彈載相控陣雷達系統(tǒng)設(shè)計及信號處理問題分析

鄧桂福 田耕

摘 要：隨著我國軍事力量的不斷提升，國家越來越重視雷達技術(shù)的研究。在雷達技術(shù)中，彈載相控陣雷達系統(tǒng)設(shè)計及其信號處理是較為關(guān)鍵的內(nèi)容，若是這一內(nèi)容沒有處理好，那么就會影響到雷達技術(shù)的發(fā)展。在這種背景下，如何更好的處理彈載相控陣雷達系統(tǒng)就成為了人們當前關(guān)注的問題。本文將據(jù)此內(nèi)容，展開進一步分析。

關(guān)鍵詞：彈載相控陣；雷達系統(tǒng)；設(shè)計；信號處理；分析

當前，我國已經(jīng)成為了世界上較強的軍事大國，但比起一些超級國家以及發(fā)達國家而言，我國仍舊具有許多不足之處。在軍事力量不斷提升的時代背景下，精確制導武器逐漸成為了較強的武器，并且主導著整個戰(zhàn)場的走向[1]。因此，我國應(yīng)當加強對于精確制導武器的研究，只有這樣才能為我國的安全提供保障。在精確制導物理中，雷達系統(tǒng)極為關(guān)鍵，較為優(yōu)秀的雷達系統(tǒng)能夠幫助精確制導武器更好的鎖定與追蹤目標，從而成功實現(xiàn)對目標的打擊。由于本文主要是針對彈載相控陣雷達系統(tǒng)設(shè)計以及信號處理問題展開分析，所以接下來將談一談如何實現(xiàn)彈載系統(tǒng)的應(yīng)用[2]。

一、彈載相控陣雷達系統(tǒng)概述

彈載相控陣雷達系統(tǒng)主要應(yīng)用了時空自適應(yīng)技術(shù)，它目前已經(jīng)在遠程預(yù)警機制中得到了較為廣泛的普及，越來越多的人意識到了這一系統(tǒng)的重要性，并且將其應(yīng)用在了實際工作中。彈載相控陣雷達系統(tǒng)不僅能夠讓精確制導武器更加迅速的切入戰(zhàn)場，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)較為精準的跟蹤與打擊，能夠大幅度提升國家的軍事實力。由于彈載相控陣雷達系統(tǒng)擁有較強的特殊性，所以它在進行工作時，通常都會呈現(xiàn)出較高的工作頻段，包括X波段、Ka波段等，從而提升自身的波束指向增益[3]。

二、彈載相控陣雷達系統(tǒng)設(shè)計以及信號處理問題的分析

（一）運動過于復雜，難以實現(xiàn)對運動軌跡的校正

現(xiàn)代戰(zhàn)場的形勢瞬息萬變，若是導彈的運動軌跡較為單一，那么很有可能會被攔截，進而難以實現(xiàn)對目標的打擊。在這種背景下，導彈戰(zhàn)術(shù)規(guī)避動作的提出，使得各個國家紛紛加強了對導彈運動軌跡的設(shè)計，這在一定程度上為雷達系統(tǒng)帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，無論是偏航、俯仰或者是加速以及俯沖，雷達系統(tǒng)都應(yīng)當能夠準確識別這些運動軌跡，并對這些運動軌跡加以校正，只有這樣才能確保對目標的精準打擊。導彈在進行俯沖動作時，不僅會呈現(xiàn)較為復雜的近程雜波，而且還會呈現(xiàn)較為復雜的遠程雜波，這都在一定程度上為彈載相控陣雷達系統(tǒng)帶來了挑戰(zhàn)[4]。由于彈載相控陣雷達系統(tǒng)具有抑制雜波的功效，所以雷達系統(tǒng)應(yīng)當能夠準確識別導彈的具體運動狀態(tài)，并且實現(xiàn)對其雜波的抑制，但導彈運動軌跡的多變，使得雷達系統(tǒng)抑制雜波的難度進一步加大了，從而為雷達系統(tǒng)的設(shè)計以及信號處理帶來問題[5]。

