雷达技术范文

雷达技术篇1

【关键词】雷达；新技术；发展

一、雷达的概念：

雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距的电子设备。雷达概念形成于二十世纪初。其工作原理是发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。但无源雷达不发射电磁波只接收电磁波。各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本形式是一致的，由发射机、发射天线、接收机、接收天线和处理部分以及显示器、电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备组成。

二、雷达的重要性：

雷达侦察作用距离远、预警时间长、隐蔽性好、获取的信息多而准、不受气候条件的影响等优点已成为现代高科技战争中不可替代的一部分。另外雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等多方面得到很好的应用。

三、雷达新技术和发展：

1、采用更宽广的电磁波频率，

目前世界上先进的海军雷达侦察接收机具有高达100 %的截获概率，可侦收频率范围在0. 5～40 GHz 之间的。现在已使用了激光雷达，使频率扩到可见光范围，提高雷达对隐形武器的捕捉能力。传统的雷达频率和电磁波频谱图如下：

2、信号调制方式多样，

战场电子环境的变化相当复杂，雷达辐射脉冲随机交叠的概率增大，信号类型复杂多变，雷达工作模式随机切换，要求雷达能够对信号流进行自动分选，将随机交错的脉冲流分离成各个雷达单独的脉冲列，并且能够对信号的载频（RF） 、到达角（DOA） 、脉冲到达时间（ TOA） 、脉冲幅度（PA） 和脉宽（PW） 等参数进行快速测量，针对威胁等级进行识别。同时自方发出的信号要能躲避敌方的侦测。

3、有源雷达和无源雷达有机结合，

雷达做成有源侦测和无源侦测有机结合，利用无源定位的技术，与有源定位方法相比无源定位具有隐蔽接收、不易被对方发觉的优点，是现代战场一体化区域信息对抗体系的重要组成部分，对于提高武器系统在电子战环境下的生存能力和作战能力具有重要作用。

4、 发展更先进的天线技术，

现在的雷达要求灵敏度高，能接收所控制武器致命打击范围之外的来自旁瓣的有效辐射能量，收天线要求全方位和低衰减。因此要解决天线空间覆盖和多波束定向以及低副瓣和多路测向等问题。新的发展重点将是相控阵和测向多径抑制以及高性能相控阵模块、固体微波元件和快速跳频传输等技术。德国已把全向和定向天线装在单个探头内做成双锥形天线，并且还正在研制结构紧凑的三轴稳定旋转碟形天线。目前18～26 GHz 和26～40 GHz 毫米波EW 接收天线、毫米波多路转换器、毫米波场效应管低噪声前置放大器、毫米波变频器和毫米波本振等是研究的重点元器件。

5、定位技术，

空间谱估计测向充分利用天线各阵元从空间电磁场接收到的全部信息，具有抗多径效应和相干信号的能力以及超高分辨率，对天线阵的结构和对称性要求不严，而且能取得较高的测向精度。高精度参数测量是进行正确分选、识别的前提条件，随着数字化技术的提高，以数字式接收机高精度测量为核心的精确定位技术也是今后的主要定位技术。

6、超视距侦察技术，

能侦收各种新体制的雷达。低截获概率雷达、超视距雷达等。利用对流层散射对雷达信号实现超视距侦察的技术。利用对流层散射的原理，可以在视距范围以外接收被湍流团散射的雷达信号并加以分析，别雷达指纹，成对雷达的侦察任务。

7、信号处理技术。

雷达要求在高密集信号环境下具有较强的信号分析能力。现代信号处理技术采用多种方式如频率捷变与滤波、识别与分类射频信号技术、自适应阵列处理技术、频率快速综合技术、数据处理技术、数据融合技术、图形图像处理技术、专家系统和人工智能技术等。

8、采用多体制的工作模式。

为了增强雷达的电子反侦察特性和反对抗（干扰） 特性，雷达采用脉压/ 捷变频、捷变频脉冲多普勒、频率分集/ 变重频变脉宽以及大带宽低峰值功率等综合 。

5 、 结束语

随着电磁环境日益密集，新型雷达体制不断出现，除发展上述技术外，还应研究雷达侦察的

体系结构和作战模式技术，并在此基础上积极寻找新的侦察方式，研制新的侦察手段。

参考文献

[1]赵国庆，雷达对抗技术，西安电子科技大学出版社

[2]《兵工科技》2012、1、7、、12、15期

雷达技术篇2

技术雷达是由全球奋战在一线的技术专家和技术领袖们总结和分享的一些最佳实践和最佳技术。技术雷达以图形化的方式将目前热门的一些项目分别归入技术、工具、平台和语言、框架四个象限中，并按照采用、试验、评估和暂缓四个阶段反映这些热门技术项目目前应用的基本状况。因为结论来自于第一线技术人员的反馈，所以技术雷达基本可反映出目前热门技术的实际应用状况。对于企业的技术领导者来说，他们有机会通过创建自己的技术雷达，以图形化的形式来制定技术战略。ThoughtWorks 近日刚刚了最新一期的技术雷达，容器技术、微服务、AR/VR等是目前用户最关注的技术热点。

ThoughtWorks中国区CTO徐昊归纳了本期技术雷达的四大亮点。

第一，增强现实和虚拟现实（AR/VR）渐入佳境。AR/VR技术正在引起企业级用户的兴趣和重视。以前，这两项技术仅仅和游戏、新鲜感联系在一起。先是基于移动SDK开发的“夜跑”点燃了公众对AR技术的热情，随后智能硬件设备，如Oculus Rift、HTC Vive和微软HoloLens日趋成熟，预示着AR/VR技术已度过不成熟期。在这个领域的先行者将获得先发优势。徐昊认为，像OpenVR和Unity这样的软件开发平台已经十分成熟，新的自然语言处理（NLP）工具，如Nuance Mix，还有硬件提供的接近自然的交互，为AR/VR技术的采用起到 了重要的促进作用。

ThoughtWorks建立了AR/VR实验室，探索下一代的应用，比如远程交互和零售业导购等。ThoughtWorks的实验表明，VR在远程协作和演讲等场合有惊人的“移情”作用，这主要得益于它通过抽象介质向用户直接传递的沉浸式体验。当然，AR/VR在普及的过程中也面临挑战，比如创作和交付VR/AR内容的技能还远远跟不上硬件发展的步伐，尤其是在企业级应用领域。

第二，智能将释放巨大能量。李开复说，他30年前就开始研究人工智能，但受当时的技术条件所限，人工智能的应用进展缓慢。曾长期处于实验室研究阶段的机器学习和人工智能如今已大步进入实用领域，比如Nuance Mix和TensorFlow。 从NLP到机器学习库，开发者都能从网上下载。让人感到高兴的是，一些厂商已经在人工智能领域开源了大量复杂的库和工具，使得开发者能够更方便地使用，而10年前要想获得这方面的知识，代价是非常昂贵，且知识面的涉及也是受限的。商品计算（一种大规模、低成本、可伸缩的集群计算标准）、特殊定制的硬件（如GPU和云端资源）等可以让企业从积累的大数据资源中更快获得回报。

第三，容器是一个M程，PaaS是一种机器，微服务架构是一种编程模式。PaaS正流行的时候，容器技术开始爆发，一些人担心PaaS和容器之间会产生矛盾。但是更多的人认为，PaaS和容器是相辅相成的关系。徐昊表示，开发人员可以将容器设想成一个独立进程，而PaaS就是一个公共部署目标，使用微服务架构有助于保持一致的风格。微服务风格的架构容器化强调松耦合，提供了高度的运行隔离，可以降低开发过程中的协调成本。微服务对开发人员和DevOps的吸引力使之成为许多企业事实上的新的开发标准。

