某警戒雷達通用處理平臺的研制和展望探討

摘 要：警戒雷達是一種重要的軍用設備，也是我國重要的主力雷達之一。警戒雷達的任務，主要是跟蹤、搜索、引導、對空警戒、對海警戒等。信號信息處理能力，是警戒雷達的一個關鍵指標，其直接影響了雷達的性能是否先進，能否妥善的完成任務。因此，對警戒雷達通用處理平臺，應當提高重視，對其價值意義、平臺構成、模塊功能等展開研究，促進通用處理平臺性能提升，強化警戒雷達的功能。

關鍵詞：警戒雷達;通用處理平臺;研制;展望

0 前言

我國國土面積巨大，海岸線和陸地線漫長，領海資源豐富。為了保證領土及資源安全，警戒雷達的作用非常重要，其主要作戰(zhàn)任務就是保障領土、領海、領空的安全。在一些地區(qū)，多個海域及交界處對于主權、資源、交通線的爭奪日益激烈，也存在著較大的潛在軍事威脅。所以，必須對這些重點區(qū)域加強監(jiān)測、全面掌控，充分發(fā)揮警戒雷達的作用，維護國家領海領空安全。而通用處理平臺直接關系到警戒雷達的作用發(fā)揮，因而非常重要。

1 警戒雷達通用處理平臺的價值

警戒雷達是對海對空觀測部隊探測的主要裝備，負責提供低空、海面、瀕海警戒等任務。信號信息處理平臺，是警戒雷達中最為重要的部分之一，能夠?qū)走_各種算法佳慧實現(xiàn)，同時對數(shù)據(jù)處理、接受、發(fā)射、天線等系統(tǒng)加以協(xié)調(diào)。確保了警戒雷達能夠在交戰(zhàn)中處于有利位置，在國土防衛(wèi)上有效威懾敵人[1]。通用信號信息處理平臺，可以實時完成信號信息處理，軟硬件及接口可網(wǎng)絡化擴充，連接組網(wǎng)系統(tǒng)方便，對工作跛行實時選擇，對工作模式方式等靈活控制。

2 警戒雷達通用處理平臺的基本構成

警戒雷達信號處理的功能很多，主要包括了全機控制、時序產(chǎn)生、識別目標、處理航跡、檢測、積累、濾波、校正方向、測角、校正幅相、校正距離、雜波相消、旁瓣匿影、旁瓣相消、脈沖壓縮、形成數(shù)字波束、鑒相、D/A及A/D變換、中頻放大、產(chǎn)生數(shù)字波形等[2]。某警戒雷達設計了以VPX總線協(xié)議為基礎的信號處理通用平臺，能夠避免硬件設計顛覆錯誤，提高通用性、繼承性、可靠性。VPX總線標準，是當前國際通用標準，能夠?qū)崿F(xiàn)更多I/O繼承和傳輸寬帶提升。通用平臺中主要包括大容量處理模塊、DSP/DP預處理主處理模塊、交換處理模塊、FPGA預處理模塊、AD/DA模塊、接口擴充模塊等。

3 警戒雷達通用處理平臺的模塊功能

3.1 交換處理模塊

信號信息處理平臺中，采用以太網(wǎng)交換處理模塊，完成信號流的交換，其是當前最為常見的網(wǎng)絡技術之一。目前絕大多數(shù)網(wǎng)絡通信，都是利用以太網(wǎng)連接。其在商業(yè)領域中應用廣泛，因而對軍用領域也產(chǎn)生了較大的影響。在交換處理模塊中，包括了智能平臺管理控制器、網(wǎng)絡系統(tǒng)時鐘、1GB寬帶以太網(wǎng)、本地管理處理器等部分[3]。應用交換處理模塊，可以降低重量、節(jié)省空間、減少插槽數(shù)量、提升吞吐量、強化信號信息處理能力、實現(xiàn)網(wǎng)狀拓撲結構等。信號流傳輸過程中，各個處理模塊的連接處理方式采取星形結構，可以采用任意組合形式組合多個處理模塊，根據(jù)雷達功能要求，完成信號流傳輸處理。

