第4章雷达侦察的信号处理
雷达侦察的信号处理
从任一PDWi,j起，如能其后出现N个连续的周期 都能与某雷达信号的tPRI特征相符合，则此PDWi,j 便被作为该雷达的一个分选脉冲；如果在T时间内
的分选脉冲数多于检测门限V，便判为该雷达存
在，否则为不存在。——动态关联法
20
如果在输入信号 si(t) 中同时存在两个信号si1(t)、
si2(t),则由于信号的交调，将使合成信号si(t)的包络 呈现较复杂的起伏。 |si(t)|={|si1|2+|si2|2+2|si2|cos［(ω1-ω2)t+ φ1-φ2］}1/2
图4―5 si(t)中同时存在两个信号时的包络
（2）由信号处理设备根据不同的雷达和雷达信号特 征，对输入的实时PDW信号流进行辐射源分选、 参数估计、辐射源识别、威胁程度判别和作战态 势判别等。
3
雷达侦察系统前端输出的{PDWi}∞i=0的具体内容 和数据格式取决于侦察系统前端的组成和性能。 在典型的侦察系统
{PDWi (AOAi , fRFi ,tTOAi , PWi , APi , Fi )}i0
(a)合成矢量；(b)合成波形
21
τPW的测量
门限检测启动前,脉宽计数器的初值为零, 门限检测信号①启动 脉宽计数器对时钟②计数,当sv(t)低于门限UT时,信号①使计数器 停止计数，①的后沿使读出脉冲触发器产生锁存信号③,将脉宽 计数值存入τPW参数锁存器,③的后沿微分信号④使脉宽计数器 重新清零,以便进行下一脉冲的脉宽测量。
与下一个中心 值进行比较
N
误差范围?
N
和所有类别中 心进行了比较?
Y 将该脉冲作为新类
军事理论课 课件 第四章第二节
• 敌对双方的作战企图和行动是建立在所获取情报 基础上的。 • 尽管现代光电侦察技术具有全天候、实时化、高 分辨率和准确的定位识别能力，但由于伪装技术 的运用，能使敌人、造成敌人造成错觉，以致获 取错误情报。 • 伪装是提高作战部队生存能力的重要措施 • 战场上，作战双方都将面临如何保存自己的问题。 通过伪装，既可增加敌人侦察的困难，使其不易 发现真目标，又可诱骗敌人实施攻击，分散敌人 火力；可使敌人真假难辨，无所适从。从而减少 敌武器的命中率和杀伤率，提高部队生存能力
隐身技术
• 隐身技术的出现已使伪装技术由消极被动变为 积极主动，不仅可以由于“隐真”而保存自己， 也可以因“示假”而迷惑对方
• 1、隐身外形技术 外形是目标暴露的主要特征，现代兵器对 外表形状处理得如何，将直接影响到防可 见光和雷达侦察效果。目前对武器装备的 外形设计是以防雷达侦察为主，兼顾致对 付可见光侦察。 • （1）反雷达探测隐身外形技术 • （2）反可见光探测隐身外形技术
视频
• • • • • • • •
一、电子信息技术 二、生物与新医药技术 三、航空航天技术 四、新材料技术 五、高技术服务业 六、新能源及节能技术 七、资源与环境技术 八、高新技术改造传统产业
现代侦察技术和手段
• 电子侦察技术 • 传感器技术 • 光电侦察技术
• 雷达侦察技术 • 雷达侦察技术是指 利用雷达侦察机接 收敌方雷达辐射信 号，从而获得敌方 雷达侦察技术 雷达的空间位置和 传感器技术 技术参数的技术。 其他侦察技术 雷达侦察系统通常 由天线、天线控制 设备、接收机和终 端设备等四部分组 成。
航空侦察是指使用航空器在 环绕地球的大气层内，对敌 方活动、阵地等情况进行的 侦察与监视。航空侦察使用 的平台有：飞机、飞艇、漂 浮气球，系留气球和旋翼升 空器等，其中又以有人驾驶 侦察机、侦察直升机、无人 驾驶侦察机和预警机为 主．用于执行战略、战役、 战术侦察任务。
雷达侦察的信号处理
的分选脉冲数多于检测门限V，便判为该雷达存
在，否则为不存在。——动态关联法
动态关联法
优点： 1、能在很大程度上消除虚假脉冲 2、运算量不大
缺点： 1、仅适用于PRI恒定或PRI抖动很小的雷达信号 2、对线性调频、频率捷变等雷达的分选过于依
赖DOA、PW等参数
相关函数PRI鉴别法
