伴随我国天气雷达建设数量日益增加,全国天气雷达距地1公里高度覆盖率持续提高,极端天气监测和预警能力得以显著提升。但因多部频率相同或相近的雷达同时运行,雷达发射信号通过天线主副瓣进入其他雷达接收系统而导致的同频干扰影响雷达数据产品质量问题愈加突出。
干扰回波图
同频干扰是影响天气雷达观测数据质量和灾害性天气预警能力的重要因素之一。当同频干扰信号进入接收机时,雷达回波图会出现大面积干扰回波,极易导致虚假回波的产生或真实目标回波信号被干扰信号遮盖,影响雷达对真实气象目标的识别、追踪与监测,进而造成雷达观测精度低、数据质量差等问题,严重降低了雷达系统的气象灾害预警能力和频率资源集约化应用能力。
发挥科技创新主体作用,服务国家宏观战略规划
国家发展和改革委员会批复、中国气象局印发的《气象雷达发展专项规划(2017-2020年)》关于“开展气象雷达新技术研究和新型气象雷达技术应用试验,建设气象雷达综合试验技术支撑平台,开展同频干扰试验等工作和业务前沿技术研究”等要求的提出,指引国家级天气雷达研发应用实验室建设(二期)项目启动实施。成都远望以国家宏观战略为行动指南,以科技创新为根本动力,联合成都信息工程大学开展可变频抗同频干扰试验平台研究,攻克多波段雷达同频干扰模拟技术、同频干扰回波自动识别及干扰回波抑制技术、同频干扰回波抑制效果评估技术等多项关键核心技术,成功研制可变频抗同频干扰试验装置及配套软件系统,显著提升了天气雷达在复杂电磁环境中对同频干扰信号的智能感知、识别能力与抗同频干扰能力。
国内首台同频干扰试验装置,赋能观测数据质量提升
成都远望基于雷达探测原理研制的全国首台可变频抗同频干扰试验装置,能输出S/C/X等多波段天气雷达的脉冲信号、连续波信号、线性调频信号、非线性调频信号及自定义波形等多类型同频干扰信号,并将干扰信号以空间传播或线路引入的方式传输给单部或多部天气雷达,形成同频干扰回波,实现对天气雷达基于I/Q数据与基数据的同频干扰识别与抗干扰能力验证及多部雷达对同种信号测量数据一致性检验。同时,通过装置搭载的智能干扰抑制识别算法,可自动匹配相应抗干扰策略,有效降低雷达电磁干扰故障坏图率,为进一步提升天气雷达数据质量,提高精密监测、精准预报、精细服务能力添砖加瓦。
同频干扰试验成果优势尽显,助力国家重大平台建设
实践出真知,应用验价值。装置顺利通过出厂验收后,于7月底至8月初在长沙标校中心进行可变频抗同频干扰试验。试验将作为组网雷达干扰源的干扰试验装置部署于长沙标校中心多部天气雷达之间,并与试验雷达协同工作,通过与雷达一致的工作扫描模式产生多种雷达同频干扰信号,实现对辐射点状/环状/射线状等干扰特征数据的采集、分析,有效验证测试了不同波段天气雷达的抗同频干扰能力。未来,产品的业务化运行将进一步助推国家级天气雷达研发应用实验室建设(二期)项目,在支撑双偏振、相控阵、协同组网观测等天气雷达新技术研发与应用实验工作中实现高质量发展。
装置在长沙标校中心开展测试示意图