3.2 AD/DA模塊

AD/DA模塊的功能是形成數(shù)字波束、數(shù)字鑒相、A/D及D/A變換、中頻放大、上下變頻、產(chǎn)生數(shù)字波形等。利用該模塊，可以對不同雷達任務要求加以滿足，并且僅需要少量AD/DA模塊就可實現(xiàn)。模塊中主要包括了64MB的FLASH、32MB的QDRRⅡ、8通道的AD/DA子模塊、大規(guī)?？删幊唐骷﨔PGA等部分。將FMC子插板應用與AD/DA子模塊，能夠按照雷達需求，對不同數(shù)量模塊加以配置。同時AD/DA子模塊還可實現(xiàn)升級，提升技術指標。采樣精度從14位提高到16位，采樣率也能明顯提升。另外該模塊能夠?qū)饫w口輸入/輸出口、自定義數(shù)據(jù)傳輸接口、背板交換規(guī)范、總線規(guī)范等進行兼容。

3.3 DSP/DP預處理主處理模塊

該模塊應用最先進技術，包括了LVTTL信號線、RocketIO接口、高速串行接口、QDRⅡ、GBDDRⅡ、高速數(shù)字信號處理芯片、大規(guī)?？删幊唐骷﨔PGA等。使用的高性能FPGA，能夠根據(jù)不同需求，選擇相應的配置型號。每片F(xiàn)PGA中，可以配置200MHz、72MB的QDRⅡSRAM，達到1.6GB/s的讀寫速率。每片F(xiàn)PGA中，還可配置一組512MB、64位寬的SDRAM，達到4GB/s的讀寫速率。PowerPC雙核處理器4個，均可提供千兆的以太網(wǎng)接口。同時板內(nèi)配有千兆以太網(wǎng)交換，RS-442、RS-232接口，溫度控制、溫度傳感、通用IO接口等。

3.4 其它模塊

FPGA預處理模塊，具有相對固定的功能，如脈壓、形成數(shù)字波束等，具有較多信號接口，可實現(xiàn)大量運算，其中采用大規(guī)?？删幊唐骷﨔PGA。存儲模塊的作用，是存儲信號信息，滿足信號信息處理算法驗證、事后分析處理等要求。接口模塊可以提供外部信息交互、全機通信控制、產(chǎn)生時序等功能。接口模塊的特點主要是方便擴展、數(shù)量多、種類豐富。該警戒雷達通用處理平臺，使用的接口主要有光纖接口、RS232接口、RS422接口、PCIe接口、高速串行接口、千兆以太網(wǎng)接口等。

4 展望

當前警戒雷達通用處理平臺雖然能夠發(fā)揮較強的性能，也基本可以滿足境警戒要求，不過隨著技術水平的不斷發(fā)展，警戒雷達通用處理平臺也需要不斷更新，始終保持最先進的技術程度。在雷達技術不斷發(fā)展的情況下，雜波抑制技術、目標識別技術、雷達成像技術、寬帶技術、自適應技術、DBF技術、有源兩相控陣技術等，都將得到更為廣泛的應用。接口豐富性、擴充性、處理能力等都將進一步提升。

參考文獻：

[1]孫高俊，丁岐鵑.某地面雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的可靠性設計[J].質(zhì)量與可靠性，2017，12（01）：117-118.

[2]賴旭東，李詠旭，陳佩奇等.機載激光雷達技術現(xiàn)狀及展望[J].地理空間信息，2017，15（08）：1-4.

[3]楊輝，鄭潔.某警戒雷達通用處理平臺的研制和展望[J].科學與信息化，2017，44（33）：1-2.

作者簡介：孫振國（1982-），男，安徽亳州人，本科，雷達助理工程師，研究方向：雷達。