雷達(dá)信號處理機(jī)顯控及通信技術(shù)

趙麗嘉+孫旭東+楊杰

摘要：隨著我國雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。在信息時(shí)代背景下，雷達(dá)系統(tǒng)接收機(jī)數(shù)字化已成為必然的發(fā)展趨勢。這樣就會給顯控、通信帶來新的挑戰(zhàn)。本文就此展開了討論，先是具體分析了雷達(dá)，然后詳細(xì)闡述了信號處理機(jī)顯控、通信技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】雷達(dá)信號 處理機(jī) 顯控 通信技術(shù)

雷達(dá)信號處理機(jī)在各種干擾波、信號的影響下，檢測有效回波信號的關(guān)鍵。而且它還會影響到雷達(dá)定位的準(zhǔn)確性。而處理機(jī)顯控、通信技術(shù)對于雷達(dá)信號處理的正常運(yùn)作有著非常重要的影響。可見，通過對雷達(dá)信號處理顯控、通信技術(shù)進(jìn)行研究有利于雷達(dá)性能的完善。

1 雷達(dá)概述

雷達(dá)主要是利用電磁破探測目標(biāo)，而后通過無線電定位方式，實(shí)現(xiàn)無線電探測、測距，并通過回波測定被探測目標(biāo)的空間位置。就目前而言，雷達(dá)是一種定位功能較好，且應(yīng)用廣泛的電子設(shè)備，比如在氣象、軍事、航空等領(lǐng)域均有所應(yīng)用。簡單地說主要就是發(fā)射電磁波，進(jìn)行目標(biāo)探測、照射、接收回波、信息分析、確定位置等一系列操作。

雷達(dá)最初產(chǎn)生于一站期間，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，其探測范圍、精確性都存在一定的局限性。后來在二戰(zhàn)中，得到廣泛的應(yīng)用，且技術(shù)也非常成熟，基本上能夠?qū)崿F(xiàn)地對空、空對空、空對地的探測。而后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈沖跟蹤技術(shù)也被應(yīng)用在雷達(dá)中。這樣雷達(dá)就能夠進(jìn)行跟蹤探測。在二十世紀(jì)，微處理技術(shù)、光學(xué)探測技術(shù)也被應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)中，從此雷達(dá)也走上了智能化、自動(dòng)化的發(fā)展道路。

2 雷達(dá)信號處理機(jī)顯控技術(shù)

目前雷達(dá)設(shè)備種類繁多、技術(shù)水平高、應(yīng)用范圍廣，按照用途可分為軍用雷達(dá)、氣象雷達(dá)、預(yù)警雷達(dá)等。典型的雷達(dá)系統(tǒng)主要由雷達(dá)發(fā)射機(jī)、天線、雷達(dá)接收機(jī)、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號處理機(jī)、數(shù)據(jù)處理機(jī)以及終端顯示等設(shè)備組成。其中雷達(dá)信號處理機(jī)主要就是進(jìn)行雜波消除、提取目標(biāo)信息等操作。而雷達(dá)的精準(zhǔn)性和有效性主要與信號處理機(jī)顯控有著直接關(guān)系。

近年來，隨著雷達(dá)接收采用數(shù)據(jù)的增加，信號處理機(jī)顯控的工作難度也在不斷提升。而且雷達(dá)處理顯控也成為雷達(dá)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。通常，為了提高顯控的有效性，修正誤差，都是利用MAD抑制利用脈沖壓縮處理技術(shù)，進(jìn)行回波篩選，雜波處理，從而避免干擾波的影響。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于模擬技術(shù)的不到位使得其雜波處理達(dá)不到應(yīng)用的效果。如果對雜波進(jìn)行劃分，可以將其分為地物雜波、氣象雜波等幾種。不同的雜波波幅、干擾度都有所不同。即便如此，雜波也存在一定的規(guī)律特點(diǎn)。因而.為了盡可能地提高雜波的處理效果，可以不斷改進(jìn)濾波方式，從而有效抑制雜波，確保雷達(dá)信號處理機(jī)顯控的精準(zhǔn)性和有效性。比如，可以利用多普勒濾波器。這種濾波器能夠有效提高顯控質(zhì)量，而且利用FIR進(jìn)行濾波，還能提高濾波器的抗干擾性。另外，還可以應(yīng)用MTD技術(shù)。這種技術(shù)主要就是利用窄帶濾波器組的方式抑制雜波，從而有效提高信號處理機(jī)的使用性能，并提高雷達(dá)接收機(jī)的接收性能。相比于多普雷濾波器，這種技術(shù)的濾波效果更加明顯。但是需要注意的是不同的技術(shù)手段具有不同的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也各有所不同。為此，在選擇雷達(dá)信號處理機(jī)顯控技術(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)雷達(dá)信號處理機(jī)特點(diǎn)、顯控要求、雜波特性等來選擇合適的技術(shù)手段，從而進(jìn)一步提高雷達(dá)信號處理機(jī)的使用性能。