相关函数法PRI鉴别技术的实质是计算延迟后的 重合脉冲数，再根据计算结果以脉冲数最多的基 波来确定其PRI。
图4―12 几种典型tPRI工作样式的脉冲波形
雷达信号时域参数的测量
tTOA的测量 τPW的测量 AP的测量
tTOA的测量
Δt为时间计数器的计数脉冲周期，T=Δt·2N为时
典型雷达信号调制形式
信号处理设备的主要技术要求
可分选、识别的雷达辐射源类型和可信度 可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计精
度 信号处理的时间 可处理的输入信号流密度
信号处理的基本流程（1）
信号分选的基本流程（软件）
电磁环境 数据生成 PDW形 成
A
RF匹 配
Yes
PW匹 配
Yes
PRI匹 配
Yes
雷达数 据库
DOA分 选
No
RF分 选
PW分 选
No
B
PRI分 选
No
剩余脉冲 分选
统计分析 关联处理
C
雷达识别 威胁判别
三参数的空间分辨: AOA fRF PW
（1）已知辐射源的分离与扣除
已知辐射源 数据库
雷达侦察信号处理的分布式软件架构设计
雷达侦察信号处理的分布式软件架构设计雷达侦察信号处理的分布式软件架构设计随着科技的不断发展，雷达技术在军事、航空航天、气象、海洋等领域得到广泛应用。
作为一种重要的无源探测技术，雷达可以通过接收和处理被探测目标反射的电磁波，实现对目标的探测与跟踪。
在雷达系统中，信号处理是实现高性能和高精度目标检测与跟踪的关键环节之一。
本文将介绍雷达侦察信号处理的分布式软件架构设计，以提高系统的可靠性、灵活性和扩展性。
一、需求分析在进行分布式软件架构设计之前，首先需要对雷达侦察信号处理系统的需求进行分析。
雷达系统对信号处理的要求通常包括：1）实时性：信号处理算法需要在较短的时间内完成，以满足实时目标检测与跟踪的需求；2）可靠性：系统需要具备良好的容错能力，以应对硬件故障或软件错误带来的影响；3）灵活性：系统需要支持不同类型和参数的雷达信号处理算法，并能够方便地进行算法切换和升级；4）扩展性：系统需要支持多雷达同时工作，实现多波束处理和多目标跟踪等功能。
二、分布式软件架构设计基于以上需求，设计出一种分布式软件架构，可以将信号处理任务分配到不同的处理单元进行并行处理，提高系统的处理性能和响应速度。
该架构主要包括以下几个模块：数据采集模块、分布式任务调度模块、分布式处理模块和结果合并模块。
1. 数据采集模块数据采集模块负责从雷达系统中获取原始信号数据，并将其传输给分布式任务调度模块。
在设计上，可以采用高速接口和协议，提高数据传输的效率和实时性。
2. 分布式任务调度模块分布式任务调度模块负责将接收到的数据进行分包，然后将分包的任务分配给不同的处理单元进行并行处理。
为了协调分布式处理单元的工作，可以采用一种任务调度算法，根据每个处理单元的处理能力和当前的任务负载情况，选择合适的处理单元进行任务分配。
3. 分布式处理模块分布式处理模块是整个系统的核心。
它包括多个处理单元，每个处理单元负责接收分配给自己的任务，然后进行信号处理算法的计算。
雷达信号处理过程说明文档
运动目标回波信号和固定目标（包括地波）回波信号的主要区别是运动回波信号带有多普勒频移。
假设雷达发射信号的频率为0f ，初相为0ϕ的全相参脉冲信号，那么发射信号序列可以用下图1表示。
图一可以表示为：00()()cos(2)x t rect t A f t πϕ=⋅+如果只关注正弦波部分，则发射信号脉冲部分为：00()cos(2)S t A f t πϕ=+那么在照射到距离为R 处的目标时回波为：r 00()cos[2()]r S t KA f t t πϕ=-+其中K 为衰减系数，r t 为反射时间。
