雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

李瑩+李曉莉

摘要：電磁波探測(cè)工作開展過(guò)程中，借助雷達(dá)能有效對(duì)相關(guān)目標(biāo)進(jìn)行照射并有效回收，結(jié)合距離參數(shù)、距離變化率參數(shù)。方位參數(shù)以及高度參數(shù)等，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)，具有一定的研究?jī)r(jià)值。本文對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并集中闡釋了雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)信號(hào)；處理；工作原理；技術(shù)

近幾年，我國(guó)境內(nèi)雷達(dá)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)展，不僅應(yīng)用在軍事電子設(shè)備中，也被廣泛應(yīng)用在科學(xué)研究、通信通訊等項(xiàng)目中，由于雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)十分關(guān)鍵，因此，要對(duì)技術(shù)運(yùn)行原理和關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)予以分析，從而提高設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用效率。

一、雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)運(yùn)行的工作原理

在應(yīng)用雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的過(guò)程中，要對(duì)其工作原理有明確的認(rèn)知，才能有效踐行較好的處理結(jié)構(gòu)和管理控制措施。雷達(dá)發(fā)射機(jī)在產(chǎn)生電磁能后，要借助轉(zhuǎn)換開關(guān)處理單元，將相關(guān)信號(hào)傳輸?shù)教炀€結(jié)構(gòu)，由于收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)不僅僅能發(fā)射電磁波，也能同時(shí)接收電磁波，因此，就能形成有效的轉(zhuǎn)換作用。雷達(dá)天線將其整合為電磁能波束進(jìn)行處理[1]。也就是說(shuō)，正是對(duì)機(jī)械和電氣的組合，能完善波束的角坐標(biāo)，保證各個(gè)方向散射的能力都能被有效截取。雷達(dá)接收機(jī)會(huì)將收到的微弱信號(hào)進(jìn)行有效的放大，且能進(jìn)一步處理射頻信息，整合視頻的基帶信息，再經(jīng)過(guò)接收裝置，將其直接顯示在信號(hào)顯示器中，確保數(shù)據(jù)和信息得以保存。需要注意的是，接收機(jī)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，要借助雷達(dá)對(duì)其進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，維護(hù)目標(biāo)信息的處理價(jià)值，也為后續(xù)功能的維護(hù)提供保障機(jī)制。

二、雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)

在研究雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的過(guò)程中，首先要對(duì)其基本結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析，雷達(dá)主要分為發(fā)射機(jī)、天線、接收機(jī)以及顯示器四個(gè)部分，各個(gè)部分各司其職，維護(hù)技術(shù)運(yùn)行的完整性[2]。在具體信號(hào)被處理時(shí)，也就是雷達(dá)踐行信息輸出的過(guò)程，只有掌握具體的管理技術(shù)，才能保證技術(shù)控制效果的最優(yōu)化。本文將脈沖壓縮雷達(dá)作為研究對(duì)象，著重講解了相關(guān)技術(shù)的運(yùn)行要點(diǎn)以及實(shí)際要求[3]。

第一，線性調(diào)頻脈沖壓縮信號(hào)處理技術(shù)。在雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)中，線性調(diào)頻信號(hào)借助非線性相位調(diào)制以及線性頻率調(diào)制工作獲取有效的時(shí)寬帶寬積，整合相關(guān)壓縮信號(hào)的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)距離和高分辨率，因此，相較于其他的脈沖壓縮信號(hào)，線性調(diào)頻脈沖壓縮信號(hào)處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，需要技術(shù)人員在應(yīng)用過(guò)程中給予其運(yùn)行結(jié)構(gòu)和管理結(jié)構(gòu)更多的關(guān)注。線性調(diào)頻脈沖壓縮信號(hào)對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)產(chǎn)生的多普勒頻移并不是非常敏感，能借助相同匹配濾器進(jìn)行具體信號(hào)的分辨和處理，一定程度上簡(jiǎn)化了信號(hào)處理系統(tǒng)的難易程度，有效節(jié)省了信號(hào)分類、整合以及辨認(rèn)的時(shí)間，提高管控實(shí)效性。另外，由于信號(hào)產(chǎn)生以及相關(guān)參數(shù)處理過(guò)程簡(jiǎn)潔化程度較高，技術(shù)應(yīng)用也較為頻繁，這就使得其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。然而，由于距離參數(shù)和多普勒頻移耦合之間的匹配輸出旁瓣較多，需要借助失配處理工作，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的靈敏度造成傷害，也是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失的重要因素。

第二，波形設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在雷達(dá)工作過(guò)程中，主要是對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理，從而識(shí)別復(fù)雜系統(tǒng)中的有價(jià)值信息。因此，回波波形的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有非常重要的價(jià)值，能直接決定信號(hào)實(shí)際的截取速度，對(duì)信號(hào)處理方式以及信號(hào)處理水平也會(huì)產(chǎn)生影響。目前，多數(shù)地區(qū)使用的雷達(dá)都是利用脈沖壓縮處理機(jī)制，對(duì)發(fā)射后的寬脈沖進(jìn)行匹配濾波器處理，從而有效輸出寬度縮短的窄脈沖，經(jīng)過(guò)雷達(dá)的自動(dòng)檢測(cè)，能在有效優(yōu)化分辨率的同時(shí)，確保距離分辨力以及平均功率之間能建立有效的數(shù)據(jù)平衡，維護(hù)后續(xù)工作的應(yīng)用情況[4]。