雷达技术篇3

【关键词】雷达国产化；全固态；3、4号系统工程；S波段；单脉冲

1.引言

近年来，国民经济的健康发展促进了民航运输业的快速增长，同时，也对空管保障体系提出了更高的要求，早在几年前，国务院就曾提出“提高我国空管技术装备水平”的要求，首次把搞好我国空管系统建设提到了一个新的高度。

我国空管系统的自主开发起步较晚，发展比较缓慢。现已装备的空管雷达以单脉冲二次雷达（MSSR）为主，部分机场配置了一次监视雷达（PSR）。由于MSSR成本低、信息量大，通过多点布站，MSSR监视范围在中高空域上已基本覆盖我国主要航路。我国多数省会城市和直辖市的机场已安装了机场监视雷达（ASR），部分繁忙机场还安装了精密进近雷达（PAR）和地面活动监视雷达（SMR）。由于现有空管雷达均为进口设备，采购费用高，维护困难大，已越来越不能满足空管现代化建设的需要，空管雷达国产化已经迫在眉睫。

2.现阶段国产空管雷达技术水平

我国空管系统的自主开发起步较晚、发展比较缓慢，设备以引进为主，没有完善高效的管制系统设备。在20世纪70年代，我国自行研制了空管1、2号系统，但因可靠性不高，未能推广应用。20世纪90年代，在空管3号、4号系统研制项目中又成功研制了全固态PSR和MSSR雷达，系统性能已达到国际20世纪末同类空管雷达的先进水平。

目前，国内空管雷达生产厂家主要有四所：中电集团14所、38所（四创公司）、泰雷兹（天津）雷达技术有限公司、英德拉雷达技术（天津）有限公司。泰雷兹（天津）雷达技术有限公司和英德拉雷达技术（天津）有限公司是在华生产的合资企业，有许多年的技术经验，生产的产品成熟稳定。中电集团14所及38所是国内自主品牌研发，属于后起之秀，在近几年的发展中取得了相当大的成绩，目前产品已销往国内外许多地区。在这里，主要介绍一下中电集团14所及38所的雷达研制情况。

2.1 中国电子科技集团公司第14研究所

14所成立于1949年，是中国雷达产业的发源地，从事各种军用、民用电子系统工程及其装备和软件的设计、开发、系统集成和服务，是中国目前规模最大的电子系统工程研究所。目前在雷达总体技术、系统集成技术、相控阵技术、脉冲多普勒技术、固态功率合成技术等国内领先，其代表产品有：2007年3月开始研制的GLC-33型S波段近程空管一次雷达。2009年7月开始研制的L波段远程空管一次雷达，实现远程空管一次雷达的完全国产化。

目前，空管3号、4号系统工程的两部单脉冲二次雷达已分别在民航飞行学院广汉机场和长春龙嘉国际机场正式投入业务运行，无锡硕放机场的一部独立二次雷达也已投入业务运行。

2.2 中国电子科技集团公司第38研究所（四创公司）

38所是我国较早进入空管技术设备研制领域的单位之一，从上世纪90年代初就自筹资金开始了空管一次雷达的研制工作，其代表产品，目前在长春空管4号系统中研制的S波段空管一次雷达（3821雷达）初步取得了可喜的成果。

3821雷达的研制成功填补了国产S波段近程空管一次雷达的空白，该雷达技术上瞄准国外Raytheon公司ASR-10SS雷达的先进水平，设计方案合理，性能指标符合国际规范。整机在确保性能先进的前提下，突出了系统可靠性、维修性设计，各项指标均与国际标准接轨，总体技术水平已接近或达到了国际同类雷达的先进水平，完全能满足21世纪的空管监视需求。创造性增加MTD后处理技术，保证了产品在全自动跟踪状态下、恶劣杂波环境中，自动跟踪目标连续、情报上报可靠稳定。

3.国产空管雷达技术发展趋势

近年来，随着雷达技术、计算机技术和电子元器件的不断发展，国产空管雷达均已向全固态、双套冗余、全自动和无人值守等方向发展，大体有以下几点：

场面活动引导监视系统SMGCS，由于ASDE的探测范围有限，现代大型航空港通常采用2～4部ASDE构成机场地面监视系统。目前国际上一种新的发展趋势是把ASDE与基于多个SSR接收机构成的多站定位监视系统MDS集成在一起，形成一种地面活动引导和监控系统（SMGCS）。

基于MDS技术的空管监视系统，可以分为MLAT监视系统和SMGCS监视系统两类。MLAT监视系统是一种基于MDS技术的机场目标监视系统，可以作为SMGCS监视系统的探测子系统使用。MLAT监视系统不仅能利用二次雷达应答信号完成空中目标的探测和跟踪，同时还可以利用S模式询问功能对进场飞机进行精密近进引导。这要求该系统配置S模式询问机和相应的着陆引导管理程序，使该系统能完成机场场面监视和着陆引导的双重功能。

电扫二次雷达，适用于在小空域内飞机密度较高的情况下，完成对周边空域内飞机的空中交通管制和助降功能。电扫二次雷达具有更高的数据更新率和探测精度，适用于高密度、大流量的现代化机场空管系统。其特点是：以精密跟踪方式获取目标的准确方位、距离和高度，确保飞机起降安全，该工作方式的数据更新时间小于1秒。

4.总结

发展空管雷达系统装备、加速新体制雷达研制、技术创新和提高国产化水平是当前比较迫切的任务，同时又要长期持续发展，紧跟国际潮流。目前，经过几十年的改革开放，我国现有雷达技术大幅提高，很多先进技术都在军用雷达上得到使用，稳定性、可靠性等得到不断改进和提升，国产雷达已具备了与国外先进雷达竞争的能力，我们应该把这些技术成果应用于空管雷达的研制和改进中，推动国产空管雷达的发展，开拓国产空管雷达市场，通过改善导航监视设施，提高空中交通管理水平，为全社会提供安全、优质、高效和可靠的民用航空空中交通服务。根据我国民用航空空管系统的“十二・五”建设计划和空管系统的发展需要，国产空管雷达必将在我国空管系统中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]张辉，夏张辉，先.空中交通管理[M].北京：航空工业出版社，2006，8.

[2]吕小平.空中交通管理文集.北京：航空工业出版社， 2009，4.

[3]张明友，汪学刚.雷达系统[M].北京：电子工业出版社， 2006，1.