2r R t c= 如果当目标以速度为r V 朝向雷达运动的时候：(t)r R R V t =-所以：2()2(t)r r R V t R t c c-== 那么目标回波和发射信号的相位差是时变的：0024()/c r r f t f R V t ϕππ=-=--当目标是运动的时候，发射与接收的信号之间有一个频率差，用d f 表示：21d =2d r d V f t ϕπλ=⨯ 假设基频为0f 雷达信号经过反射之后变为0d f f +，接收之后对信号进行数字下变频（DDC ）将原有的信号的载频0f 去除，获得只含有频移d f 的信号。
图二 所以在全相参雷达中，可以使用正交相位检波器来获得中频信号的基带信号()x t ，有时也称()x t 为中频信号的复包络。
即：(t)()=()+j ()()j I Q x t x t x t a t e ϕ=上式中：()()cos (t)()()sin (t)I Q x t a t x t a t ϕϕ==通过低通滤波器之后，输出的双正交通道信号分别为：()()cos (t)(t)cos(2)()()sin (t)(t)sin(2)I d Q d x t a t Ka f t x t a t Ka f t ϕπϕπ====脉冲压缩： 此时正交两路信号为经过调制（线性调制，非线性调制或相位编码）的大时宽带宽信号。
大学_《雷达对抗原理》(赵国庆著)课后答案免费下载_1
《雷达对抗原理》(赵国庆著)课后答案免费下载《雷达对抗原理》(赵国庆著)内容提要第1章雷达对抗概述1.1 雷达对抗的基本概念及含义1.1.1 雷达对抗的含义及重要性1.1.2 雷达对抗的基本原理及主要技术特点1.1.3 雷达对抗与电子战1.2 雷达对抗的信号环境1.2.1 现代雷达对抗信号环境的特点1.2.2 信号环境在雷达对抗设备中的描述和参数1.3 雷达侦察概述1.3.1 雷达侦察的任务与分类1.3.2 雷达侦察的技术特点1.3.3 雷达侦察设备的基本组成1.4 雷达干扰概述1.4.1 雷达干扰技术的分类1.4.2 雷达干扰设备的基本组成习题一参考文献第2章雷达信号频率的测量2.1 概述2.1.1 雷达信号频率测量的重要性2.1.2 测频系统的主要技术指标2.1.3 现代测频技术分类2.2 频率搜索接收机2.2.1 搜索式超外差接收机2.2.2 射频调谐晶体视频接收机2.2.3 频率搜索形式2.2.4 频率搜索速度的选择2.3 比相法瞬时测频接收机2.3.1 微波鉴相器2.3.2 极性量化器的基本工原理2.3.3 多路鉴相器的并行运用2.3.4 对同时到达信号的分析与检测2.3.5 测频误差分析2.3.6 比相法瞬时测频接收机的组成及主要技术参数 2.4 信道化接收机2.4.1 基本工作原理2.4.2 信道化接收机存在的问题2.4.3 信道化接收机的特点和应用 2.5 压缩接收机2.5.1 Chirp变换原理2.5.2 表声波压缩接收机的工作原理 2.5.3 压缩接收机的参数2.6 声光接收机2.6.1 声光调制器2.6.2 空域傅立叶变换原理2.6.3 声光接收机的工作原理2.6.4 声光接收机的主要特点习题二参考文献 ?第3章雷达的方向测量和定位3.1 概述3.1.1 测向的目的3.1.2 测向的方法3.1.3 测向系统的主要技术指标3.2 振幅法测向3.2.1 波束搜索法测向技术3.2.2 全向振幅单脉冲测向技术3.2.3 多波束测向技术3.3 相位法测向3.3.1 数字式相位干涉仪测向技术3.3.2 线性相位多模圆阵测向技术3.4 对雷达的定位3.4.1 单点定位3.4.2 多点定位习题三参考文献 ?第4章雷达侦察的信号处理4.1 概述4.1.1 信号处理的任务和主要技术要求 4.1.2 信号处理的基本流程和工作原理 4.2 对雷达信号时域参数的'测量4.2.1 tTOA的测量4.2.2 PW的测量4.2.3?AP的测量4.3 雷达侦察信号的预处理4.3.1 对已知雷达信号的预处理4.3.2 对未知信号的预处理4.4 对雷达信号的主处理4.4.1 对已知雷达信号的主处理4.4.2 对未知雷达信号的主处理4.5 数字接收机和数字信号处理4.5.1 数字接收机4.5.2 数字测频4.5.3 数字测向4.5.4 信号脉内调制的分析习题四参考文献 ?