第三，要對(duì)線性調(diào)頻脈沖壓縮信號(hào)的匹配率濾波予以分析和管理，在線性調(diào)頻信號(hào)處理的過(guò)程中，要對(duì)時(shí)寬帶寬積進(jìn)行整合，尤其是針對(duì)探測(cè)能力和距離分辨力予以控制，維護(hù)探測(cè)能力和距離分辨力的基礎(chǔ)上，要對(duì)回波信號(hào)的接收結(jié)構(gòu)予以統(tǒng)籌管理，集中處理的過(guò)程能有效整合相關(guān)濾波參數(shù)，結(jié)構(gòu)匹配濾波的應(yīng)用原理，在接收機(jī)方面借助輸入信號(hào)，就能有效匹配相關(guān)頻率特性，應(yīng)用公式 對(duì)頻率特性的具體參數(shù)進(jìn)行分析，其中， 表示的是輸入信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的共軛值，能有效建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，整合增益常數(shù)、延遲時(shí)間以及信號(hào)最大輸出值后，就能有效生成相應(yīng)的波形圖，確保整體結(jié)構(gòu)更加有效。需要注意的是，在前線性調(diào)頻信號(hào)處理過(guò)程中，也要對(duì)匹配濾波器進(jìn)行形式化處理，有效模擬脈沖壓縮器件，從而維護(hù)大帶寬和小時(shí)寬的聲表面波，確保器件處理結(jié)構(gòu)的有效性。

第四，恒虛警處理技術(shù)，在對(duì)恒虛警進(jìn)行處理時(shí)，要將雷達(dá)檢測(cè)工序和設(shè)計(jì)應(yīng)用結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌分析，有效結(jié)合干擾背景完善相關(guān)工作，從而確保處理機(jī)制和干擾信號(hào)管控措施更加貼合實(shí)際需求。目前，干擾信號(hào)的來(lái)源中，接收機(jī)內(nèi)部噪音、地物干擾、雨雪干擾以及海浪干擾等都是較為常見的干擾源?；诖?，要整合具體的管理需求，確保能結(jié)合不同的處理對(duì)象細(xì)化分析慢門恒虛警和快門恒虛警，制定切實(shí)有效的處理機(jī)制和維護(hù)管控措施[5]。一般而言，慢門恒虛警都是接收機(jī)內(nèi)部的噪音問(wèn)題，快門恒虛警都是針對(duì)雜波環(huán)境中相關(guān)信息的處理過(guò)程。技術(shù)人員要建立動(dòng)態(tài)化的處理機(jī)制，維護(hù)整體設(shè)計(jì)參數(shù)的運(yùn)行實(shí)效性，也為后續(xù)工作的全面開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。尤其是在整合慢門限恒虛警處理效果時(shí)，針對(duì)接收機(jī)相關(guān)噪聲電平的處理電路，有效處理緩慢變化，確保臨近單元能選取較大的恒虛警處理電路結(jié)構(gòu)，從而維護(hù)整體波形設(shè)計(jì)參數(shù)的穩(wěn)定性。

第五，積累處理過(guò)程，雷達(dá)實(shí)際工作過(guò)程要圍繞多脈沖觀測(cè)基礎(chǔ)進(jìn)行統(tǒng)籌檢測(cè)和管控，也就是說(shuō)，多脈沖的觀測(cè)結(jié)果是積累過(guò)程的觀測(cè)結(jié)果，是不同脈沖最后疊加產(chǎn)生的作用。要想提高信噪比，就要積極有效地積累參數(shù)，從根本上提升雷達(dá)的實(shí)際檢測(cè)水平[6]。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，在對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行全面分析的過(guò)程中，要對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行綜合性管理，確保相關(guān)參數(shù)體系得以有效管理，從而踐行關(guān)鍵技術(shù)的要點(diǎn)，整合全天候遠(yuǎn)距離目標(biāo)測(cè)定的結(jié)果，保證穿透能力符合實(shí)際，綜合升級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)，從根本上提高信號(hào)處理工作的完整程度，確保雷達(dá)信號(hào)處理效果能滿足預(yù)期。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉波，關(guān)欣，仲利華等.基于GPU的外輻射源雷達(dá)信號(hào)處理實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)方法[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2014，11（11）：2192-2198.

[2]景志，楊立永，張國(guó)兵等.通用化雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的參數(shù)化仿真設(shè)計(jì)研究[J].艦船電子工程，2016（02）：74-77，157.

[3]閆大偉，吳軍，向建軍等.基于FPGA+DSP的雷達(dá)信號(hào)處理模塊的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2014（09）：61-63，67.

[4]王魁，楊健.基于TS201的外輻射源雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2013，28（04）：444-449.

[5]張偉.基于ARM的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的研究[D].南京理工大學(xué)，2013.

[6]張靜，索繼東.基于FPGA和DSP的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，28（02）：69-72，76.

簡(jiǎn)介：李瑩，女（1985.9——），四川木里人，助理工程師，本科，研究方向：火控雷達(dá)信號(hào)處理。

二作 李曉莉，女（1986.8——），四川達(dá)州市人，助理工程師，本科，研究方向：火控雷達(dá)頻綜。