低空警戒雷達陣地優化調整方法

秦慶兵

(1.安徽博微長安電子有限公司，安徽 六安 237010； 2.目標探測與特征提取安徽省重點實驗室,安徽 六安 237010)

0 引 言

陣地優化是充分發揮雷達裝備戰技術性能、提升雷達裝備作戰效能的重要手段，是解決任務-裝備-陣地環境的最佳匹配[1]。雷達陣地優化效果決定了雷達在不同作戰條件下的性能發揮[2]。隨著雷達面臨的電磁環境越來越復雜，機動性要求越來越高，其對雷達陣地適應性措施的多樣性和運用調整速度提出了更高的要求,因此有必要對通用的陣地優化調整內容、流程方法研究進行應對。

1 陣地優化的方法

1.1 優化的基本準則和依據

陣地優化精細化調整方法需要遵循一定的基本準則和依據，總的優化評判準則包括3個部分，一是在無遮擋方位，雷達威力應滿足指標要求；二是探測目標航跡連續，方位偏差、測高精度滿足雷達戰術指標要求；三是盡量降低干擾和雜波造成的影響，畫面雜波剩余減少，使終端虛警控制在雷達允許的范圍之內，不影響雷達對目標的探測和錄取跟蹤[2]。低空警戒雷達主要實現低空目標的探測提取，虛警的抑制，擔負空情上報任務，由于低空預警使命任務的特性，決定了低空警戒雷達具體的優化準則為，檢測概率和虛警概率同時達標，在保證雷達威力等指標的前提下，兼顧遠區及近區目標檢測，側重于低空目標探測，優化提升雜波抑制、慢速目標探測能力。優化的基本依據為周圍雜波(地雜波、海雜波)環境強度、氣候條件、使命任務(如對海還是對空、小目標檢測要求(速度要求、加速度要求))等。

1.2 優化內容

根據陣地優化的基本準則和依據，雷達陣地優化內容主要包括：天線調平；方位校準；天線仰角調整；工作模式選擇；天線轉速選擇；靈敏度時間控制(STC)選擇設置；顯示量程選擇；顯示余輝選擇；信號和數據處理參數優化(波束數據的切換距離、脈沖壓縮參數選擇、濾波參數選擇、虛警率參數選擇(幅度雜波圖參數配置、強雜波判別處理參數、恒虛警率(CFAR)配置參數、慢響應門限圖參數配置)、點跡參數配置(評估等級參數配置(信噪比門限等)、雜波抑制相關距離或方位門限參數配置)等)、數據處理參數優化(濾波點跡速度、最大加速度)；檢測和顯示視頻選擇；幅度門限選擇等。

1.3 陣地優化效果評估

陣地優化效果評估屬于雷達效能評估范疇，文獻[1]～[3]通過一定的科學算法，給出了一種對陣地優化的效能進行評估的系統或方法。文獻[4]給出了空管雷達性能與陣地環境匹配的系統設計。文獻[5]和文獻[6]給出了雷達受到干擾時的雷達抗干擾效能評估指標集和方法。在工程應用中結合優化效果評估，構建閉環的陣地優化流程。

2 陣地優化的流程模板設計

2.1 陣地優化流程模板分類

根據特定情況，低空目標探測的陣地優化主要分為四類，包括全面陣地優化、緊急陣地優化、惡劣自然環境下的陣地優化、特定目標優化模板。

2.2 陣地優化流程模板設計

為了使雷達技師能夠按照特定流程快速方便地實現陣地優化調整，本文給出了一種低空預警雷達的一種通用調整模板。其調整流程如圖1所示，調整流程主要包括以下步驟:(1)天線調平和方位校準；(2)根據陣地環境，調整俯仰角；(3)根據陣地環境和作戰用途，選擇相應的工作模式；(4)根據上報數據率需求和特定作戰需求，調整天線轉速；(5)根據陣地環境，并通過觀察回波飽和、剩余點情況，調整時間靈敏度控制；(6)根據雜波及目標回波觀測情況，評估是否符合達到預定效果，是則轉步驟(7)，否則轉步驟(5)；(7)調整量程和余輝；(8)優化信號處理參數。包括濾波參數、雜波圖參數、點跡參數等的配置優化；(9)選擇檢測和顯示視頻；(10)評估結果是否合格，不合格則跳到步驟(3)，合格則跳到步驟(11)；(11)選擇幅度門限；(12)評估結果是否合格，不合格則跳到步驟(2)，合格則陣地優化結束。