雷达技术篇4

【关键词】雷达；信号处理；内容；关键技术；趋势

雷达是利用目标对电磁波的反射或散射现象对目标进行检测、定位、跟踪、成像与识别。随着电子器件与计算机技术的迅速发展，现代雷达信号处理技术正向着算法更先进、更快速、处理容量更大和算法硬件化方向飞速发展，可以对目标回波与各种干扰、噪声的混叠信号进行有效的加工处理，最大程度地剔除无用信号，这都给现代雷达带来根本性变革，使得各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域。

一、雷达信号处理一般概念

（一）雷达信号处理目的

雷达的大多数用途可以分为检测、跟踪和成像。雷达发射一个受控的确定信号，在接收机输出端测得该信号的响应，这个响应信号是几个主要分量的叠加，而在所有这些分量中没有任何一个是雷达设计者能够完全控制的。主要的信息分量包括目标、杂波和噪声，在有些情况下还包括干扰。雷达信号处理的目的就是对复合的信号进行处理，提取其中的有用信息，包括判断目标是否存在，提取目标的特性，或者产生目标的雷达图像。

（二）雷达信号处理条件

雷达信号处理的必备条件有两项，一是雷达信号处理的理论和算法，包括实现功能的原理及信号处理采用的算法，信号处理算法是雷达系统的核心内容，其对现代雷达系统的功能实现具有决定性意义。二是实现雷达信号处理的硬件平台，好的硬件平台可以使雷达信号处理能够应用更新、更复杂的算法，使雷达检测、跟踪、成像能力大大提高。

（三）雷达信号处理作用

雷达信号处理是雷达系统的核心部分，它的作用主要有三项，一是信号产生，包括调制、合成、倍频和波束形成；二是信号变换，包括频率变换、A/D变换、放大和延时；三是信号提取，包括解调、下变频、分频、滤波、检测和成像等。

二、现代雷达信号处理内容

相比传统雷达，现代雷达面临更为复杂的工作环境和更为宽广的应用需求，现代雷达信号处理既包含基于经典方法又包括不断发展的脉冲压缩、干扰抑制、目标检测、目标识别等若干新技术，同时也包含针对新体制雷达，如相控阵雷达、无源雷达、高分辨成像雷达以及分布式雷达的信号处理。

三、现代雷达信号处理关键技术

（一）正交相干检波技术

随着数字电路技术的发展，数字信号处理技术在高性能雷达等系统中得到广泛应用。在这些应用中，对接收通道的要求越来越高，数字正交相干检波技术成为了提高现代雷达性能的重要技术之一。传统的模拟正交接收机由于模拟器件的不一致性，且受环境温度、电源电压等影响较大，其I/Q通道存在较大的幅度和相位正交误差，并因此严重影响雷达的整机性能。高速器件的发展使直接对低中频信号进行采样成为可能，其实现电路如图1所示。

图中载频为f0的中频信号，基于直接中频采样的数字正交相干检波技术以采样率fs对此中频信号采样后，用数字方法形成I/Q信号，采样输出的信号中包含了所需的有用信息，s（n）即为交替的I/Q双通道信号，要得到标准的I/Q双路信号，则需要经过后续的数字信号处理来实现。在欠采样情况下保证信号的有用频谱不发生混叠，并进行正交相干检波。这样得到的正交信号的一致性好、精度高，而且具有数字电路的其他优点，从而在很大程度上提高了系统性能，因此得到了广泛的应用。

（二）脉冲压缩技术

现代武器和现代飞行技术的发展，对雷达的作用距离、分辨力和测量精度等性能指标提出了更高的要求。为增加雷达系统检测能力，要求增大雷达发射的平均功率。在峰值功率受限时，要求发射脉冲尽量宽，而为提高系统距离分辨力，又要求发射脉冲尽量窄，二者是一对矛盾。通常解决的方法是在发射机端发射时间展宽信号，信号内部进行必要调制，在接收端通过压缩滤波器处理而产生窄时间脉冲，使雷达提高检测能力的同时又不降低距离分辨力，这一过程称为脉冲压缩。作为现代雷达的重要技术，脉冲压缩有效地解决了分辨力同平均功率间的矛盾，并在现代雷达中广泛应用。

脉冲压缩有基于时域相关法和频域FFT法两种方式。采用频域算法的优点是大时宽信号时可采用高效 FFT算法，大大减少运算量（时域 FIR滤波器对N点长度信号需进行N2次复数乘法运算，而频域卷积法仅需2Nlog2N次复数乘法运算）；采用专用FFT 芯片，可实现大压缩比和最佳性价比。但在小压缩比、距离单元数较大时，相对于时域脉冲压缩法成本较高，运算过程较复杂。采用时域匹配滤波法，等效于求离散接收信号与发射波形离散样本之间的复相关运算，这种方法在压缩比较小时，电路简单，实现方便。

（三）杂波抑制技术

杂波抑制是雷达需具备重要功能之一。雷达要探测的目标通常是运动目标，而目标往往存在于一些背景中，如云雨、地物、海浪以及敌方施放的金属丝干扰等，这些背景的回波通称杂波或无源干扰。当运动目标与杂波同时存在，对目标的检测就变的困难。要正确探测目标，就要将杂波和运动目标分开。动目标显示与检测是通过回波多普勒频移的不同来区分动目标和固定目标的，通过设计合理的滤波器，就可以把目标信号和杂波分开。一个完备的杂波抑制系统是动目标显示MTI、自适应动目标显示AMTI、动目标检测MTD、杂波图、恒虚警CFAR检测等技术的综合应用，实现从杂波和噪声环境中检测目标的任务。

（四）雷达成像处理技术

雷达成像作为一种全天候、全天时、远距离信息获取手段，主要采用合成孔径方式实现，合成孔径雷达和逆合成孔径雷达是雷达成像发展过程中两种最重要的应用，其基本原理相同，都是利用雷达发射宽带信号获得高距离分辨率，利用雷达和目标的相对运动获得高的方位向距离分辨率。雷达成像在原理上虽然简单，但要精确实现空变的二维滤波处理是比较复杂的。因此，要用算法来实现近似的空变二维滤波处理，主要有三方面：其一是根据成像质量的要求讨论是否可以近似简化；其二是在不能近似简化的条件下探索易于实现的成像算法；其三是研究更高质量的成像算法以满足更进一步的高要求。

雷达成像处理过程实质是二维滤波问题。信号距离向匹配滤波较容易实现，但方位向匹配滤波实现具有一定难度，因为同一目标回波包络位置是随雷达视角变化的，这一变化称为距离徙动现象。距离徙动问题是各种成像算法所要解决的主要问题，围绕此问题，各种各样的雷达成像算法被提出来，主要有距离多普勒算法（Range-Doppler Algorithm，R-DA）、CS（Chirp Scaling）算法、距离徙动算法（Range Migration Algorithm，RMA）、极坐标格式算法（Polar Format Algorithm， PFA）、距离-多普勒-距离（Range-Doppler-Ranger）成像方法等。

四、现代雷达信号处理发展趋势

传统雷达所用信号为窄带信号，其应用领域受限较大，而现代雷达系统使用宽带信号、空时频自适应处理、数据融合处理等技术可以有效拓展系统目标探测距离与精度，实现目标分类与成像。因此，现代雷达信号处理发展趋势呈现三方面特点。

1.数字化处理。数字化处理要求信号处理算法更为丰富，集成度更高，信号处理速度也得到了极大提升。新技术的发展也可以为雷达信号处理算法提供更灵活、适应性更强的应用环境，使数据处理性能得以最大发挥。

2.多功能应用。雷达信号处理除了在军事中应用外，还能够在制导、气象、航空等领域进行功能拓展。不同制式、功能、频段的雷达协同工作能够形成一体化系统平台，将雷达系统应用到各个领域。

3.信号处理算法。信号处理算法是雷达系统的核心内容，其对现代雷达系统的功能实现具有决定性意义。自适应杂波对消、自适应干扰抑制、自适应频率控制、自适应波形捷变、多维信号处理与融合等技术已经在现代雷达系统中得到广泛应用，新的信号处理算法与理论也正逐渐被应用到雷达信号处理中，如模糊理论、神经网络、遗传算法、基于SAR 的图形处理算法等。

五、结束语

由于近年来众多新体制雷达和信号处理方法的不断涌现，现代雷达分系统之间的界限已经逐渐模糊，信号处理的功能及相应的处理算法也在不断丰富和发展。由于水平有限，本文无力深入涉及现代雷达信号处理的各个方面，仅仅对目前采用的若干新技术以及未来发展趋势进行了粗浅的分析，以供后续研究参考。

参考文献：

[1]Mark A.Richards（美）. 雷达信号处理基础. 电子工业出版社，2008.

