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摘要:以连云港新一代天气雷达遭受同频干扰实例为基础,论述干扰源确认的判定过程,并结合CINRAD/SA天气雷达的抗干扰能力,对同频干扰现象及其解决措施从理论上进行了探讨,并为其他同行提供有益的参考。
关键词:天气雷达 同频干扰 干扰源
中图分类号:TN974 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)011-124-02
1 引言
连云港市新一代天气雷达是2002年度开始建设,是一部多普勒脉冲天气象雷达,从站址的选择到雷达安装调试,一直严格按照中国气象局有关新一代天气雷达站的要求操作,特别是雷达频率的使用和保护问题上,及时向省、市无线电管理机构申请了雷达无线电台执照,并申请了相应的频率使用保护,从2003年5月雷达投入业务运行,在电磁环境方面,连云港市新一代天气雷达一直运行正常。
2 干扰现象的出现
3 雷达干扰现象的分析
首先,要确认这不是雷达本身的问题,我们主要是从自身发射机发射的射频信号与所接收的信号进行频谱比较。
根据测量结果来看,雷达发射机射的射频电磁脉冲除有少许干扰,基本上是正常的,用仪器测得的雷达站附近电磁场情况,如图3所示。
同频干扰我们通常分为同步同频干扰和异步同频干扰。
同步同频干扰是指在具有相同的信号形式下,并且具有相同的载波频率,周期相邻相近或存在着整数倍数关系,其表现形式为形成围绕雷达站点的同心圆周。
现在我们分别设、为两部雷达的脉冲重复频率,它们的脉冲宽度都设为,则可令;当 t≤时,两部雷达之间的干扰则为同步同频干扰;当 t=时,它们之间的干扰则为异步同频干扰,在雷达回波图上则会出现如图1所示的螺旋抛物线。连云港多普勒天气雷达明显为异步同频干扰。其干扰强弱与两部雷达站距离远近及发射信号强度的大小成正比。
4 连云港多普勒天气雷达(CINRAD/SA)抗干扰能力分析
新一代天气雷达为了进一步抑制发射信号中的寄生边带及高次谐波干扰,在发射的馈线系统中特别设计了谐波滤波和频谱滤波器,使发射信号的频谱仅限于中心频率附近非常窄的带宽内,相关测试数据表明,距中心频率相差0.2GHz的范围外,杂波信号的衰退达到负140dB。
为了进一步提升雷达系统的抗干扰能力,CINRAD/SA新一代天气雷达还在接收机系统里专门设计了干扰检测分系统,干扰检测系统由G€敝衅捣糯蟮缏贰+及G-滤波电路、G+及G-检波器R和干扰检测器等共同组成,G€敝衅捣糯蟮缏方藕欧糯蠛蠓肿隽铰罚宦肪行钠德饰?4.05MHz的G+滤波器及G+对数检波器,另一路经中心频率为51.05 MHz的G-滤波器及G-对数检波器。它们与主对放视频输出同时送入了干扰检测器里,若在这两个保护带内的对数信号中有任一个大于噪声门限和主对数信号,将会产生一个干扰检测信号到RDA计算机里的HSP(硬件处理单元),由HSP进行相应的处理,用以减少干扰信号对雷达产生基数据的负面影响。
CINRAD/SA多普勒天气雷达系统还具有地物杂波处理功能,在通常意义上,只要是非气象探测目标我们都可以定义为杂波,地物杂波一般影响的低仰角,近雷达站点的附近,在实践中会严重污染雷达基数据。为了减少地物杂波的影响,采用了IIR滤波器,在实际操作中,选取典型的地物杂波进行滤除,如CINRAD/SA多普勒天气雷达会在晴空天气条件下做一个体扫的基数据扫描,并把该基数据作为地物杂波存盘下来,然后通过RDASC控制台控制PSP(可编程处理器)来完成地物杂波的滤除。
CINRAD/SA天气雷达,从实际效果上看,即使在有较严重的干扰,在很大程度上仍能分辨出降水回波分布。
5 小結
随着社会经济的发展,雷达发射设备功率的提高及接收机灵敏度的不断提高,更多电子发射设备的的投入运行,相互之间发生干扰现象也越发频繁。对不同频点雷达之间的干扰,可以通过在接收机系统增加滤波技术加以解决,对于相同频点的雷达干扰,应统筹考虑相近电子设备进行错开,如仍有干扰,则应考虑对雷达的发射系统降低噪声提高发射频谱的纯度,同时对接收系统进行改进,在接收端先进行窄带预选滤波的处理。对于同频点的干扰可以用反异步干扰的算法进行处理。
参考文献:
[1] 北京敏视达雷达有限公司.中国新一代多普勒天气雷达(CINRAD/SA)用户手册[S].2002.
[2] 张文祥,李进华.雷达同频干扰现象分析研究[J].火控雷达技术,2007,36(6):50-53.
[3] 毛滔,曾浩.雷达抗同频干扰方法研究[J].航天电子对抗,2005,21(6):43-45.
[4] 薛春祥,林新党,陈正禄.舰船雷达同频干扰来源分析及抗同频干扰的方法[J].雷达与对抗,2008(1).