圖1 陣地優化調整流程圖

3 主要解決的問題

陣地優化的主要難點在陣地優化動態可視化調整，可實時設置、不影響雷達正常運行，針對陣地環境的改變設計最優參數，達到最優檢測效果。主要存在問題是處理參數可配置性問題、優化參數交互執行實時顯示問題和參數同步保存問題?？刹扇〉闹饕胧┌ǎ?/p>

(1) 模塊參數可配置。采用軟件實現模塊化組件技術，提煉模塊使用過程中的關鍵參數，如恒虛警門限設置、濾波系數可選設置、點跡凝聚相關參數設置，形成參數接口協議，采用網絡接口實時收發配置參數，在雷達運行過程中，設置軟件線程接口專門收發參數數據，配置到各模塊關鍵參數中，可實現工作狀態時配置處理參數并保存。

(2) 對于實現優化參數交互執行實時顯示，采用了網絡模塊組件設計，后端處理所有數據通信統一采用網絡模塊組件收發，將網絡收發功能設計成一個功能子系統，提供統一的數據收發接口和網絡配置文件，完成網絡通信的功能；配置參數界面化設計，界面顯示進行模塊化劃分，使用QTreeWidget樹形結構和QTabWidget分頁結構技術，解決了參數過多繁雜的問題，實現每個模塊參數獨立顯示，更加快捷的查詢各個模塊的優化參數，直觀的觀測到參數的數值；優化網絡協議，增加查詢、反饋標志設置，可在參數設置成功后反饋參數設置結果，保證參數設置有效，增加參數優化可交互性。

(3) 為實現參數同步保存，采用組播點對多點數據傳輸技術，解決了單一的數據傳輸的效率低下問題，保證了陣地優化數據在多臺設備同步性。傳輸中的數據增加了CRC(循環冗余校驗)，解決了網絡報文過多，錯誤的報文解析問題，保證了陣地優化數據傳輸和接收的安全性和穩定性。各主分機接收陣地優化參數網絡報文后以文件形式進行存儲，對配置的參數按照二進制格式存儲在網絡服務器的固態硬盤上，達到數據同步一致，同時存儲技術穩定、安全、高效，解決了突然掉電、系統死機和人為誤操作等帶來的數據丟失問題，在雷達關機再開機時，啟用上次配置參數，減輕了雷達操作員的工作負擔，保證了雷達參數的穩定，提升了雷達的工作效率。

4 工程應用

通過軟件系統級測試及功能性能試驗，驗證了模板配置的可行性及陣地優化動態可視化調整技術的有效性。圖2為某工程中全面陣地優化引導可視化界面；圖3某工程中點跡參數開放可視化界面；圖4(a)為優化前雷達檢測畫面；圖4(b)為優化后的雷達檢測畫面。

圖2 陣地優化引導界面

5 結束語

隨著電子信息技術的發展，雷達陣地優化手段逐漸增多，要求雷達能夠快速適應陣地環境的變化，達到效果的最優。本文對低空雷達陣地優化精細化調整方法進行研究，重點對雷達的陣地優化引導模板進行了詳細闡述，并在某型號雷達上成功應用，驗證了其通用性和實用性。低空雷達陣地優化精細化調整方法可以有效地對陣地環境快速適應，有效地針對地雜波、海雜波、虛假點跡進行抑制，使雷達的適應性能得到快速提升。