[2]马晓岩. 现代雷达信号处理. 国防工业出版社，2013.

[3]熊孝华，杨安会. 现代雷达信号处理及发展趋势研究. 中国高新技术企业，2011（13）.

[4]丁锐. 雷达信号处理算法的硬件实现：[硕士]. 武汉：华中科技大学，2009.

[5]王文卿. 现代雷达信号处理技术及实现：[硕士]. 西安：西安电子科技大学，2009.

[6]赵晨光. 现代雷达信号处理及其发展趋势探析. 通信技术，2014.04.

作者简介：

周文辉，男，辽宁建昌人，汉族，硕士研究生在读，工程师，主要研究方向为信号与信息处理。

雷达技术篇5

现代战争中，警戒雷达遭遇最严重的威胁来自有源干扰。由于威胁目标的雷达回波可能被掩盖在干扰杂波中，导致指挥系统不能确定空空或空海导弹的发射时机，无法引导飞机在安全距离上完成攻击任务。为了打击和摧毁干扰辐射源，辐射源定位技术伴随雷达电子对抗产生。辐射源定位技术最基本的定位方法是平面定位法和空间定位法，根据定位条件的不同，又可分为单点定位和多点定位。单点定位有飞越目标定位法、方位／仰角定位法，多点定位有测向交叉定位法、多重采样相关定位法等［1～5］。本文提出的基于灰度质心法的雷达捷变频技术干扰源定位方法属于单点定位法。利用雷达捷变频技术，采用灰度质心算法对干扰源进行定位，即可掌握对方干扰掩护的方位，又可实现为飞机提供干扰源打击的概略引导信息。

2定位技术实现的原理及条件

2．1实现条件

基于灰度质心法的雷达捷变频技术干扰源定位方法需要在特定的条件下完成。1）雷达具有超低副瓣或副瓣抑制能力，且干扰机与雷达有一定的距离；2）雷达具有捷变频功能，且干扰信号基于频率瞄准或储频转发式；3）雷达具有数字化信号处理显示功能。超低副瓣的雷达天线设计技术不仅可以聚焦辐射功率，增大雷达的探测距离，也可以有效避免干扰信号从雷达的副瓣进入，提高雷达的抗干扰能力。这种技术迫使干扰信号仅能从雷达主瓣进入，见图1（a），从而使干扰信号携带了方向信息，为干扰源定位提供了基础条件。捷变频是一种抗干扰技术，即雷达快速改变射频频率，以迫使远距离干扰机和威胁目标自带的干扰机分散其现有的干扰功率，来覆盖增宽了的射频带宽。如果远距离干扰机坚持采用窄带瞄频或数字储频转发方式产生干扰信号，干扰信号进入雷达接收机就存在一个延迟时间，这个延迟由干扰机与雷达之间的双程信号传输距离、干扰机侦察测频处理时间、干扰机内部射频线长度等因素决定。脉间或脉组高速捷变频技术恰好利用了这个延迟，其高速的频率跳变使远距离干扰机无法紧随雷达信号实施干扰，造成相同频率的干扰信号在干扰机与雷达距离之内传播滞后于雷达回波，此距离内的雷达回波处理未受到干扰，形成如图1（c）的效果［6～7］。雷达数字化显示处理使干扰杂波与目标回波以点迹形式在雷达显示，有利于对干扰源位置的数据采集，减少误差，如图1（b）、1（c）。

2．2实现原理

在真实战场条件中，当雷达与干扰机距离较远时，大多数情况，干扰能量仅能从雷达的主瓣和第一副瓣进入，并在雷达显示器上形成主瓣式条状干扰扇区。如果雷达采用捷变频抗干扰手段有效，往往可以消弱干扰的能量，并能去除干扰机与雷达之间的干扰亮区。这时，可以清晰观测干扰亮区的起始位置，在经过十几个扫描周期的采样后，可构画出干扰机位置分布图，之后使用定位算法可计算出干扰机位置。如果针对一部雷达进行多次干扰源定位误差校准，可进一步缩小结果误差，减少计算所需的数据采集样本，达成对运动干扰源的准实时定位［8～10］。过程原理如图2所示。

3定位技术方法

采用灰度质心算法的雷达捷变频技术对干扰源进行定位方法［11］，是一种以灰度为权值的加权型心法。干扰源位置以干扰噪点的起始点为准，数量N＝n×T／t，其中T为采集区间的时间长度，t为雷达天线的扫描周期，n为每个周期干扰源数量。例如，图2（c）是雷达的某次扫描图像，图上有n＝6个干扰源位置点。表1中列出了数据的部分样本。为了便于计算，数据由经纬度值转换为X／Y坐标系，由于无高度信息，Z坐标省略。根据式（1）、式（2），计算并画出干扰机位置，效果如图3所示，式（1）得到数据在X轴投影的质心，式（2）得到数据在Y轴投影的质心。由于数据分布集中在两个位置，在计算之前应划分数据区域1、区域2，并且利用式（4）剔除偏离点，这样就能在图中得到两个质心S1（1645．83，1014．9），S2（1142．67，1262．6），以”＋”表示；干扰机真实位置R1＝（1608，1107），R2＝（1104，1401），以“＊”表示。

4定位结果分析

根据图3所示，比例尺为1∶91．86（单位：m），区域1的质心距离实际点9146．41m，区域2的质心距离实际点13200．68m。由于无校准的定位误差较大，需要进行进一步处理才能获得理想结果［12～13］。

4．1随机误差

采样点相对质心的分布趋势表现数据的随机性，图4、图5显示了位置数据的均值和波动，经计算，区域1数据的标准差为7．95km，区域2的标准差为10．09km。图3中，区域1、区域2采样点集中分布于区域底部，构成较明显的集中区，其它分散点采样来自于副瓣干扰，在质心阈值设置时可以剔除；区域2中形成了两个集中区，从雷达屏幕观察上部集中区可能是副瓣干扰，在采样时可以滤除上部的集中区域。经过阈值优化设置后，随机误差得到降低，如图6所示。经过阈值优化设置后，区域1数据的标准差为4918．9m，区域2的标准差为1810．8m，区域1的质心S1（1639．5，1047．4）距离实际点6192．64m，区域2的质心S2（1118．9，1374．8）距离实际点2768．77m，误差分别降低32．3％和79％。事实上，S1点的干扰机较S2点干扰机的干扰信号能量及能量起伏较大，对雷达副瓣的干扰不稳定，使得雷达对S1的定位不准确，因此在数据采样时可以考虑选择距离最新的干扰点，即每次扫描周期只录取干扰方向上最近的干扰点。这种录取方法操作简单，结果精度高，但对分辨主瓣干扰的能力要求较高。

4．2系统误差

由图3、图6所示，质心在同一个方向上偏离实际点，这是由于干扰机内部在转发雷达信号或测量雷达信号存在系统延迟T，这个延迟导致雷达观测到的干扰机位置比实际的位置要远一些，不同的干扰机系统延迟T是不同的，同一部干扰机工作在不同频率时T也会不同。另外一个系统误差来自雷达本身，由于雷达精度与量程、天线扫描方式、工作频率等有关，在对干扰机定位时应考虑以上因素。

5结语

数据处理结果表明雷达捷变频技术的干扰源定位方法不能实现高精度定位，该方法的实际应用价值在于可以利用现有雷达装备提供干扰威胁源位置的估计信息，定位误差小于5km。该方法不属于高精度雷达目标跟踪功能，而是一种雷达探测能力的延伸，其最大的优势在于可以估计运动干扰源的移动线路，比如描绘携带干扰源飞机的航线，有利于对敏感空域或海域敌情的侦察预警。从经济条件和现有技术条件来看，该方法在雷达上推广易实现，技术改造需求少，是一种行之有效的雷达辅助探测功能。

