軟件化雷達技術淺析

雷斯元 由迪

摘 要 軟件化雷達具有標準化、數字化、模塊化的特征、開放式的體系架構以及“以軟件技術為核心，面向應用需求”的開發模式，靈活高適應性的系統架構使其具備更高的處理能力以及更低的維護成本。本文首先闡述了軟件化雷達的發展背景及基本概念，分析軟件化雷達技術發展的必然性以及該技術產生的影響，并對其今后的技術發展給出建議。

關鍵詞 軟件化雷達;數字化雷達;開放式架構

引言

伴隨數字化技術的發展與提升，雷達系統將由傳統意義上的“以硬件技術為核心”的傳統開發模式逐漸過渡到“以軟件技術為核心”的全新開發模式上。正是基于此趨勢，軟件化雷達應運而生。該技術主要通過對軟硬件系統的解耦，使得雷達系統能夠基于軟件化開發模式，更加靈活地進行系統功能的定義、資源的調配、性能的提升、工作模式的擴展等，從而不斷滿足應用需求[1]。

1軟件化雷達的發展背景

軟件化雷達的出現，是當前雷達系統的軍事應用需求與相關技術發展共同作用的結果。

當前雷達系統的軍事應用需求主要有如下三個特點：①雷達的探測環境漸趨復雜，在復雜的電磁環境中，雷達系統需具備根據實際環境實時分析并優化配置參數來增強目標探測性能的能力;②雷達的探測模式逐漸多樣化，在完成多目標探測任務時，要求雷達系統具備靈活資源配置、功能及工作模式擴展的能力;③雷達的系統功能漸趨一體化，在地基、空基等平臺上，都要求雷達系統具備實現主/被動探測、多源信號融合等功能[2]。

雷達系統的相關技術發展主要有如下三個特點：①數字化技術迅猛發展，使得基于軟件化模式開發和配置雷達主要分系統模塊成為可能;②標準化和模塊化組件日趨成熟，使得雷達各分系統的通用性提升巨大;③系統優化集成技術逐漸成熟，雷達系統具備更高的開放性[3]。

2軟件化雷達的基本概念

2.1 軟件化雷達的定義

軟件化雷達是具有標準化、模塊化和數字化技術特點的新型雷達系統，具有開放式體系架構，可以適應“面向實際需求，以軟件技術為核心”的開發理念，以軟件化開發模式靈活地實現系統擴展、更新和升級。

2.2 軟件化雷達的定位

數字化雷達系統包含了數字波形產生、高速數字采樣、數字信號處理等一系列高性能數字化技術，具備數字波形發射/接收、射頻采樣、數字波束形成等數字化能力，而軟件化雷達是在數字化雷達技術的基礎上，進一步強調系統開發的規范性和軟件可定義性、系統軟/硬件平臺的通用性和可擴展性、系統任務的靈活性和可升級性。當前的雷達系統，正處于從數字化雷達向軟件化雷達逐漸過渡的關鍵時期。而軟件化雷達的實現與發展，將為智能化雷達的發展提供堅實的基礎。

3軟件化雷達技術帶來的影響

3.1 對雷達系統研發模式的影響

傳統雷達系統采用“以硬件技術為核心，面向專用功能”的研發模式，即用戶對研制方提出研制需求后，研制方將其分解為對應的技戰術指標，軟、硬件開發者根據具體指標，采用相應技術進行開發[4]。研制過程采用自上而下的串行研發模式，研制中存在各環節耦合性強、研制周期長等問題。

軟件化雷達則解決了上述問題，該系統采用分層解耦的設計思想，即通過指定一系列標準、規范和協議，使得系統各層次之間的開發相互獨立。由于不同層次的技術可以在技術標準和規范框架的指導下不斷更新，系統的研發可以形成一種各層次動態更新并行發展的模式。軟、硬件開發者可以在軟件化雷達體系架構規范的指導下，不斷更新平臺技術，同時，系統用戶和雷達系統方案設計者間通過密切聯系，可以對雷達系統的功能進行快速擴展、重構和驗證[5]。

3.2 對雷達系統應用模式的影響

傳統雷達的開發模式屬于定制型系統開發，系統的應用與裝備的技術狀態相互關聯。一旦系統型號確定、裝備研制完畢，可供修改、擴展的空間非常小，一旦用戶方在實際應用中出現問題或增加新的需求時，研制方往往不能及時有效地響應，降低了裝備更新的速度。

軟件化雷達分層并行的研發模式，能很好地解決這一問題，它支持系統對用戶動態需求的快速響應，并將新技術不斷通過升級擴展的方式應用于系統中。

4結束語

軟件化雷達解決了以往傳統雷達開發和應用過程中的研制周期長、系統擴展性差、升級換代難等問題。相關技術的發展，將雷達系統的比拼由傳統硬件過渡到軟件這一軟實力層面，其特有的開放式架構、軟件化平臺、行業標準規范等都是該軟實力所比拼的重要內容，無論是裝備研制方，還是設備使用方，都應該把握住這一發展機遇，加強合作，有針對性地開展相關課題的研究與演示驗證工作，提升我國的軟件化雷達技術實力，為后期智能化雷達技術的發展奠定基礎。

參考文獻

[1] Rossler C W ， Ertin E ， Moses R L . A software defined radar system for joint communication and sensing[C]. Radar Conference. IEEE， 2011.

[2] 張榮濤，楊潤亭，王興家， 等.軟件化雷達系統技術綜述[J]. 現代雷達，2016，38（10）：1-3.

[3] 湯俊，吳洪，魏鯤鵬."軟件化雷達"技術研究[J]. 雷達學報， 2015，（4）：481-489.

[4] 錢波， 龔璞， 王德生. 基于Linux的軟件化和網絡化雷達終端系統的實現[J]. 電子技術應用，2005，（7）：61-64.

[5] 陶冶. 軟件化雷達通用信號接收處理系統分析與設計[J]. 自動化與儀器儀表，2013，（2）：51-52，54.