[5] 刘刚.同频干扰产生机理分析及解决办法[J].舰船电子对抗,2011,34(3):17-25.
关键词:天气雷达 同频干扰 干扰源
中图分类号:TN974 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)011-124-02
1 引言
连云港市新一代天气雷达是2002年度开始建设,是一部多普勒脉冲天气象雷达,从站址的选择到雷达安装调试,一直严格按照中国气象局有关新一代天气雷达站的要求操作,特别是雷达频率的使用和保护问题上,及时向省、市无线电管理机构申请了雷达无线电台执照,并申请了相应的频率使用保护,从2003年5月雷达投入业务运行,在电磁环境方面,连云港市新一代天气雷达一直运行正常。
2 干扰现象的出现
3 雷达干扰现象的分析
首先,要确认这不是雷达本身的问题,我们主要是从自身发射机发射的射频信号与所接收的信号进行频谱比较。
根据测量结果来看,雷达发射机射的射频电磁脉冲除有少许干扰,基本上是正常的,用仪器测得的雷达站附近电磁场情况,如图3所示。
同频干扰我们通常分为同步同频干扰和异步同频干扰。
同步同频干扰是指在具有相同的信号形式下,并且具有相同的载波频率,周期相邻相近或存在着整数倍数关系,其表现形式为形成围绕雷达站点的同心圆周。
现在我们分别设、为两部雷达的脉冲重复频率,它们的脉冲宽度都设为,则可令;当 t≤时,两部雷达之间的干扰则为同步同频干扰;当 t=时,它们之间的干扰则为异步同频干扰,在雷达回波图上则会出现如图1所示的螺旋抛物线。连云港多普勒天气雷达明显为异步同频干扰。其干扰强弱与两部雷达站距离远近及发射信号强度的大小成正比。
4 连云港多普勒天气雷达(CINRAD/SA)抗干扰能力分析
新一代天气雷达为了进一步抑制发射信号中的寄生边带及高次谐波干扰,在发射的馈线系统中特别设计了谐波滤波和频谱滤波器,使发射信号的频谱仅限于中心频率附近非常窄的带宽内,相关测试数据表明,距中心频率相差0.2GHz的范围外,杂波信号的衰退达到负140dB。
为了进一步提升雷达系统的抗干扰能力,CINRAD/SA新一代天气雷达还在接收机系统里专门设计了干扰检测分系统,干扰检测系统由G€敝衅捣糯蟮缏贰+及G-滤波电路、G+及G-检波器R和干扰检测器等共同组成,G€敝衅捣糯蟮缏方藕欧糯蠛蠓肿隽铰罚宦肪行钠德饰?4.05MHz的G+滤波器及G+对数检波器,另一路经中心频率为51.05 MHz的G-滤波器及G-对数检波器。它们与主对放视频输出同时送入了干扰检测器里,若在这两个保护带内的对数信号中有任一个大于噪声门限和主对数信号,将会产生一个干扰检测信号到RDA计算机里的HSP(硬件处理单元),由HSP进行相应的处理,用以减少干扰信号对雷达产生基数据的负面影响。
CINRAD/SA多普勒天气雷达系统还具有地物杂波处理功能,在通常意义上,只要是非气象探测目标我们都可以定义为杂波,地物杂波一般影响的低仰角,近雷达站点的附近,在实践中会严重污染雷达基数据。为了减少地物杂波的影响,采用了IIR滤波器,在实际操作中,选取典型的地物杂波进行滤除,如CINRAD/SA多普勒天气雷达会在晴空天气条件下做一个体扫的基数据扫描,并把该基数据作为地物杂波存盘下来,然后通过RDASC控制台控制PSP(可编程处理器)来完成地物杂波的滤除。
CINRAD/SA天气雷达,从实际效果上看,即使在有较严重的干扰,在很大程度上仍能分辨出降水回波分布。
5 小結
随着社会经济的发展,雷达发射设备功率的提高及接收机灵敏度的不断提高,更多电子发射设备的的投入运行,相互之间发生干扰现象也越发频繁。对不同频点雷达之间的干扰,可以通过在接收机系统增加滤波技术加以解决,对于相同频点的雷达干扰,应统筹考虑相近电子设备进行错开,如仍有干扰,则应考虑对雷达的发射系统降低噪声提高发射频谱的纯度,同时对接收系统进行改进,在接收端先进行窄带预选滤波的处理。对于同频点的干扰可以用反异步干扰的算法进行处理。
参考文献:
[1] 北京敏视达雷达有限公司.中国新一代多普勒天气雷达(CINRAD/SA)用户手册[S].2002.
[2] 张文祥,李进华.雷达同频干扰现象分析研究[J].火控雷达技术,2007,36(6):50-53.
[3] 毛滔,曾浩.雷达抗同频干扰方法研究[J].航天电子对抗,2005,21(6):43-45.
[4] 薛春祥,林新党,陈正禄.舰船雷达同频干扰来源分析及抗同频干扰的方法[J].雷达与对抗,2008(1).
[5] 刘刚.同频干扰产生机理分析及解决办法[J].舰船电子对抗,2011,34(3):17-25.