雷达技术篇6

所谓雷达电子对抗，具体指的是以雷达充当探测传感头的探测以及武器作战系统的相关电子技术。随着现代化科学技术的迅猛发展，雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺骗式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。纵观当今雷电电子对抗发展现状，结合国外雷达电子战一体化趋势，对雷达电子对抗新技术进行深入分析和探讨具有重要意义。针对雷达电子战一体化进行合理性分析，同时对超宽带雷达今后发展趋势进行展望，提炼出新的雷达电子对抗技术和作战方式，并且极有可能在今后与雷达对抗中获得验证和普遍应用。

1 雷达电子对抗新技术分析

由于普通的雷达数据链和雷达传感器不能满足信息侦查传递的要求，九十年代，美国研发出雷达通用数据链，通用数据链除了在控制组织之间传递交换更多的数据之外还能将侦察机所获取的大容量信息传递到控制中心，雷达通用数据链是用于监视侦查抗干扰的通信传感器，是用于平台和地面终端的通信设备，当国防部队或是政府等高端机构需要秘密情报时，就可以采用侦察机的雷达通用数据链来传递信息情报，很多国家的国防部都需要通用数据链作为网络中心传感器和地面终端的传输纽带，通用数据链主要有五大类数据链路组成，一类是地面平台八万英尺高的通信平台，第二类是高于第一类七万英尺的空中平台，第三类的空中平台高度有五十万英尺，第四类和第五类恶毒数据链路属于卫星的运作链路，一类用于七百五十海里的轨道的卫星运行，另一个运用在更高高度的卫星运行。

1.1 相干噪声干扰

以往的噪声干扰主要有两种方式，分别是非相关宽带阻塞式干扰以及测频瞄准式窄带阻塞式干扰，最为显著的特点体现在其与雷达信号之间并不具备任何联系。正是因为非相干噪声信号和雷达目标回波信号之间不具备联系，因此，在雷达信号的处理过程中，极有可能造成这样一种后果，即：相比较于噪声而言，回波处理有所增加。通过适当的增加噪声干扰功率可以确保干扰效果，此外，为了实现对能量的充分利用，需要选择瞄准式干扰。假如选择相干噪声干扰，就不能使雷达信号处理增益有所增加，此时所需要的噪声干扰功率也相对不高，并且因为所选择的是相干噪声，具备精确瞄频信号，因此，可以确保对噪声干扰能量进行充分有效的利用。相干噪声干扰属于转发式噪声范畴，在完成雷达信号的接收之后，对其进行相应的噪声调制处理，再将经过处理的雷达信号进行转发，这样包括连续波在内的诸多种波形形式均可以得到实现。与之前的噪声干扰相比较而言，相干噪声干扰所需要的干扰能量十分有限，由此可以推断出，在干扰能量一样的情况下，相干噪声干扰所作用的距离可以达到更远。

传统的噪声干扰是采用非相干宽带阻塞式干扰或测频瞄准式窄带阻塞式干扰，其一大特点是与雷达信号不相关。正由于非相干噪声信号与雷达目标回波信号是非相干的在雷达如机载火控雷达和导弹末制导雷达的信号处理中，对回波的处理增益相对噪声来说就可 能会变大，大约可增加十几dB。为了达到较好的干扰效果，就必须加大噪声干扰的功率， 同时为了有效的利用能量，需要采用瞄准式干扰。

1.2 对单脉冲雷达的角度欺骗干扰

根据单脉冲雷达工作机理，可以确定其抗角度欺骗干扰的性能十分优越，这也在一定程度上促使其近些年来保持迅猛的发展态势，并且影响范围越来越广，特别是在导弹控制以及雷达引导等方面，其应用日益普遍。有关干扰单脉冲雷达技术的研究最初始于上世纪五十年代，六十年代开始部署战术自卫干扰系统，随后得到美国及前苏联的关注，展开了一系列的试验，并取得了相应的成果。我国在此领域经过十几年的研究，也已经取得初步成果，积累了一定的经验，但在干扰效果有效方式方面较为欠缺。结合单脉冲雷达特点，在干扰技术的设计方面要注意以下几点：1）针对雷达设计以及制造方面存在的不足，选择闪烁干扰或者是间断干扰等；2）结合雷达工作基本原理，选择交叉极化干扰或者是交叉眼干扰等；3）选择有源诱饵假目标。

首先，交叉极化干扰。所谓交叉极化干扰，主要指的是干扰信号与雷达回波，在极化方向上是互相垂直的。针对幅度单脉冲雷达而言，交叉极化干扰会导致相反的误差信号，这样就可以达到单脉冲雷达角跟踪能力彻底消失的效果；对于相位单脉冲雷达而言，交叉极化干扰会导致误差信号出现畸变的后果。在交叉极化干扰不存在的情况下，雷达主波束相位波前不会发生变化，在存在交叉极化干扰的情况下，天线瞄准轴位置的相位波前会出现一百八十度的相移。交叉极化干扰有两大要求，其一就是可以实现对雷达所发射的信号的极化进行准确的测量；其二就是具备对正交极化信号的转发功能，交叉极化欺骗干扰框架示意图详见下图所示。

交叉极化正交性还可以根据输入的信号极化对天线极化进行调整，新阿红极化参数和天线极化信号的生成并不是必备条件。

其次，交叉眼干扰。在本体上进行设备设置，所设置的两组设备需要具备一致的收发信号通路，同时还要确保在走向上是互相交叉的。在设备接收机捕获到单脉冲雷达信号后，会通过发射天线将其辐射出去，如果在作用雷达处的信号保持一百八十度的相位差，并且幅度比与一接近的情况下，所导致的后果将是单脉冲雷达探测本体等效位置中心出现明显偏置，这样会造成单脉冲雷达跟踪与本体相偏离。而只有可以确保单脉冲雷达在本体两套设备连接天线的法向中心线的交叉眼干扰才可以称之为有效。

之前的交叉眼干扰对相对位置关系以及相位差条件的要求较为严格，从而在一定程度上对其广泛应用造成限制。随着现代化科学技术的迅猛发展，雷达电子战技术也取得长足发展，使得我们有条件对交叉眼干扰进行改进和完善。当前，发达国家正在积极致力于定位准确、识别性格优越的雷达告警及侦察设备的相关研究，可以预见不久，借助本体向交叉眼干扰设备提供辐射源也就是雷达精确位置信息将成为现实。一旦交叉眼干扰设备具备了此种性能，角度欺骗可信度将会极大的提升，与此同时，借助对实时反馈信息的研制，设备状况也会有所改善，从而向辐射源偏离本体提供引导。这边是依托于辐射源定位实时校准的自适应引导交叉眼干扰。

1.3 对宽带及超宽带雷达的干扰

脉冲压缩波形雷达是宽带及超宽带信号的主要适用范围，其中主要涉及脉压雷达、SAR以及ISAR等。其中，脉压雷达由于具备超宽带线性调频信号，因此其距离分辨率相对较高；SAR以及ISAR雷达成像主要依赖于提升距离维以及角度维的分辨率，而雷达的距离维与角度维在数据方面存在一定关系，简单的说，只需要干扰距离维，将会导致成像功能失效的后果，SAR以及ISAR采取脉冲压缩体制实现距离维探测，所以，对SAR以及ISAR成像干扰便可以视为脉冲压缩雷达干扰。按照脉压雷达体制的相关规定，线性调频、脉间频率步进以及相位编码信号是比较具有代表性的几种信号形式。从本质上讲，脉间频率步进雷达波形就是线性调频信号的脉间离散化形式，所以，其同样具备线性调频信号距离特性。

