雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)分析

田紅++袁吉珊

摘 要 隨著電子、通信等技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)環(huán)境日趨復(fù)雜，面臨的戰(zhàn)場(chǎng)威脅與日俱增，各種電子設(shè)備的性能也在不斷提高。傳統(tǒng)的做法只是在單個(gè)設(shè)備上進(jìn)行性能優(yōu)化，而利用各種電子技術(shù)，把不同用途的設(shè)備進(jìn)行整合，構(gòu)成一體化的電子系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)新的研究方向。研究雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)，將在很大程度上提升作戰(zhàn)平臺(tái)的作戰(zhàn)威力和信息化水平。雷達(dá)與通信不僅有相似的工作原理，而且系統(tǒng)資源也有很多的共同性，所以雷達(dá)和通信實(shí)現(xiàn)一體化完全是具有可操作性的。本文就二者的相似性方面進(jìn)行分析，并且提供實(shí)現(xiàn)一體化的構(gòu)想。

【關(guān)鍵詞】雷達(dá) 通信 一體化

1 引言

雷達(dá)與通信由于研究對(duì)象存在差異，導(dǎo)致了二者被嚴(yán)格區(qū)分，從而產(chǎn)生了目前存在的雷達(dá)對(duì)抗和通信對(duì)抗的現(xiàn)象。現(xiàn)實(shí)中，雷達(dá)和通信兩者作為獲取、處理、傳輸、交換信息的兩種方式，雖然在軟硬件上面有所區(qū)別，但是二者又有相似的工作原理、工作頻率以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。所以，雷達(dá)和通信存在著共同性，這就為實(shí)現(xiàn)雷達(dá)和通信的一體化提供了基礎(chǔ)，兩者的硬件共享也是有可行性的。如果將雷達(dá)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)有效的結(jié)合在一起，不僅對(duì)提高軍隊(duì)在戰(zhàn)場(chǎng)上的作戰(zhàn)能力具有極大的幫助，還能有效克服情報(bào)傳遞速度慢，錯(cuò)誤率高以及保密性不高等方面的不足。該系統(tǒng)與原有的雷達(dá)系統(tǒng)相比加入了通信的調(diào)制與解調(diào)設(shè)備，把發(fā)射端的信號(hào)調(diào)配到雷達(dá)信號(hào)一起表達(dá)，這樣就能表達(dá)出一體化的信號(hào)，在接收端對(duì)兩種信號(hào)進(jìn)行區(qū)別分離，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)探測(cè)與通信的功能，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)和通信一體化。

2 雷達(dá)與通信一體化研究的目的

實(shí)現(xiàn)雷達(dá)與通信一體化具有十分重要的意義，具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）雷達(dá)與通信系統(tǒng)一體化可以實(shí)現(xiàn)資源共享，最大限度地利用雷達(dá)設(shè)備，使雷達(dá)的優(yōu)良性能為通信服務(wù)。在接收方能實(shí)現(xiàn)雷達(dá)與通信信號(hào)的完全分離與處理，并分別實(shí)現(xiàn)雷達(dá)與通信兩種功能且不相互影響。

（2）雷達(dá)和通信的一體化可以大大提高作戰(zhàn)平臺(tái)的作戰(zhàn)威力。首先一體化設(shè)計(jì)提高了設(shè)備的可用性和可靠性。高科技電子裝備，承擔(dān)著信息獲取和聯(lián)網(wǎng)傳遞等方面的任務(wù)，是信息化條件下電子對(duì)抗體系的核心要素。一體化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)資源共享、動(dòng)態(tài)可組和高可靠利用，同時(shí)減小系統(tǒng)電磁干擾和能源消耗，提高電子系統(tǒng)的綜合性能。其次，可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)目標(biāo)信息和通信信息同時(shí)傳輸，提高信息傳遞的實(shí)時(shí)性，降低對(duì)通信設(shè)備的依賴程度，保密性也有所提高。

（3）雷達(dá)和通信的一體化可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。雷達(dá)和通信一體化不僅可提高軍隊(duì)作戰(zhàn)水平，在航空、汽車等領(lǐng)域也大有用處，它能夠極大地便利信息傳遞，同時(shí)還有利于提高指揮的靈活性以及智能性。

