电磁环境对雷达使用效能影响分析
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随着信息技术和经济的快速发展，各类电子装设备数量急剧增长，用频设备占用频谱宽度不断扩展，使用功率逐步增大，电磁辐射愈加严重，雷达设备面临的电磁环境日趋复杂，电磁环境对雷达性能发挥的影响日益加深。科学评估设备所处的电磁环境，准确掌握空间电磁态势，摸清电磁环境对设备使用效能发挥的影响，对合理使用设备、提升使用效能提供技术和数据支撑变得尤为重要。
一、复杂电磁环境的概念和特征
（一）复杂电磁环境的概念
复杂电磁环境是日益增长的大量用频设备产生的多样式、全频域、高密度、大功率的电磁辐射信号，构成时空交错、频率拥挤、功率分布不均匀的电磁空间。通常这些信号是由雷达、通信、导航电子设备辐射出的，随着科学技术的发展，辐射出的信号样式更加复杂多变，从而使得电磁环境不断的复杂化。伴随着现代科技对电磁波更加强烈的依赖，用频设备信息化程度的不断提高，电磁环境复杂程度不断增强。
（二）复杂电磁环境的特征
一是密集繁杂性。从空间上看，信号来源复杂广泛，信号分布立体多向、纵横交错；从频域上看，电磁信号工作频段几乎涵盖全部频谱范围，且频谱拥挤，相互重叠和干扰；从信号样式看，电磁信号种类众多，调制样式多样，类型复杂多变；从时域上看，电磁环境动态变化，随机性强；从能域上看，功率强弱起伏、能流密集但分布不均匀。二是动态对抗性。区别于其他环境，电磁环境始终处于动态变化中，具有动态变化性。电磁环境受电子设备工作状态、性质、系统数量和性能影响，处于变化中；影响电磁环境的电离层高度、电介质性质、地磁场分布等自然辐射传播因素，一直处于变动中；各类电子设备系统始终随着使用进程不断调整，呈现兼容和非兼容的矛盾状态。三是非线性。电磁环境各要素之间非线性相互作用导致其具有典型非线性特征。电磁环境从稳定态到不稳定态表现为突发性跃变，甚至出现处于稳定到不稳定之间的临界性特征。
二、电磁环境中影响雷达的各类因素
（一）各类雷达
为追求探测威力，现代雷达发射功率、天线增益不断增大。远距离探测目标的同时，对临近雷达设备产生较大影响。通过测算，受距离二次方衰减的视距内雷达直射波功率远大于受距离四次方衰减的雷达目标回波信号功率，导致视距内同频段雷达产生严重互扰，造成雷达可用频点丧失或整体探测效能下降。特别是氣象、航管等雷达设备，分属不同机构，架设位置不合理，甚至有可能架设在仅相距几公里的位置，对雷达探测效能产生重大影响。
（二）电视信号及互调和谐波
电视信号覆盖频率范围为49.75MHz到957.75MHz，在传播过程中可能对VHF频段和 P波段雷达产生干扰，其二阶互调产物和二次、三次谐波则可能对L波段雷达产生干扰，其三阶、五阶、七阶或更多互调产物沿基频信号向频谱两端延伸，与其它微弱信号叠加后，将抬高VHF、P、L波段雷达的底噪，特别是有线电视设施不完善地区，电视信号主要依靠空间传播，对同频段雷达干扰更加明显。
（三）手机网络
当前手机信号覆盖广泛，通信基站星罗棋布，频谱占用跨度较大（2G信号为900MHz、1800MHz频段；3G信号为1900-2100MHz频段；4G信号为1800MHz、2300MHz和2600 MHz频段），雷达周边通信基站将直接对P、L、S波段雷达产生影响，其信号互调产物会对其基频两端400MHz频带的底噪产生影响。
（四）工业、科研、医疗高频设备
工业、科研、医疗高频设备在使用过程中电磁能量的泄露不可避免，造成对工作频带的污染，如塑料热合机、高频钢铁冶炼设备、高频机械制模机、高频熔炼炉、高频木材烘干机等设备工作时通常功率比较大，虽然没有发射天线，但由于电磁防护设计简单，大量的泄露产生的电磁干扰特别严重。这些设备多工作在2.4GHz的ISM频段（2400-2483.5MHz），对部分S波段雷达产生直接影响。
（五）电力、交通设施
高压电力系统包括架空高压送电线路与高压设备，其电磁辐射源主要来自导线或其他金属配件表面对空气的电晕放电，其放电脉冲具有很宽的频谱。汽车、摩托车、拖拉机等机动车辆的发动机点火系统也是很强的宽带干扰源，其火花塞跳火时，贮存的电荷被迅速放电，这种放电电流在1ns-2ns内升至最大值，从而产生强的电磁波，在几十至几千兆赫兹频率范围内具有很大的干扰场强，能够对周围50-80m范围内形成干扰。
三、电磁环境对雷达使用效能的影响
（一）同频、邻频干扰丧失频谱资源。同频、邻频干扰问题已严重侵蚀雷达可用频谱资源，影响和制约着雷达使用效能发挥。只能择优选取可用频点，最大程度降低干扰、互扰影响。
（二）底噪抬升压缩探测威力。雷达底噪抬升将直接影响信号检测，淹没目标微弱信号，导致雷达探测能力被压缩、盲区增大，对目标发现造成严重影响。
（三）杂波密集影响目标识别。复杂电磁环境下，各类电磁信号密集繁杂，除抬升雷达底噪外，还将造成雷达杂波点数增多，导致目标信号淹没在杂波内。
四、结束语
以上介绍了电磁干扰的类型及产生的机理。上述几方面的干扰并非一定同时存在，或影响都很严重，而是在某些地域、某段时域、某个频域、某一种干扰现象较为突出。通过对雷达周围电磁环境的测试和分析，形成雷达电磁环境测试和电磁兼容性分析报告，最终确定此雷达有无受到干扰，能否正常工作，以及给出应对干扰的电磁兼容建议等。
（作者单位：1.清华附中；
2.清华附中；
3.93534部队）
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