线性调频脉压雷达抗噪声干扰能力及抗欺骗干扰性能均十分优越，一旦遇到噪声干扰信号，雷达信号处理机制与信号相匹配，这样，滤波器将会输出更大的信干比。为确保有效的噪声干扰，需要保持雷达接收机输入端干扰信号功率强于回波信号功率，但依据目前技术水平，实现起来还存在一定难度。通过增加多抽头延时网络的可变加权系数，可以导致幅度调制效应，这样所得到的干扰信号具备欺骗性压制干扰效果。

2 结语

综上所述，随着现代化科学技术的迅猛发展，雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺骗式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。在研究电子对抗以及雷达电子战一体化技术的过程中，发现通过相干噪声得到性能较高的干扰技术手段只需要付出极小的代价；在单脉冲雷达角度欺骗干扰方面，大功率交叉极化干扰以及对来袭目标进行实时校准判定的交叉眼干扰极具发展空间；宽带及超宽带雷达干扰具有一定难度和挑战性，比较有效的方式就是利用复合式干扰。

参考文献：

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[3]贾蒙、李辉、沈莹、张安，机载雷达电子对抗系统的仿真，火力与指挥控制，2010，04.

雷达技术篇7

关键词:多普勒雷达;雷电;防护;技术路线

中图分类号:tn95文献标识码:a

文章编号:1004-373x(2010)01-186-03

technical way of lightning and static electricity protection for doppler radar

li ya′nan1,chen shangde1,2,zhang shengcai2,li weihong2,li weilin2

(1.institute of arid meteorology,c m a,key laboratory of arid climatic change and reducing disaster of gansu province,

key open laboratory of climatic change and disaster reduction of cma,lanzhou,730020,china;

2.lightning protect center of gansu,lanzhou,730020,china )

abstract:in order to solve the doppler radar suffered against lightning and other over-voltage at work,on the basis of analyzing operational and control system′s low voltage characteristics,the technology of lightning and static elecericity protection of radar station are proposed,and the real construct method for avoiding direct thunder hit and protecting equipment being hit and shielding working chamber.some design methods are implemented in practice and have protective effect.

keywords:doppler-radar;lightning;protection;technical

0 引 言

多普勒天气雷达又称新一代天气雷达,是我国气象部门最近几年大量布设组网的一种新型天气探测设备。wWW.133229.CoM多普勒雷达的最大特点是可以探测目标物的径向运动速度,所以可以比较准确地辨认很多灾害性天气现象,它的布点连网使用为大气探测研究提供了前所未有的机会。但由于雷达一般处在高山和开阔地带以及现代信息设施低电压化的特点,新一代天气雷达极易遭受雷电和静电的损坏[1],这就使得防雷和防静电成了新一代天气雷达建设中的突出问题。为此,国内外防雷界人士投入了大量的人力和财力,用以研究和实验这些新型雷达的雷电和静电防护。

利用工作的便利条件,在新一代天气雷达建设的实际工作中,对这一关键的问题做了实验和探讨,实践证明在新一代天气雷达建设中采用的技术路线是有效的。

1 直击雷防护的技术路线

1.1 接闪

接闪是防雷的第一道防线,常规的做法是架设避雷针,通过高耸的金属铁塔将强大雷电流拦截引入地下。但新一代天气雷达的特点是工作频率较高,周围较大的金属器件极易对雷达信号造成衰减。金属避雷塔在拦截雷电的同时,往往将雷达的探测信号也进行了不同程度的衰减,情况严重时往往会严重影响系统正常运行[2]。为了避免这一现象,人们现阶段一般都用两种办法来解决这一矛盾:一是将避雷针远离雷达天线,这样以来,避雷针的防护效果就会降低,为了不降低防护效果,只好再增加避雷针的数量,这显然是以牺牲避雷针防护效果和增加成本为代价来减少避雷针对雷达信号衰减的;二是在雷达的防风罩顶部架设一小型避雷针,由于这种避雷针的引下线只能借用防风罩的壁体,距离雷达天线很近,容易造成雷电流对雷达天线的反击,使雷达的工作环境遭到破坏[3]。

为了解决以上矛盾,需要在避雷针的材料上寻找突破口,对直击雷接闪器采用了特殊材料制作,由缠绕型玻璃纤维增强环氧树脂管制作主管体,管体根据不同高度设计为上细下粗的塔型,下端管体壁厚达到15 cm,树脂管内设一根截面50 mm2的多股铜线实现对雷电流的引下入地。一般每个雷达站设立三到四支避雷针,以环抱的形式实现对雷达天线的直击雷防护。避雷针抗风强度设计为40 m/s。

避雷针布设的另一个重要参数是防反击距离[4]。按空气的击穿电场强度大于3×104 v/cm的理论值测算[5],雷电防护的防反击的要求并不是很高,只要大于0.1 m就可以对300 kv雷电压进行防护,但考虑到雷击发生时空气湿度、气压和温度等一系列气象因素对击穿电场强度的影响[6]和常规做法,新一代天气雷达防雷电反击的距离按不小于3 m设计。由于环氧树脂管本身具有绝缘效果,这一防反击距离是完全可以达到雷达防护要求的。另外,和一座金属铁塔相比,缠绕型玻璃纤维增强环氧树脂管避雷针在经济上也是完全可以接受的。

为了有效防护雷达所在建筑物遭受雷击,雷达塔楼按优于国际标准规范规定的二级防雷设施的要求设计[3]。如果雷达站建立在高山顶,雷达塔楼的防雷均压环一般从一层开始布设。如果具体施工工作能与土建工程配套进行,将会使避雷针架设工程中的费用极大降低。

1.2 引下

避雷针接闪后的雷电流必须利用引下线迅速泄放入地,传统避雷针的引下线有两种形式:一种为独立引下线,这种形式一般为每根避雷针设立一单独的引下线,其优点是引下线的安装位置可以根据防护对象的实际情况进行适当调整,但这种调整量十分有限,并且建筑物上的引下线很难与建筑物的金属体进行严格的分离。另一种方法是避雷针引下线借用建筑物主体的主筋,其最大的优点是当雷击发生后可以实现整个建筑体等电位[7],但如果建筑体等电位处理不好时,强大的雷电流容易和借用主筋周围的设备发生反击。

为此,可以通过一个简单计算对两种引下线的防护效果进行分析[8]:

i=i/(n•n)

式中:i为单根引下线在发生雷击时所流过的雷电流(单位:ka);

i为接闪器接闪后的雷击总电流(单位:ka);

n为雷达站雷达塔楼建筑立柱的个数;

n为每根雷达站雷达塔楼建筑立柱中防雷引下线的根数。

假如一雷达站发生瞬态电流为200 ka的雷击,独立引下线只有被动的将这一电流全部承担下来,在其周围产生的影响是显而易见的。而如果借用建筑主筋,一般的雷电塔楼都有4个或更多的立柱,如果每柱借用两根主筋做避雷针的引下线,则可以使每根引下线的雷电流减小为避雷针接闪总雷电流的1/8,即只有25 ka。从土建建筑的施工工艺看,这一计算方法是相当保守的。

