷達(dá)工作符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，詢(xún)問(wèn)信號(hào)工作于1030MHz？.2MHz，應(yīng)答信號(hào)工作于1090MHz？MHz。 而應(yīng)答碼正確解碼的前提條件是在20.3 s的框架脈沖F1和F2之間，所有的應(yīng)答脈沖幅度應(yīng)基本相等，最大相差幅度在？00mV之內(nèi)。

經(jīng)過(guò)對(duì)問(wèn)題現(xiàn)象的初步分析，在該城區(qū)內(nèi)可能存在一同頻干擾源，干擾航管二次雷達(dá)正常接收。為了查找并定位干擾源位置，我們使用地面移動(dòng)測(cè)試車(chē)在該城區(qū)內(nèi)對(duì)航管二次雷達(dá)接收頻點(diǎn)1090MHz附近的信號(hào)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，具體測(cè)試路線(xiàn)繞其城區(qū)一周。測(cè)試儀器使用頻譜分析儀 R&S FSP30和帶1～18GHz前置預(yù)放的標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線(xiàn)。測(cè)試設(shè)備圖如圖1所示。

3 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

本次測(cè)試我們主要關(guān)注的是二次雷達(dá)接收頻點(diǎn)（1090MHz）附近信號(hào)的電磁環(huán)境背景，共采集了近300個(gè)數(shù)據(jù)樣本。在該城區(qū)的某小區(qū)附近發(fā)現(xiàn)1個(gè)1072MHz～1088MHz的寬帶跳頻脈沖信號(hào)，信號(hào)幅度接近-50dBm（如圖2所示）。測(cè)試車(chē)圍繞該小區(qū)兩圈，期間我們通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)方向，發(fā)現(xiàn)該信號(hào)為一個(gè)定向信號(hào)，信號(hào)輻射方向?yàn)槟舷?。而在其它地點(diǎn)測(cè)試時(shí)，在1090？MHz附近無(wú)明顯干擾信號(hào)，但在1082MHz和1098MHz頻點(diǎn)附近有兩個(gè)跳頻脈沖信號(hào)，跳頻帶寬為4MHz左右（如圖3所示），此信號(hào)經(jīng)分析應(yīng)為塔康信號(hào)，對(duì)二次雷達(dá)接收未產(chǎn)生干擾。根據(jù)該平臺(tái)二次雷達(dá)接收機(jī)的特性，其3dB帶寬為1090？MHz，因此初步判斷此信號(hào)對(duì)二次雷達(dá)的工作產(chǎn)生了干擾。

圖2 有干擾情況下，二次雷達(dá)應(yīng)答信號(hào)頻譜

圖3 無(wú)干擾情況下，二次雷達(dá)應(yīng)答信號(hào)頻譜

4 干擾源定位

在發(fā)現(xiàn)疑似干擾源后，我們及時(shí)將情況通報(bào)了當(dāng)?shù)氐念l率管理委員會(huì)并協(xié)助該委員會(huì)的同志對(duì)該小區(qū)附近存在的疑似干擾源進(jìn)行了定位和分析。測(cè)試中我們成功的發(fā)現(xiàn)了干擾源（如圖4所示）。該干擾源位于小區(qū)一建筑物內(nèi)，作用是將視頻監(jiān)視信號(hào)傳回小區(qū)監(jiān)控室。

在此次測(cè)試中，我們?cè)诟蓴_源附件測(cè)試的1080MHz頻域信號(hào)附近存在的跳頻信號(hào)整個(gè)作用帶寬為1068MHz～1092MHz范圍左右（如圖5所示），正好干擾了任務(wù)二次雷達(dá)的應(yīng)答信號(hào)。從時(shí)域信號(hào)測(cè)試結(jié)果看，1080MHz頻點(diǎn)處的信號(hào)是一個(gè)脈沖周期信號(hào)，信號(hào)周期為64us，脈沖持續(xù)時(shí)間分別為35.2us、40us和48us（信號(hào)的占空比超過(guò)了50%），其雜散信號(hào)嚴(yán)重的干擾了1090？MHz頻段的信號(hào)（如圖6所示）。而當(dāng)我們將定位到干擾源并且關(guān)閉干擾源后，發(fā)現(xiàn)1090？MHz附近信號(hào)工作正常，干擾現(xiàn)象消失，相關(guān)頻域及時(shí)域信號(hào)分別如圖7和圖8所示。

5 仿真分析

按照干擾源的天線(xiàn)形式，我們應(yīng)用CST Studio對(duì)其輻射方向圖進(jìn)行了仿真分析，具體分析結(jié)果如下所示。圖9為天線(xiàn)模型建模（天線(xiàn)為兩組13單元的八木天線(xiàn)組成的天線(xiàn)陣，天線(xiàn)仰角為7埃？0為此天線(xiàn)陣的三維輻射方向圖，圖11為此天線(xiàn)陣的水平面（H面）方向圖，圖12為此天線(xiàn)陣的垂直面（E面）方向圖。從仿真結(jié)果中我們可以看出：此天線(xiàn)陣的最大增益為12.85dB左右，主瓣方向在俯仰面上仰7埃轎幻娑？6按ΓńJ倍ㄗ曛醁指向正東）。由前面的測(cè)試結(jié)果我們可以估計(jì)出此干擾源在1090MHz的抑制度為22dB左右，假設(shè)此干擾源發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率為37dBm（5W），則經(jīng)過(guò)天線(xiàn)輻射的功率在1090MHz頻點(diǎn)處為27.8dBm（608mW）左右，根據(jù)該二次雷達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)，其天線(xiàn)增益為33dB左右，接收機(jī)正切靈敏度為-80dBm，應(yīng)用自由空間衰減公式（L=32.44+20logf（MHZ）+20logd（km）），我們可以估計(jì)出此干擾源在主瓣方向上影響二次雷達(dá)接收的最遠(yuǎn)距離為240km左右。

6 結(jié)論

在發(fā)現(xiàn)干擾源后，相關(guān)部門(mén)便采取措施對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行了處理。主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行：（1）對(duì)干擾航管二次雷達(dá)的危害進(jìn)行針對(duì)性的宣傳和教育，使之自覺(jué)地控制使用具備干擾源的設(shè)備。（2）借助于管理部門(mén)的管理措施，對(duì)市場(chǎng)上相關(guān)設(shè)備進(jìn)行查處，即對(duì)市場(chǎng)上銷(xiāo)售該類(lèi)產(chǎn)品的商家進(jìn)行管理，依法處理那些生產(chǎn)與銷(xiāo)售的商家，使之在市場(chǎng)上沒(méi)有銷(xiāo)售空間，以此達(dá)到控制干擾源的目標(biāo)。

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