基于环境匹配的空管雷达阵地优化系统设计及应用

文/孙元峰

空管雷达主要用于航路目标监视，其长期连续工作，主要工作模式为无人或少人值守方式，全量程全自动目标录取、自动空情上报；对雷达信号处理等要求高，虚假目标少，通常要求虚假航迹率小于1‰。而空管雷达工作阵地周围环境较为复杂，城市、高山、湖泊等不同地理环境等加上四季气候环境变化、电磁环境等因素对雷达探测性能带来较大影响。为保证空管雷达全自动录取上报高情报质量要求，必须采取与阵地环境相匹配的阵地优化系统设计和精细化算法处理。

空管雷达阵地优化主要在完成物理安装、雷达参数预置、天线俯仰角度调整、雷达校北后进行。天线俯仰主要根据雷达阵地环境适当调整，并与其它优化措施相结合进行雷达阵地优化。重点保证雷达最大作用距离和检测概率达到指标要求，并减少上报空管控制中心的虚假目标信息，保证高情报质量要求。

1 阵地优化系统设计

为匹配阵地环境、提升雷达综合性能，需开展空管雷达系统性阵地优化设计，阵地优化设计覆盖整个雷达工作过程，包括回波接收、信号处理和数据处理等各流程。优化设计过程也是模型化、参数化设计过程，各处理流程通过一系列模型和详细处理参数体现，并通过设计专用优化软件（CBP）进行统一管理，实现系统高效优化功能。

针对全流程、各功能模块的精细化处理，可全距离、全方位内最小分辨单元精细化处理，结合基于信号特征进行精细化处理，对干扰、饱和、镜像、跨周期、固定等回波分类检测，抑制杂波干扰，实现了复杂环境下对各种目标的有效探测，全面提升雷达情报质量。

1.1 阵地地理环境优化设计

为匹配空管雷达城市、湖泊、高山、机场、航路等不同地理环境，主要开展以下方面优化项设计：

（1）天线俯仰角度调整、发射机扇区静默区设置；

（2）固定杂波区、干扰区处理；

（3）机场区、公路区、禁飞区、首点起始区处理等……

1.2 阵地气候环境优化设计

为匹配空管雷达云、雨等不同气象环境，主要开展以下方面优化项设计：

（1）晴、雨天线/圆极化选择；

（2）杂波图选择；

（3）气象异常传播检测；

（4）气象通道滤波器选择等。

1.3 阵地电磁干扰环境优化设计

为匹配空管雷达不同电磁环境，主要开展以下方面优化项设计：

（1）抗饱和处理；

（2）反异步干扰处理；

（3）人工、脉间/脉组自适应捷变频；

（4）天线副瓣匿影、对消等。

1.4 虚假目标处理阵地优化设计

为匹配空管雷达虚假、可疑目标处理场景，主要开展以下方面优化项设计：

（1）二次回波信号处理；

（2）跨周期回波数据处理；

（3）慢速目标处理；

（4）仙波处理等。

2 阵地优化流程及配置管理

空管雷达阵地优化流程如图1所示。

2.1 系统优化方式

对空管雷达系统的优化配置参数的配置是通过一个统一的配置软件实现，该软件在各个分系统的操作菜单中分别配置相关参数来完成各系统的系统优化。雷达系统优化主要是对信号处理分与数据处理、情报处理、收发等各系统进行优化，包括对信号处理系统的参数配置、点迹处理参数优化、数据滤波参数优化和航迹处理参数优化、情报处理等。

2.2 阵地优化参数的一般处理流程

系统阵地优化参数通过优化配置菜单进行优化设置，其基本处理流程如图2。

2.3 阵地优化配置参数管理

图1：系统阵地优化流程

图2：参数阵地优化流程

优化配置参数通过数据库统一管理。主要遵循以下规则：

（1）优化配置参数以当前工作的监控处理模块的数据库数据为准，备份通道的数据库需与工作通道的数据库保持数据一致；

（2）优化配置参数的修改，只能在当前工作的监控处理模块上执行；

（3）所有需要使用优化配置参数的下位机，在系统启动后，都需要向工作通道数据库申请优化配置参数，在得到优化配置参数后才进入待机工作状态；

（4）系统优化配置参数需要分级别，不同级别的参数设置需要有相应级别的用户登录管理；所有的优化设置动作，都应该有记录。

图3：系统阵地优化软件界面

通过全面梳理和精心设计，某空管雷达全系统、各流程阵地优化参数累计500 多子项的优化参数，优化效果可通过维护显示终端（IBIS）提供的各种处理视频和点迹航迹统计数据进行直观、综合评估。可显示的处理视频包括高低波束转换距离图、STC 图、多普勒滤波器处理视频、杂波图、晴朗气象图等。统计数据显示雷达信号处理和数据处理的处理结果，如干扰点迹数、抑制的点迹数等。同时IBIS 还可用不同的符号和标识显示不同性质的点迹，如干扰点迹、慢速目标点迹等。

3 应用效果

图3和图4为某空管雷达系统阵地优化配置软件界面及杂波区优化处理画面，通过环境匹配阵地优化，雷达在海面杂波环境目标跟踪连续稳定。

4 结束语

本文从空管雷达匹配不同阵地地理环境、气象环境、电磁环境需求着手，开展阵地优化系统设计和全流程模型化、参数化精细处理，并设计了统一的阵地优化配置软件进行各系统优化参数的配置及效果评估。未来将结合各参数信号特征的特性统计和智能分析，进一步提升阵地优化的效率和智能化。

图4：杂波区阵地优化处理效果