通过分析可以看出,借用建筑主筋可以最大限度地分散雷电流能量。新一代天气雷达站直击雷防护的引下线全部借用建筑体的竖筋实现[2]。由于这些引下线不但要用以引下强大的雷电流,还要引下弱小的静电和感应电流,在实际工艺中,对借用主筋全部做焊接处理。考虑到等电位及综合防护效果,建筑体横竖主筋在每层处全部采用焊接,很显然,这样处理的结果会使得可能发生的雷电流在引下过程中得以极大的分散,从而减小雷电流的破坏性作用[1]。

1.3 接地

直击雷防护的接地体地网由两部分组成:

一部分为建筑体的地下基础主筋(也叫建筑地或自然地)。为了很好地对这些埋入地下的建筑金属加以利用,在混凝土浇注前,在不破坏机械强度的情况下,对每根钢筋进行了双向焊接,地下立柱主筋每2 m加筋焊接一圈,箍筋增加焊点大于φ12圆钢横截面的要求,以作为建筑接地体之用。

另一部分为环绕建筑体的专用地网(也叫人工地),用2.5 m长φ50热镀锌管钢和4×40 mm热镀锌扁铁组成(见图1),地网制作在地面700 mm以下,焊接处做防锈和防腐处理。两个地网在地下立柱处做多点焊接连通,形成互补,以使雷电流和其他干扰电流迅速泄放入地。

图1 专用地网施工方法

一般规范对各类设施的接地电阻都有要求,天气雷达系统地网的总体接地电阻设计[9]为小于等于4 ω,系统建成后经过实际测量,绝大多数地网的实际接地电阻都小于等于1 ω。

1.4 侧击雷防护的特殊处理

根据不同雷达站的情况,对雷电的侧击和绕击做了不同的处理。地处高山的台站一般都利用金属防护围栏进行接地处理,与雷达站各类地网进行多点等电位连接。这样以来,围栏就成了很好的侧击雷接闪设施。

1.5 系统供电的雷电防护

为了防止雷电通过电源线路击毁雷达设施,原则上要求配电室和变压器应置于lzp0b区,其他配电设施等置于不低于lzp1的防雷区域,直击雷防护等级不应低于二类防雷建筑设计[2],所以,为配电室设立了常规避雷带,围绕配电室设立地网一组,兼做电力系统保护地网和配电室防雷地网。考虑到雷达站地理位置的特点,进入配电室的架空电力线路在前三根线杆都设立了避雷线。

2 设备仪器雷击防护技术路线

2.1 分流

工程的雷电流等过电流的分流由两部分组成:一部分为等电位的连接,通过对建筑、电器、管道、线路等的均压处理,使过电流通过多条线路泄入大地;另一部分为浪涌电压吸收设施,电源部分采用最少二级、重点部位采用三级电涌吸收措施[10](见图2);程控电话线路、网络线路、信号传输系统等都采取一级电涌防护措施;雷达天线安装就位后,根据设备实际情况对雷达伺服系统的线路采取了电涌防护措施;无线数据传输系统、通信线缆亦根据情况采取相应的防护措施,这样以来,叠加在线路上的过电压以最短的线路和最快的速度,通过吸收设施分流入地。

图2 电涌防护原理图

2.2 引入接地

为避免雷电和电磁干扰,根据不同情况,对不同的场地和设备采用不同的接地形式。重点场地采用“m”(均压环),“s”(汇流排)型混合接地方式[11],一般场地采用“m”接地形式,较分散设施和各类线路引入点等采用“s”接地形式。为提高弱电设施场所的安全系数,可根据情况适当增加其接地点。考虑到楼房的高度会使引下线加长,造成接地体的接地电阻难以达到国家有关规范要求的规定值,故主机房、控制室、楼内计算机房的系统地网主要借助建筑地网[12],设计接地电阻都小于等于4.0 ω。供电线路和部分电涌吸收设施的地线难于采用公用接地时,我们进行了独立敷设。

2.3 屏蔽

新一代天气雷达的电磁屏蔽措施以两部分为主:一部分为雷达机房和计算机控制室的屏蔽,这一部分工程主要包含在土建工程之中,其屏蔽金属体的网格不应大于20 cm×20 cm,机房门窗设计为金属材料,窗户亦加设了网孔不大于20 cm×20 cm的金属网,金属门窗和网与建筑物部分的主钢筋做焊接连接,焊接点之间按不大于2 m设计,这一措施对米波长和很大频段的厘米波长的雷电电磁波和其他干扰信号可以起到有效的防护作用;另一部分为各类线路的屏蔽,严格区分了高低压、高低频线路,各自分立穿管布设,穿线槽分段就近进行了接地,以将雷电和其他干扰电磁场降低到最低限度。

2.4 均压处理

等电位处理是涵盖土建、安装、电器等项目的综合工程。工程的等电位处理主要有以下内容:

建筑体主筋的等电位处理,主要对所有竖筋和横筋进行焊接处理,使整个建筑体成为一个等电位体。

上下水、通风等所有进出建筑体的管道与建筑地网就近进行电气连接,使整个进出建筑物的金属物体与建筑体形成等电位体。

机房、供电部分的交直流和安全保护地线以及防雷地线都与建筑地网进行共地处理。

机房、各类线路、接线盒等部分的地线从建筑体就近引出,防雷地从楼顶主筋引出,部分必须单独设立的地网(如电缆接地等)也与建筑地进行了等电位连接。

2.5 静电防护

新一代天气雷达系统的静电防护主要是为了消除计算机和信息系统在运行过程中产生的静电电荷,根据国内外静电防护的经验,除在操作中注意操作方式减少静电之外,给静电提供泄放通路和合理选择机房有关材料,以破坏静电形成的条件是静电防护的关键。为了达到这一目的,对防静电地板接地与其他接地系统进行了共地处理,防静电系统设计接地电阻[12]小于等于4.0 ω;有关机房防静电地板泻放电阻按1×105～1×108 ω设计[12]。

2.6 配电及其线路防护

根据工作需要和现阶段通行的做法,总配电室以后的供电采用了tn-s或tn-c-s接地系统[9],其中零线线径与相线线径相同,地线线径按不小于φ6设计;变压器侧设立零线地网,配电主机房和自供电系统也设立了相应地网,分配电室地网与建筑地网共地处理,各地网接地电阻小于等于4.0 ω。线路在进出建筑物前作穿管埋地处理,埋地长度不小于15 m。

3 结 语

随着雷达操作和数据处理的自动化,雷达硬件设备的用电电压越来越低,这使得雷达的雷电和静电击毁率急剧的增加。由于这类故障有时是由低电压造成的,其故障比较隐蔽,往往不宜查找和根除。所以雷电和静电的防护应该引起设备使用者的高度重视。设计的新一代天气雷达防雷项目已有多项投入使用,有些雷达站甚至在常发雷击的高山之巅运行了多时。通过实践,该设计技术路线是可靠可行的。

尽管这些防雷系统被采用在天气雷达的防护中,但其防护的技术路线对其他雷达设施、通信传输系统和弱电设施场所都有很好的借鉴作用。

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参考文献

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雷达技术篇8

数字化、网络化和信息化成为当今社会的重要特征，形成了一个以网络为核心的信息时代。1969年，出现了互联网的雏形，伴随着技术的革新和进步，直至1994年互联网发展成熟，因特网演变成基于ISP和NAP的多层次结构网络，计算机网络技术日益广泛应用。计算机网络提供了两个重要的功能，即连通性和共享性。连通性是指网络上的用户之间都可以交换信息，而共享性指的是资源共享，资源共享可分为信息软件与硬件共享。网络根据作用范围分为广域网、城域网、局域网、个人区域网，每一种网络都有不同的特点和使用范围，而航管雷达系统使用的是局域网，因为现阶段网络技术仅仅在单一航管雷达系统内应用，如果下一步实现全国雷达信号联网，就会涉及到更大范围内的网络应用。开放系统互联OSI模型定义了连接异种计算机标准的体系结构，OSI为连接分布式应用处理的“开放”系统提供了基础。OSI的七层体系结构为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。TCP/IP协议非国际标准，但是由于其更简单、更容易理解和实现，已经成为事实上的国际标准。

