2.7 系统问题

二次雷达已经在民用航空和军用雷达敌我识别领域中获得了成功应用。但是它的系统问题也对二次雷达敌我识别系统和二次监视雷达产生了很多不良的影响。二次雷达的主要问题是来自系统内部的各类干扰和来自系统外部的多径干扰。由于二次雷达使用同样的询问信号频率（1030MHz）和应答信号频率（1090MHz），并且采用定向自主询问和全向应答工作方式，因此当一台询问机发送询问信号时，覆盖范围内的所有应答机都能接收到该询问信号并对此产生应答信号。应答机使用全向天线，发射的应答信号可以被各个方向的询问机接收，因此造成了系统内设备之间的相互干扰。因为二次雷达系统是一个很多设备同时工作的庞大系统，所以系统内的相互干扰非常严重，并且会随着目标数的增加而加重，随着重复询问频率的增加而加重。自二次雷达诞生以来，人们就一直在研究解决其系统内部干扰问题的措施。

多站工作对二次雷达系统性能的主要影响之一就是应答机占据问题，表现为应答机对某些询问不能产生应答信号，降低了询问机的目标检测概率。很明显，应答机一次只能对一个询问信号产生应答信号，在应答持续时间内和应答结束后发射机恢复时间内，该应答机不能对其他询问信号进行应答，在此期间到达的询问信号将得不到它的应答响应，这就是所谓的应答机占据。应答信号发射过程引起的应答机占据时间的典型值是60μs，最长为125μs。此外，当接收到来自旁瓣的询问信号时，应答机将被抑制，需要封闭一定的时间后才能对其他询问信号产生应答响应，典型的旁瓣抑制产生的占据时间为25～30μs。因此，在多站工作时，因为应答机占据的影响直接降低了应答机的应答概率，所以影响了二次雷达系统的目标检测概率和识别概率。

由于应答机的散热问题及供电电源能力的限制，应答机每秒的应答次数是有限制的。二次监视雷达应答机每秒的应答次数通常限制为1200～2000。当应答速率超过规定值时，应答机会自动降低灵敏度，以便控制应答速率和电源功耗，这时应答机对来自远距离的弱询问信号不会产生应答信号。

为了降低多站工作对应答机的影响，各国民航管理部门都严格限制每个二次监视雷达询问机询问重复频率和发射功率，并严格限制目标询问次数。二次雷达敌我识别系统采用了询问功率自适应控制技术，高功率询问远距离目标，低功率询问近距离目标，降低了对远距离目标的干扰。

系统内部干扰对询问机的主要影响表现为译码错误和目标检测概率降低。无论是来自询问天线主波束范围内的多个目标应答脉冲，还是来自天线旁瓣的旁瓣应答干扰脉冲，在接收机视频输出端都表现为脉冲位置相互交错甚至重叠的脉冲串，它们相互干扰造成译码错误，降低了目标检测概率，有时还会产生假目标报告。

为了降低系统内部干扰的影响，人们采取了很多有效的技术措施，如询问旁瓣抑制（ISLS）技术、接收旁瓣抑制（RSLS）技术、询问机接收灵敏度时间增益控制技术、询问功率自适应控制技术、单脉冲技术及选址询问技术等。数字调制二次雷达还采用了串扰抑制技术、混扰抑制技术。采用这些技术以后，二次雷达系统内部的干扰得到了有效控制。

影响二次雷达系统性能的外部因素主要是询问信号和应答信号电磁波传播的多径效应。多径效应是指在询问机和应答机之间除直射路径之外，还有经过各种反射体产生的其他传播路径，到达接收端的信号是多个路径传播信号的矢量叠加，或者会形成独立的多径干扰脉冲。不同条件的多径干扰表现为产生询问天线垂直波瓣分裂、信号衰落、询问天线主波束方向图形状失真、目标方位角测量误差及产生“鬼影”目标等，会严重影响二次雷达系统性能。降低多径干扰影响的有效方法是设计高性能询问天线，如二次监视雷达使用垂直大孔径天线降低对地面的辐射能量，从而减少多径干扰。多径干扰信号一旦通过询问天线进入接收机，要想通过后面的处理进一步消除其影响是非常困难的。