雷達(dá)的應(yīng)用非常廣泛，不僅在軍事用途方面有非常重要的應(yīng)用，在飛機(jī)、船只等方面也有應(yīng)用，而且在氣象領(lǐng)域也有應(yīng)用。在雷達(dá)通信過程中，發(fā)射機(jī)會先發(fā)射電磁波信號，而后由接收機(jī)接收信號，并由收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)送到天線，接下來再有天線將電磁波傳播出去。這樣一旦電磁波遇到障礙就會產(chǎn)生回波。回波再由天線接收，并由接收設(shè)備進(jìn)行信號處理。但是從雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域來看，其應(yīng)用環(huán)境非常惡劣，極容易受到各種因素的影響，影響到雷達(dá)系統(tǒng)的通信性能。

在回波接收之后，就可以根據(jù)回波延遲時(shí)間判斷障礙物距離。其通用公式是：S=CT/2。其中方向探測主要就是利用天線的方向性，來測定其中的方位角、俯仰角。在速度測試方面也可以根據(jù)回波頻率該變量確定，其應(yīng)用原理是多普勒頻移。但是為了盡可能的減少其它信號的干擾，保障雷達(dá)信號處理的使用性能達(dá)到最佳。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過加強(qiáng)雷達(dá)抗干擾來提高雷達(dá)信號處理機(jī)的抗干擾性能。另外，在現(xiàn)代化背景下，為了提高雷達(dá)的穩(wěn)定性，還往其中融入了數(shù)據(jù)處理技術(shù)、加密技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、光電技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)。這樣便能夠進(jìn)一步保障雷達(dá)通信的順暢。以光電技術(shù)為例，在雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射、接收、傳輸控制信號中都能應(yīng)用。如在信號接收中，光電技術(shù)能夠保證高頻信號、中頻信號幅度的一致性，并確保前者穩(wěn)定轉(zhuǎn)換后能夠進(jìn)行信號發(fā)射。在傳輸控制信號中，能夠進(jìn)化雷達(dá)固態(tài)組件，從而提高信號的控制效率和性能。

另外，在新時(shí)期，雷達(dá)通信技術(shù)越加完善、成熟。比如微波光子技術(shù)。雖然在早期微波光子技術(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用。但是隨著雷達(dá)應(yīng)用的深入，微波光子技術(shù)也在逐漸改善。近年來，微波光子逐漸從模擬光傳輸功能演變?yōu)榘ㄎ⒉ü庾訛V波、變頻、光子波束形成等多種信號處理功能的綜合能力。2016年，PHODIR小組搭建了一個(gè)雷達(dá)/通信雙用途原型機(jī)，該原型機(jī)基于同一個(gè)天線和光子收發(fā)機(jī)完成雷達(dá)與通信信號的接收和檢測。此外，DARPA和歐洲的第七框架計(jì)劃（FP7）均開展了眾多針對分系統(tǒng)和元器件層面的微波光子研究項(xiàng)目。由此可見，隨著我國雷達(dá)行業(yè)的發(fā)展，雷達(dá)信號處理機(jī)顯控、通信技術(shù)也會更加成熟、完善。因而，在信息時(shí)代，我國應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加大對雷達(dá)信號處理機(jī)顯控、通信技術(shù)的研究，從而進(jìn)一步提高雷達(dá)的使用性能，使其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

綜上所述，雖然雷達(dá)檢測不受地形、天氣等因素的影響，能夠應(yīng)用在各種復(fù)雜的領(lǐng)域中。但是隨著雷達(dá)逐漸數(shù)字化，對信號處理機(jī)的要求也在逐漸增高。因而，在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證雷達(dá)的使用性能，應(yīng)當(dāng)重視利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，提升信號處理顯控、通信功能，從而真正提高雷達(dá)的使用性能。

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