2RAYTHEON一次雷达结构

RAYTHEONASR-10SS一次雷达是20世纪90年代具有先进技术的全固态航管监视雷达，具有覆盖范围广、数据可靠性高、系统实用性强和目标容量可扩展的特点，适用于中高飞行流量的机场环境。ASR-10SS一次雷达的基本配置包括天线和天线基座、发射机、双通道接收机/录取器、双通道信号数据处理器、主/备现场控制和数据接口、遥控终端等。此航管雷达的特点是应用了以太网技术。20世纪90年代，网络技术的应用远没有现在广泛，而其采用的以太网并没有配备交换机或路由器等一类的网络核心部件，仅仅采用特性阻抗为50Ω的同轴电缆，将所有需要连网的设备利用“T”形头来实现以太网，用同轴电缆的起点端和终点端加载假负载来实现阻抗匹配。IEEE802.3以太网具有10Mb/sec的数据传输速率，双通道采用的是总线型的网络拓扑结构。

3INDRA二次雷达结构和特点

INDRAIRS-20MP/L二次雷达基本配置包括双通道接收机/录取器、发射机、天线、马达及马达控制器、双通道GPS时钟、主备交换机、UTS测试单元、VR3K、监控设备、ATC系统中用到的数台SDD设备等。INDRAIRS-20MP/L二次雷达采用双网冗余的网络结构，并且主要部件采取双通道配置，A\B网均配置交换机，并且相互独立运行，使用的是ICP/IP协议的10、100BASE-T。通过双网冗余，所有部件均接入A\B网，包括主动通道切换、故障通道切换等，均能实现无缝隙衔接，确保设备工作的可靠性。马达控制器采用CAN-BUS技术进行自动切换。INDRAIRS-20MP/L二次雷达采用星型拓扑结构，由中央节点和其他各个节点连接组成，每个节点之间的通信均需通过中央节点，在星型拓扑结构中中央节点是至关重要的，而在INDRAIRS-20MP/L二次雷达系统中，中央节点是利用交换机形成的。星型网络拓扑结构的优点就是结构比较简单、局域网建网更加容易、使用网络协议简单、单设备故障对系统影响不大且容易排除和便于控制、线路的传输效率取决于中央节点设备的速率等，缺点是局域网中线束较多，对中央节点设备依赖性强；长时间工作中央节点负担重，容易形成系统瓶颈。现阶段，星型网络拓扑结构是局域网通常采用的主流形式。需要注意的是，航管楼SLG作为远端监控设备，功能与本地SLG相同，然而在逻辑上却作为本地SLG的备用机，我们将在后面介绍INDRAIRS-20MP/L二次雷达曾经出现的故障来说明逻辑上的主备关系。在INDRAIRS-20MP/L二次雷达网络拓扑结构中，使用双绞线作为传输媒介，并采用EIA/TIA-568标准。由于设备属于远山台站，设备监控信号和雷达数据需要传输至航管楼使用，因此网络拓扑结构中还使用到光缆和微波传输设备。，比较它们的系统图，主要区别在于网络拓扑结构、形成网络的器件以及接入网络的功能部件不同。IRS-20MP/L二次雷达拓扑结构中，网络中引入了交换机，最大限度地实现了互连和共享。从接入网络的部件数量来看，我们可以看到网络技术随着航管雷达的更迭也有了长足的发展和广泛的应用

4INDRA二次雷达故障案例分析

INDRAIRS-20MP/L二次雷达的监控部分SLG，其基本作用就是监控设备各部件的工作状态，配置雷达各部分的功能进行配置，修改参数，并提供各部件的信息和故障报告。在SLGUCS监控主界面中，我们能自动实时监控录取器控制器的CPU性能、内存容量，以确保网络系统的数据处理能力始终处于最优状态。

4.1天线监控失效

在设备运行正常并且雷达信号正常情况下，远端（航管楼）监控SLG显示，天线系统失去监控，显示橙色或者白色，橙色表示出现非关键故障，白色表示未监控到。从监控中看到天线正常旋转，SLG中PPI中显示雷达信号正常，由此得出，设备工作正常，仅是监控部分出现异常，重新启动远端（航管楼）SLG系统，故障现象依旧。重新启动本地（罕山）SLG系统，故障现象消失。进一步分析可知，该故障系厂家软件BUG，远端SLG是由本地SLG镜像而成，在厂家的原始配置中并没有远端SLG，因此远端SLG在此网络系统中逻辑上是不存在的，因此故障处置需要在本地SLG上重启处理。

4.2参数修改失效

2014-09秋季维护中，为验证假目标的成因，在本地SLG增加反射区域0°～360º，在反射区域中仅显示目标原始视频（原始视频即没有经过处理的目标，没有二次代码、高度显示和地速显示），验证后需要恢复初始状态，即便将此反射区域删除，系统录取器也并没有恢复初始状态，依然只显示原始视频。维护人员先后将此故障定位于VR3K、本地SLG、录取控制器、收发机，将上述部件的参数恢复初始状态并重新启动，故障现象仍然存在，经反复与厂家工程师联系，提出是否为本地SLG和远端SLG同步出现问题，也就是说增加反射区域的操作同步，而删除反射区域操作没有同步，同时重启本地SLG和远端SLG后，故障现象消除。本地SLG与远端SLG出现不同步，也是网络系统中逻辑冲突。

5计算机网络技术应用设想

5.1改进航管雷达设备维护理念

20世纪80年代航管雷达系统中，功能的实现是靠电路板；进入20世纪90年代，模块化是组成雷达系统的基础，维护和维修多是更换功能模块，更深层次的模块维修则依靠厂家工程师；现阶段，在模块化的基础上应用和发展了网络技术，设备的模块均增加了网络功能，虽然深层次的维修依然是依靠厂家，但是由于网络的引入，每一部件在系统中的作用弱化，更多的靠网络技术的信息交换与共享。笔者认为，航管雷达维护人员应该从以雷达专业为重过渡到以网络技术为重，不局限于航管雷达系统，包括更多的专业化设备，都是建立在以交换机为核心的网络架构中，尤其是空管行业，工作必须确保万无一失。

5.2航管雷达全国联网

随着雷达站点覆盖的增加和空域管理区域化，任何一地的管制部门需要引入多部雷达信号，各地雷达信号交织成全国雷达信号网，每一部雷达都将成为全国雷达信号网中的节点。随着航管雷达设备中网络应用更加全面，就为形成雷达信号网提供了更多的技术基础，在未来，航管雷达设备将实现统一标准，更加有利于全国雷达联网。在形成全国雷达信号网后，任何一部单一的雷达设备故障都不会影响雷达信号网，也就不会影响空中交通管制服务，从而确保飞行安全。

6结束语

目前，计算机网络技术越来越多地应用于航管设备，我们需要改变对设备的认识。笔者认为，通信导航监视专业人员无论从事哪一个专业，计算机网络技术知识将成为我们必须要掌握的技术，这就需要老一代的技术人员要及时更新自己掌握的知识，无论是单一系统设备，还是数据联网，都要以网络为核心。随着航管设备的发展，网络将变得非常重要，我们今后的维护工作重点将会与网络息息相关。