某航管二次雷达受扰问题定位及分析

崔海欧 方咏秋

摘 要：近年来，随着国民经济的快速发展，各型射频设备大规模使用，导致电磁环境变得越来越复杂，二次雷达受到电磁干扰导致无法正常工作的事情频繁发生。2009年某二次雷达系统受到不明干扰，导致无法及时发现目标，形成连续航迹。针对此问题，我们运用加装频谱分析仪 R&S FSP30和带1～18GHz前置预放的标准增益喇叭天线的测试车辆对该地区的L频段电磁环境进行测量，定位干扰源，同时为确定此干扰源排查的准确性，使用CT studio工具对其进行仿真分析，与干扰现象相符，在通知管理部门采取有效措施后，后期没有再出现干扰现象。

关键词：二次雷达 同频干扰 频谱分析

中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-016-03

1 引言

随着信息社会迅猛发展，无线电应用不断增加，越来越多的信号干扰问题出现在无线通信领域。其中同频干扰存在着排查难，定位不准确，识别复杂等诸多问题。一些专用的信道也因各种非法无线设备的应用而受到干扰，而某些干扰可能对关键设施产生及其严重的后果，造成人民生命财产的损失。本文以某地区航管二次雷达受扰为例，初步阐述这种干扰危害。

2 问题描述

2009年9月，某二次雷达系统在对某城市上空的飞行目标进行询问时，没有形成点迹，或者形成的航迹不连续。

二次雷达工作符合国际通用标准，询问信号工作于1030MHz？.2MHz，应答信号工作于1090MHz？MHz。 而应答码正确解码的前提条件是在20.3 s的框架脉冲F1和F2之间，所有的应答脉冲幅度应基本相等，最大相差幅度在？00mV之内。

经过对问题现象的初步分析，在该城区内可能存在一同频干扰源，干扰航管二次雷达正常接收。为了查找并定位干扰源位置，我们使用地面移动测试车在该城区内对航管二次雷达接收频点1090MHz附近的信号进行了监测，具体测试路线绕其城区一周。测试仪器使用频谱分析仪 R&S FSP30和带1～18GHz前置预放的标准增益喇叭天线。测试设备图如图1所示。

3 测试数据分析

本次测试我们主要关注的是二次雷达接收频点（1090MHz）附近信号的电磁环境背景，共采集了近300个数据样本。在该城区的某小区附近发现1个1072MHz～1088MHz的宽带跳频脉冲信号，信号幅度接近-50dBm（如图2所示）。测试车围绕该小区两圈，期间我们通过调整天线方向，发现该信号为一个定向信号，信号辐射方向为南向。而在其它地点测试时，在1090？MHz附近无明显干扰信号，但在1082MHz和1098MHz频点附近有两个跳频脉冲信号，跳频带宽为4MHz左右（如图3所示），此信号经分析应为塔康信号，对二次雷达接收未产生干扰。根据该平台二次雷达接收机的特性，其3dB带宽为1090？MHz，因此初步判断此信号对二次雷达的工作产生了干扰。

图2 有干扰情况下，二次雷达应答信号频谱

图3 无干扰情况下，二次雷达应答信号频谱

4 干扰源定位

在发现疑似干扰源后，我们及时将情况通报了当地的频率管理委员会并协助该委员会的同志对该小区附近存在的疑似干扰源进行了定位和分析。测试中我们成功的发现了干扰源（如图4所示）。该干扰源位于小区一建筑物内，作用是将视频监视信号传回小区监控室。

在此次测试中，我们在干扰源附件测试的1080MHz频域信号附近存在的跳频信号整个作用带宽为1068MHz～1092MHz范围左右（如图5所示），正好干扰了任务二次雷达的应答信号。从时域信号测试结果看，1080MHz频点处的信号是一个脉冲周期信号，信号周期为64us，脉冲持续时间分别为35.2us、40us和48us（信号的占空比超过了50%），其杂散信号严重的干扰了1090？MHz频段的信号（如图6所示）。而当我们将定位到干扰源并且关闭干扰源后，发现1090？MHz附近信号工作正常，干扰现象消失，相关频域及时域信号分别如图7和图8所示。

5 仿真分析

按照干扰源的天线形式，我们应用CST Studio对其辐射方向图进行了仿真分析，具体分析结果如下所示。图9为天线模型建模（天线为两组13单元的八木天线组成的天线阵，天线仰角为7埃？0为此天线阵的三维辐射方向图，图11为此天线阵的水平面（H面）方向图，图12为此天线阵的垂直面（E面）方向图。从仿真结果中我们可以看出：此天线阵的最大增益为12.85dB左右，主瓣方向在俯仰面上仰7埃轿幻娑？6按ΓńJ倍ㄗ曛醁指向正东）。由前面的测试结果我们可以估计出此干扰源在1090MHz的抑制度为22dB左右，假设此干扰源发射机的发射功率为37dBm（5W），则经过天线辐射的功率在1090MHz频点处为27.8dBm（608mW）左右，根据该二次雷达设计指标，其天线增益为33dB左右，接收机正切灵敏度为-80dBm，应用自由空间衰减公式（L=32.44+20logf（MHZ）+20logd（km）），我们可以估计出此干扰源在主瓣方向上影响二次雷达接收的最远距离为240km左右。

6 结论

在发现干扰源后，相关部门便采取措施对此类问题进行了处理。主要是从两个方面进行：（1）对干扰航管二次雷达的危害进行针对性的宣传和教育，使之自觉地控制使用具备干扰源的设备。（2）借助于管理部门的管理措施，对市场上相关设备进行查处，即对市场上销售该类产品的商家进行管理，依法处理那些生产与销售的商家，使之在市场上没有销售空间，以此达到控制干扰源的目标。

参考文献：

[1] 张尉，熊记宁，张斌.二次雷达连续覆盖需求分析[J].空军雷达学院学报，2010（3）.

[2] 李若松.二次雷达应对干扰的检测与防护探讨[J].空中交通管理，2011（6）.

[3] 刘健波，王运锋.分布式雷达航迹融合关键技术研究[J].四川大学学报（工程科学版），2006，38（6）：119-122.