關于連續(xù)波雷達及信號處理技術研究

楊春華

【摘要】連續(xù)波雷達憑借較小的發(fā)射功率、良好的隱蔽性能以及強大的抗反輻射導彈能力在國內外軍用及民用雷達中均獲得了較為廣泛的應用。此外，高速發(fā)展的科學技術使得人們在雷達信號處理技術中取得了較大的進步。對此，本文從連續(xù)波雷達的定義及特點出發(fā)，簡單闡釋了連續(xù)波雷達的工作原理，并在此基礎上分析了其信號處理技術。

【關鍵詞】連續(xù)波 雷達 信號處理技術

一、連續(xù)波雷達的定義及特點

連續(xù)波雷達即連續(xù)發(fā)射電磁波的雷達。依據(jù)發(fā)射信號的不同形式，可將連續(xù)波雷達分為非調制單頻（或多頻連續(xù)波雷達）和調頻連續(xù)波雷達。早在1924年，英國利用連續(xù)波可調頻測距的原理對電離層進行了研究與觀測。連續(xù)波雷達在二次世界大戰(zhàn)中又被用于飛機與地面高度的觀測中。收發(fā)隔離問題長期存在于連續(xù)波雷達中，并對其實際應用造成了直接的影響，收發(fā)開關有效解決了這一問題?，F(xiàn)今，連續(xù)波雷達的接收和發(fā)射已經(jīng)可以共用一個天線。

連續(xù)波雷達的發(fā)射機無需高壓，在應用過程中不會產(chǎn)生高壓打火現(xiàn)象，且其具有更加多樣化的調制信號，這些優(yōu)點有利于雷達發(fā)射功率的提高，這也是連續(xù)波雷達在相同體積和重量的雷達中脫穎而出的原因。世界微波固態(tài)器件的發(fā)展使得其在各個領域的應用更為廣泛，同時也使得雷達的應用更為簡單。連續(xù)波雷達不僅可實現(xiàn)小體積、輕質量，還可實現(xiàn)較低的饋線損耗。相較而言，連續(xù)波雷達接收機的帶寬比脈沖雷達接收機的窄，因此在抗雜波方面更為有利，且在電磁干擾環(huán)境下具有更好的下視和抗干擾能力。當應用雷達實現(xiàn)測速測距時，連續(xù)波雷達具有更為顯著的優(yōu)勢，尤其是在測距時不會出現(xiàn)脈沖雷達的距離遮擋現(xiàn)象。連續(xù)波雷達的特點主要如下：

1.1較低的發(fā)射機功率

連續(xù)波雷達具有較低的發(fā)射機功率，這對反偵察工作十分有利。通常而言，偵察接收機會利用快速傅里葉變換這一高效、快速的計算方法來跟蹤雷達的瞬時頻率，應用連續(xù)波雷達后，其采用的偽隨機碼調相或隨機碼調相將會對對方的干擾工作造成難度。連續(xù)波雷達可憑借低截獲概率這一優(yōu)勢成功實現(xiàn)反偵察工作。

1.2較窄的接收機帶寬

如前文所述，連續(xù)波雷達的接收機帶寬較窄，在雜波背景下具有良好的檢測能力，尤其是在電磁干擾環(huán)境下具有更好的下視和抗干擾能力。

1.3檢測較小隱身目標

在增大發(fā)射功率和收發(fā)天線的增益以及減小接收機噪聲系數(shù)和微波損耗的條件下，連續(xù)波雷達極有可能會將較小的隱身目標檢測出來，進而可使得雷達探測或跟蹤距離與軍事領域中相關戰(zhàn)術技術的要求相符。

二、連續(xù)波雷達的工作原理

連續(xù)波雷達所發(fā)射出的信號為線性三角調頻連續(xù)波，雷達載頻，此時的調頻帶寬為B，調頻間隔為T。在一個掃頻周期內，三角線性調頻信號正向調制段可表示為Bt，up（t）=A0cos[2π（fOt+μt²/2）+O，up]，f0、A0、0、up分表表示發(fā)射信號的頻率、幅度和初始相位，調制斜率可由μ=B/T得出。

三、連續(xù)波雷達的信號處理技術

I、Q2是連續(xù)波雷達信號處理系統(tǒng)的兩個主要支路，而雜波對消、匹配濾波、最大熵外推、FFT、恒虛警判決等電路則共同組成了以上兩個支路。脈沖調制器在對雷達所發(fā)射的信號進行相關調制時，會產(chǎn)生占空比為0.5的高穩(wěn)定射頻信號。信號的回波會在目標反射后形成，此時信號可在天線的幫助下經(jīng)過T/R開關轉換器，繼而將到達接收機。接收機中的信號在經(jīng)過混頻電路時，其中的中頻信號將接受數(shù)字化處理并到達輸入端。經(jīng)過A/D變換后，信號將會在保持中頻相位信息的狀態(tài)下被送至雜波對消器。這一系列的信息處理技術可有效消除地（海）雜波對雷達信號的影響，數(shù)字信號的動態(tài)范圍也可在很大程度上得以減少。連續(xù)波雷達的偽碼匹配濾波器不僅會對偽碼實行解擴動作，還會完成對多普勒失諧的補償。在進行解擴動作時，信號頻譜將會變窄，且信號波形均將成為含有多普勒信息的近似正弦的斷續(xù)周期信號，此時最大熵外推在預測外推時主要應用了最大熵前后向。在這樣的動作下，k個周期的呈現(xiàn)出斷續(xù)波形的信號逐漸連接成為kT連續(xù)時間的連續(xù)波，加窗影響是由間斷信號所造成的，其是雷達信號處理技術中的常見問題，連續(xù)波雷達可通過提高頻率的分辨能力可對其加以有效的消除與中斷。

結束語：總而言之，較之脈沖雷達，連續(xù)波雷達在實際應用過程中具有較為顯著的優(yōu)勢，因而其在未來軍事領域具有更為廣闊的應用前景。對此，我國需增強對連續(xù)波雷達的重視，大力培養(yǎng)這一領域的專業(yè)人才，并加強研究與開發(fā)力度，以促進其廣泛應用與發(fā)展。