3 雷達(dá)與通信系統(tǒng)的互通性分析

要想實(shí)現(xiàn)雷達(dá)和通信的有效結(jié)合，就必須對(duì)二者進(jìn)行透徹研究，以此做為實(shí)現(xiàn)一體化的基礎(chǔ)。二者在以下幾個(gè)方面具有互通性：

（1）雷達(dá)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)均涉及電磁場(chǎng)、數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。數(shù)據(jù)融合、人工智能等一些新的技術(shù)也分別運(yùn)用于兩者。因此雷達(dá)與通信系統(tǒng)的一體化從理論上講是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

（2）雷達(dá)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)在原理上都以發(fā)射和接收電磁信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。

（3）雷達(dá)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)相同，雷達(dá)系統(tǒng)是通過(guò)天線、發(fā)射、接收、信號(hào)處理，然后達(dá)到終端。而通信系統(tǒng)是通過(guò)接收機(jī)、天線以及信號(hào)發(fā)射器組成。

（4）雷達(dá)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)使用的頻率及信號(hào)的調(diào)制特征有相似之處，兩者之間的差異變得越來(lái)越小，未來(lái)必定會(huì)朝著一體化的方向發(fā)展。

4 雷達(dá)通信系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)可行方案

對(duì)于雷達(dá)和通信系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)，不僅理論基礎(chǔ)已具備，硬件資源也可共享。其中一種方案是雷達(dá)天線、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)與通信硬件共享。雷達(dá)通信系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

圖1中，虛線框內(nèi)的部分為雷達(dá)系統(tǒng)的硬件資源，虛線外的部分是系統(tǒng)為增加通信功能所需要增加的硬件。雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)是在原有雷達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加通信調(diào)制、解調(diào)設(shè)備，在發(fā)射端把通信信號(hào)調(diào)制到雷達(dá)信號(hào)上，用雷達(dá)天線、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)完成收發(fā)功能，雷達(dá)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)一體化是在接收端增加信號(hào)分離器，用多種信號(hào)算法分離并還原兩種信號(hào)，通信信號(hào)分離出來(lái)進(jìn)行解碼和恢復(fù)即可獲得通信信息；而對(duì)于雷達(dá)方，目標(biāo)回波信號(hào)分離出來(lái)后，送至雷達(dá)信號(hào)處理分系統(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理，然后送至終端進(jìn)行顯示。

雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)既要有雷達(dá)的目標(biāo)探測(cè)功能，又要有通信的信息傳輸功能，關(guān)鍵在于一體化信號(hào)設(shè)計(jì)和信號(hào)分離。

4.1 一體化信號(hào)要同時(shí)滿足雷達(dá)和通信設(shè)備的要求

一體化信號(hào)調(diào)制方式的選擇尤為重要，它不但會(huì)影響通信的性能，更可能會(huì)對(duì)雷達(dá)的探測(cè)性能產(chǎn)生影響。雷達(dá)信號(hào)選用LFM或二相編碼都可與通信信號(hào)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)而不影響雷達(dá)的探測(cè)性能。

4.2 信號(hào)分離是信息處理和識(shí)別的基礎(chǔ)，在信號(hào)分析與處理中占有重要地位

目前，信號(hào)分離主要有乘法性信號(hào)分離和加法性信號(hào)分離兩種。其中，對(duì)于加法性信號(hào)分離，已有眾多成熟算法，如： ICA分離、LMS分離、譜分離、盲分離、自適應(yīng)分離等。對(duì)于乘法性信號(hào)的分離，可采用同態(tài)濾波算法，先將乘法性信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧臃ㄐ孕盘?hào)，然后用已有的加法性信號(hào)分離方法實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)與通信信號(hào)的分離。

5 結(jié)束語(yǔ)

在分析了雷達(dá)與通信的相似之處后提出里雷達(dá)通信一體化設(shè)計(jì)方案，該方案不僅能節(jié)省資源，更能提高軍隊(duì)的作戰(zhàn)實(shí)力。但是目前雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)剛剛起步，尚有許多難點(diǎn)需要我們進(jìn)行深入探究。

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作者單位

南京長(zhǎng)江電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司 江蘇省南京市 210038endprint