通信化雷達探測技術

侯瑞 康耀興

摘要：在無線電技術發(fā)展過程中，雷達與通信是最重要應用方式。根據不同的功能以及頻段對雷達與通信系統(tǒng)進行獨立設計開發(fā)。雷達的主要功能是對目標物進行探測和識別，而通信的主要功能是對不同設備之間的信息進行傳輸。但是隨著數據傳輸要求越來越高，電磁頻譜出現過度擁擠的概率在不斷增加。各種武器平臺面臨的威脅更大，并且電磁環(huán)境也更加復雜，如果仍然使用單一電子設備可能會與未來戰(zhàn)場作戰(zhàn)形式多樣化需求不適應。這就需要對通信化雷達探測技術進行研究和分析，掌握通信化雷達探測技術的設計要點，充分發(fā)揮雷達通信一體化系統(tǒng)的應用優(yōu)勢。

關鍵詞：雷達探測技術;雷達通信一體化;系統(tǒng)研究

一、通信化雷達探測技術概述

通信化雷達探測技術指的是雷達以及通信一體化的技術。雷達通信一體化在運用過程中需要在共用硬件平臺上實現雷達探測功能以及通信功能，在對目標進行探測與跟蹤的同時，可以進行無線設備之間的信息傳輸。在雷達探測過程中，可以利用通信系統(tǒng)對采取的目標信息進行傳輸。

現階段，在雷達通信一體化研究過程中，可以按照時域、空域以及頻域分為時間共享、子波束共享以及一體化信號共享三種。其中時間共享是促進通信化雷達探測技術發(fā)展的最簡單方案，只需要加載轉換開關就能夠實現天線發(fā)射端以及接收端共用;而子波束共享方法主要是通過對不同子陣列組合配置方法實現硬件平臺共用。一體化信號共享方法與前兩種共享方案存在一定差異。在一體化信號共享方法設計過程中，雷達系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)在時域與空域上并沒有分離，以疊加的方式將共享信號加載在雷達信號上，從而實現雷達通信一體化[1]。

二、通信化雷達探測技術設計要點

（一）全共享波形設計

在雷達通信一體化設計過程中，需要進行全共享波形設計。全共享波形設計方法主要包括以下方面：第一，通信與探測步行疊加的全共享波形設計。在設計過程中，要先獨立完成通信與探測過程設計，然后直接疊加成為全共享波形。疊加合成的全共享波形一般采取的方式是相互正交波形，能夠對目標進行探測，同時完成信息傳輸。在系統(tǒng)運行時以Up-Chirp信號作為通信波形，Down-Chirp信號為雷達探測波形，在接收端設置獨立接收機，可以進行信息傳輸工作。但是這兩種信號之間存在較強干擾，會對系統(tǒng)性能產生不利影響。第二，基于探測波形的全共享波形設計。在設計時，需要將通信信息調制到探測信號上，然后將探測信號作為傳輸信號的載體。在表示通信信息時，可以直接使用探測信號脈沖間存在的參數變化表示通信信息。起始、終止與步進頻率、相位、脈沖寬度等都可以表示通信信息。第三，以通信波形為基礎的全共享波形設計?？梢灾苯邮褂镁哂辛己猛ㄐ拍芰Φ耐ㄐ挪ㄐ巫鳛楣蚕聿ㄐ问褂?。例如使用IFM信號擴頻通訊信號，完成共享模型設計，能夠充分發(fā)揮其大帶寬作用，保證良好的探測性能[2]。

（二）自干擾抑制設計

在通信化雷達探測技術設計研究過程中，雷達通信一體化的全共享機制可以利用收發(fā)分置機制，可以確保接收端在接收信號的同時能夠獲取本機的發(fā)射泄漏信號，并且一般情況下，泄漏信號的回波比接收的有效目標回波更高。這就導致泄漏信號會淹沒有效信號，甚至會使接收機處于飽和阻塞的狀態(tài)。因此，需要抑制泄露的自干擾信號，這是通信化雷達探測技術設計過程中的重要內容。要提高有效信號的信噪比，才能夠保證雷達通信一體化系統(tǒng)的探測與通信能力。在開展自干擾抑制設計時，主要包括被動以及主動兩種方式。其中被動自干擾抑制采用的方法是減少接收以及發(fā)射時間之間的耦合，擴大發(fā)射以及接收之間的隔離度。這樣能夠降低在信息接收時接收通道收到的自干擾信號功率。一般包括收發(fā)基陣分離以及收發(fā)通道隔離兩種。

除了被動自干擾抑制以及主動自干擾抑制方法之外，多級干擾抑制也是應用比較普遍的自干擾抑制方法。為了提高通信化雷達探測系統(tǒng)的自干擾抑制水平，需要對多種干擾抑制方法進行綜合應用，這就是多級干擾抑制方式。多級干擾抑制方式可以以信號傳輸過程為基礎，在信號接收端、數字電路以及模擬電路三方面開展信號干擾抑制工作，如圖1所示。在多級干擾抑制設計時，各級消除能力之間存在一定的制約性，被動自干擾抑制內空間隔離會對模擬抑制干擾抑制能力產生影響，而模擬域信號的一些參數以及模擬器件的性能會對抑制干擾能力產生影響。

（三）共享信號處理設計

在自干擾抑制設計工作后，提高了接收信號的信噪比。這時，需要對處理端所面臨的問題進行有效解決，要采取合理措施保證正確解調接收信號，同時提取有效的目標信息。第一，共享信號通信處理。在通信化雷達探測系統(tǒng)中，為了能夠正確解調通信信息，需要估計信道，減少信號衰落以及碼間之間存在的干擾，從而降低誤碼率。此外，對正交頻分復用信號進行處理時，可以使用探測信號完成多普勒因子估計，然后以多普勒因子為基礎對信號進行重新采樣，達到消除載波間干擾的目的。利用共享信號處理方法可以保證通信化雷達探測系統(tǒng)對接收信號進行正確解調，保證信息傳輸的可靠性。第二，對共享信號進行探測處理。在優(yōu)化通信化雷達探測系統(tǒng)的過程中，以通信信息補償為基礎，利用子空間投影方法可以估計目標距離以及多普勒超分辨。

三、結語

總而言之，在通信化雷達探測技術發(fā)展過程中，需要根據雷達系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)的各自特點，開展通信化雷達探測系統(tǒng)設計研究工作。需要從全共享波形設計、自干擾抑制設計以及共享信號處理設計風方面出發(fā)，確保通信化雷達探測技術具有良好的探測以及通信性能。這樣才能在軍事領域充分發(fā)揮通信化雷達探測技術的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]肖博， 霍凱， 劉永祥. 雷達通信一體化研究現狀與發(fā)展趨勢[J]. 電子與信息學報， 2019， 41（03）：236-247.

[2]李璞玉. 雷達通信一體化信號識別研究[D].

[3]曾瑞琪， 劉方正， 姜秋喜，等. 雷達通信一體化的六種主要技術體制[J]. 現代雷達， 2019（2）.