（二）雜波距離不一，較為模糊

彈載相控陣雷達系統(tǒng)不需要有太遠的工作距離，但是它應(yīng)當具有較強的探測能力。隨著軍事力量的不斷變革，現(xiàn)代戰(zhàn)場的戰(zhàn)爭模式也在逐漸演變，并且演變成為了今天的先敵發(fā)現(xiàn)再施以打擊的戰(zhàn)爭模式。在這一戰(zhàn)爭模式中，雷達系統(tǒng)發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，它直接影響到戰(zhàn)爭的可行性，若是雷達系統(tǒng)不具備較高的探測能力，那么極有可能會被敵對國家占據(jù)先手，進而失去戰(zhàn)略機會。在這種背景下，加強對彈載相控陣雷達系統(tǒng)的探測能力分析就成為了重點內(nèi)容。由于彈載相控陣雷達系統(tǒng)的性質(zhì)所致，所以它的模糊范圍比起不模糊范圍要更加廣闊，這就使得雜波呈現(xiàn)距離不一的清醒。經(jīng)過研究不難發(fā)現(xiàn)，非正側(cè)陣的雜波往往存在著非均勻性，特別是前視陣雷達，它具有極強的非均勻性。近程雜波的非均勻性也對雷達系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)成了挑戰(zhàn)。比起傳統(tǒng)的機載雷達系統(tǒng)而言，彈載雷達系統(tǒng)的視距問題一直都是難以解決的問題，如何解決那些模糊的部分，成為了軍事研究部門的重點內(nèi)容。在瞬息萬變的現(xiàn)代戰(zhàn)場上，探測能力在很大程度上決定了戰(zhàn)場的走向[6]。因此，針對彈載相控陣雷達系統(tǒng)視距較為模糊的問題，國家應(yīng)當加強對其的關(guān)注，并且展開相應(yīng)的解決工作。目前，解決思路大致可以歸類為幾種：首先，工作人員可以采用低重頻體制。然而低重頻會使得設(shè)計難度大幅度提升，終其原因是由于低重頻會帶來更多的測速盲區(qū)以及多普勒模糊所導致的，所以只有具備較高技術(shù)素養(yǎng)的技術(shù)人員團隊，才能夠?qū)崿F(xiàn)這一設(shè)計，這就對技術(shù)人員提出了更高的要求；其次，工作人員還可以設(shè)計天線，以此降低近程雜波的回波強度。然而在實際工作中，天線的設(shè)計也較為復雜，這都使得設(shè)計人員無從下手；再其次，工作人員可以使用三維自適應(yīng)處理，即“方位，俯仰以及時間”。然而這種設(shè)計方法不僅難度較大，而且缺乏樣本，所以它的應(yīng)用范圍也受到了一定限制，雖然技術(shù)人員還能夠通過俯仰維預(yù)濾波進行對近程雜波的抑制，但是這種方法需要許多先驗信息，所以也難以實施；最后，工作人員還可以直接數(shù)據(jù)域，這種自適應(yīng)處理方法具有較強的優(yōu)越性，它能夠有效解決雷達系統(tǒng)視距模糊的問題，并且實現(xiàn)對雜波的抑制。然而這種方法也有著一定的限制條件，那就是它會導致系統(tǒng)的自由度下降，且測角與測速的性能也會顯著下滑。綜上所述，針對彈載相控陣雷達系統(tǒng)視距模糊的問題，技術(shù)人員應(yīng)當結(jié)合實際情況，展開設(shè)計，從而確保雷達系統(tǒng)能夠具有較高的探測能力，實現(xiàn)系統(tǒng)的可行性。

（三）雷達系統(tǒng)的工作模式及其實時性

空時自適應(yīng)處理可應(yīng)用于多種模式，包括跟蹤模式以及掃描模式等，無論是應(yīng)用于哪種模式，都能夠有效提升系統(tǒng)的可行性以及全面性。然而在實際工作中國，空時自適應(yīng)處理未能夠充分發(fā)揮自身的價值，這是由于它的計算較為復雜所導致的。在掃描模式中，雷達系統(tǒng)將會耗費極為龐大的計算資源，這會對系統(tǒng)造成一定的負擔。因此，工作人員應(yīng)當加強對彈載相控陣雷達系統(tǒng)處理器的研究，確保雷達系統(tǒng)能夠具有較強的反應(yīng)能力，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對高機動能力目標的追蹤，進而確保自身的可靠。此外，彈載相控陣雷達系統(tǒng)在進行對目標的跟蹤時，還應(yīng)當能夠?qū)ο闰炐畔⑦M行分析，從而大幅度縮小對目標的搜索范圍，將運算量降至最少，從而降低最自身的實時性要求。因此，工作人員還應(yīng)當加強對實時處理器的探究，確保處理器結(jié)構(gòu)較為完善，只有這樣才能讓系統(tǒng)具備與時俱進的處理能力。

結(jié)束語：

彈載相控陣雷達系統(tǒng)設(shè)計以及信號處理的問題，需要技術(shù)人員的攜手并進，技術(shù)人員應(yīng)當加強對其的關(guān)注，并解決這些問題。

參考文獻：

[1]崔元軍，鄒衛(wèi)文，張斯滕等.基于互逆光纖色散的微波光子雷達系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)[J].光子學報，2017，46（12）：189-196.

[2]陳天琪，楊浩，戴志偉等.24 GHz FMCW車載測距雷達系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2016，42（12）：37-40.

[3]孫國梁，張廣磊，郭維娜等.通道失配對陣列雷達處理性能影響建模仿真[J].計算機仿真，2016，33（7）：35-39.

[4]廖洪健.基于軟件無線電思想的雷達系統(tǒng)設(shè)計探究[J].科學與信息化，2016（30）：24，26.

[5]王磊，趙海賓，余繼周等.主被動結(jié)合激光雷達系統(tǒng)設(shè)計與性能仿真[J].紅外與激光工程，2015，44（z1）：68-72.

[6]謝奇峰.反輻射導彈識別與告警系統(tǒng)設(shè)計[J].火力與指揮控制，2017，42（9）：166-170.

作者簡介：

鄧桂福（1983.1.10），男，漢族，四川遂寧人，碩士，工程師，研究方向：雷達系統(tǒng)/雷達信號處理.

田耕（1984.7.8），男，漢族，重慶巫山人，本科，工程師，研究方向：雷達射頻微波方向，科研項目管理.