現(xiàn)代雷達信號處理及發(fā)展趨勢分析

馬楊

【摘要】 現(xiàn)代雷達在國防、生產(chǎn)及生活中均具有非常重要的作用，雷達信號處理是現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的核心內(nèi)容之一，其直接影響著雷達系統(tǒng)的適用范圍和工作性能等，但雷達的工作方式及工作地點，又決定了雷達信號處理需要面對各種不同的需要和復雜的工作環(huán)境?；诖?，本文結合筆者相關實踐工作經(jīng)驗，主要對現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的信號處理技術及其未來發(fā)展趨勢展開探討。

【關鍵詞】 雷達系統(tǒng) 信號處理 技術 發(fā)展趨勢

雷達信號處理是其完成信號檢索、信息分析及提取所采用的主要手段，是現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的一項重要技術。雷達系統(tǒng)運行中，通過利用信號處理技術對接收的數(shù)據(jù)信息進行分析、定位、跟蹤，既可以有效實現(xiàn)高精度的目標追蹤，還能夠有效拓展目標識別、目標成像、電子對抗及精確制導等功能，實現(xiàn)雷達技術的綜合化、多元化，從而為軍事、生產(chǎn)、生活等活動的實施提供有效的支持。

一、現(xiàn)代雷達信號處理的主要技術分析

1、脈沖壓縮技術。該技術是雷達信號處理最重要的一項技術，其主要是通過設計出特殊波形并運用相應的處理方法，將所接收的寬脈沖信號壓縮成為窄脈沖信號，以此來有效解決雷達系統(tǒng)在探測距離、精度和干擾等方面的問題?，F(xiàn)代雷達最常用的脈沖壓縮處理方法是匹配濾波器，其最明顯的缺點是性能會受到本身旁瓣特性的限制，信號處理后除了所期望的主脈沖外還會存在較高的距離旁瓣，因此未來如何通過結合雷達波形特點，采用更加完善的處理方法降低距離旁瓣，是該項技術發(fā)展的主要方向。

2、干擾抑制技術。雷達系統(tǒng)運行過程中，除了會接收目標回波之外，信號中還包含了接收機噪聲及其它事物、環(huán)境所產(chǎn)生的無源雜波，當然軍事雷達還常受到各種人為干擾，比如說設置防雷達偽裝網(wǎng)就會產(chǎn)生屏蔽效應，從而掩蓋雷達想要探測的目標，因此說抗干擾或者說抑制干擾也是雷達信號處理中的一項重要內(nèi)容。在抗干擾措施選擇中，現(xiàn)代雷達可以應用無源雷達探測，有效減少雷達系統(tǒng)的電磁輻射屬性，以提升其隱蔽性和生存能力。

3、目標檢測技術。目標檢測也是雷達最為基本的一項功能，同時也是其信號處理重點發(fā)展的方向。從統(tǒng)計學理論來看，雷達目標檢測是較為典型的統(tǒng)計判斷過程，即通過觀測信號，然后經(jīng)過先驗統(tǒng)計知識對目標是否存在做出判定。從模式分類觀點來看，其可被看做是二元分類問題，即根據(jù)目標和背景環(huán)境觀測信號在某一變換域上的表現(xiàn)特征的差異進行判斷。現(xiàn)代雷達目標檢測技術主要包括基于統(tǒng)計特性的目標檢測與基于特征的目標檢測這兩大方面內(nèi)容。

4、目標識別技術。這項技術是現(xiàn)代雷達系統(tǒng)和早期雷達進行分別的一項重要標志。目標識別的核心技術是利用計算機與雷達系統(tǒng)對遠距離目標進行分辨，然后通過分析所獲得的各項特征參數(shù)判定目標的類型、屬性等信息。目標識別的關鍵技術是對目標后向電磁散射信號進行綜合處理，而目標后向散射回波又包括了光學區(qū)散射及變極化特性、目標電磁諧振等重要信息，通過對這些特性的表達、提取與識別則構成了現(xiàn)代雷達目標識別技術體系。

二、未來雷達信號處理的發(fā)展趨勢

1、處理對象更趨復雜化。通常雷達信號處理對象包括目標產(chǎn)生的散射回波及目標回波之外的各種干擾信號這兩大部分內(nèi)容。但由于目標回波和干擾信號存在特征上的不同，因此傳統(tǒng)雷達可以通過濾除干擾信號進而發(fā)現(xiàn)目標并精確測算目標的各項參數(shù)。而現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的信號處理目標與背景干擾更加的多樣化，干擾信號的欺騙性以及目標回波的難分辨性也越來越強，這就使得信號處理越來越復雜。

2、處理方法綜合交融?，F(xiàn)代雷達系統(tǒng)應用范圍不斷拓展，使得新體制雷達技術迅速崛起，雷達信號及背景的高斯、平穩(wěn)假設正在被高斯、時變所取代，而對象系統(tǒng)的因果、線性及最小相位性也正在被非因果、非線性和非最小相位性而取代，在信號分析與處理方法上也開始向著高階統(tǒng)計量分析的方向上發(fā)展，所有的信號處理方法都在朝著智能化、數(shù)字化的方向前進，從而讓現(xiàn)代雷達系統(tǒng)信號處理技術的發(fā)展呈現(xiàn)出多科學、多領域的綜合交融趨勢。

3、信號處理實現(xiàn)更加的靈活實時。傳統(tǒng)的雷達系統(tǒng)最早在信號處理時，主要采用模擬電路進行實現(xiàn)，隨著數(shù)字技術的發(fā)展，特別是數(shù)字邏輯電路的出現(xiàn)，雷達信號處理技術的實現(xiàn)進入了快速發(fā)展時期。現(xiàn)代雷達信號處理中的專用集成電路（ASIC），能夠現(xiàn)場編程門列陣和數(shù)字信號處理器，不僅在很大程度上促進了雷達信號處理性能的飛速提高及功能的不斷拓展，同時也使得雷達信號處理實現(xiàn)更加的具有靈活性和時效性，并且進一步推動著雷達信號處理系統(tǒng)向著模塊化、數(shù)字化及軟件化的方向上迅猛發(fā)展。

結語：綜上所述，現(xiàn)代雷達系統(tǒng)已經(jīng)具備了目標識別、探測、追蹤、干擾抑制等多方面的功能，相信隨著現(xiàn)代雷達系統(tǒng)信號處理能力的不斷提升及全面化，雷達系統(tǒng)將會應用到除國防、航天航海、工業(yè)探測等領域以外的更多行業(yè)，并且雷達信號處理的數(shù)字化、模塊化發(fā)展還將大大提升雷達的使用效率和效益，從而讓其更好地為社會與人民提供服務。

參 考 文 獻

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