第5章雷达侦察作用距离与截获概率5.1 侦察系统的灵敏度5.1.1 切线信号灵敏度PTSS和工作灵敏度POPS的定义 5.1.2 切线信号灵敏度PTSS的分析计算5.1.3 工作灵敏度的换算5.2 侦察作用距离5.2.1 简化侦察方程5.2.2 修正侦察方程5.2.3 侦察的直视距离5.2.4 侦察作用距离Rr对雷达作用距离Ra的优势 5.2.5 对雷达旁瓣信号的侦察5.3 侦察截获概率与截获时间5.3.1 前端的截获概率和截获时间5.3.2 系统截获概率和截获时间习题五参考文献第6章遮盖性干扰6.1 概述6.1.1 遮盖性干扰的作用和分类6.1.2 遮盖性干扰的效果度量6.1.3 最佳遮盖干扰波形6.2 射频噪声干扰6.2.1 射频噪声干扰对雷达接收机的作用6.2.2 射频噪声干扰对信号检测的影响6.3 噪声调幅干扰6.3.1 噪声调幅干扰的统计特性6.3.2 噪声调幅干扰对雷达接收机的作用 6.3.3 噪声调幅干扰对信号检测的影响 6.4 噪声调频干扰6.4.1 噪声调频干扰的统计特性6.4.2 噪声调频干扰对雷达接收机的作用 6.4.3 噪声调频干扰对信号检测的影响 6.5 噪声调相干扰6.5.1 噪声调相干扰的统计特性6.5.2 影响噪声调相干扰信号效果的因素 6.6 脉冲干扰习题六参考文献第7章欺骗性干扰7.1 概述7.1.1 欺骗性干扰的作用7.1.2 欺骗性干扰的分类7.1.3 欺骗性干扰的效果度量7.2 对雷达距离信息的欺骗7.2.1 雷达对目标距离信息的检测和跟踪7.2.2 对脉冲雷达距离信息的欺骗7.2.3 对连续波调频测距雷达距离信息的欺骗 7.3 对雷达角度信息的欺骗7.3.1 雷达对目标角度信息的检测和跟踪7.3.2 对圆锥扫描角度跟踪系统的干扰7.3.3 对线性扫描角度跟踪系统的干扰7.3.4 对单脉冲角度跟踪系统的干扰7.4 对雷达速度信息的欺骗7.4.1 雷达对目标速度信息的检测和跟踪7.4.2 对测速跟踪系统的干扰7.5 对跟踪雷达AGC电路的干扰7.5.1 跟踪雷达AGC电路7.5.2 对AGC控制系统的干扰习题七参考文献第8章干扰机构成及干扰能量计算8.1 干扰机的基本组成和主要性能要求8.1.1 干扰机的基本组成8.1.2 干扰机的主要性能要求8.2 干扰机的有效干扰空间8.2.1 干扰方程8.2.2 干扰机的时间计算8.3 干扰机的收发隔离和效果监视8.3.1 收发隔离8.3.2 效果监视8.4 射频信号存储技术8.4.1 模拟储频技术(ARFM)8.4.2 数字储频技术(DRFM)8.5 载频移频技术8.5.1 由行波管移相放大器构成的载频移频电路 8.5.2 由固态移相器构成的载频移频电路习题八参考文献第9章对雷达的无源对抗技术9.1 箔条干扰9.1.1 箔条干扰的一般特性9.1.2 箔条的有效反射面积9.1.3 箔条的频率响应9.1.4 箔条干扰的极化特性9.1.5 箔条回波信号的频谱9.1.6 箔条的战术应用9.2 反射器9.2.1 角反射器9.2.2 龙伯透镜反射器9.3 假目标和雷达诱饵9.3.1 带有发动机的假目标9.3.2 火箭式雷达诱饵9.3.3 投掷式雷达诱饵9.3.4 拖曳式雷达诱饵9.4 隐身技术习题九参考文献《雷达对抗原理》(赵国庆著)目录该书系统介绍了雷达对抗的基本原理,系统的组成,应用的主要技术等。
《电子对抗原理与技术》第4章 信号处理与电子侦察系统
主要内容
§4.1 信号处理概述 §4.2 脉冲时域参数测量 §4.3 雷达信号分选 §4.4 雷达信号脉内特征分析 §4.5 雷达辐射源识别 §4.6 通信信号分析与识别 §4.7 电子对抗侦察系统
2/68
大纲要求
掌握电子战信号处理的基本任务、参数 测量、信号分选、辐射源识别、脉冲描述字、 辐射源描述字等概念和基本原理。
22/68
§4.3 信号分选技术
23/68
§4.3 信号分选技术
4.3.3 信号主分选处理 主分选处理主要是针对PRI特征的详细分析和
处理，通过对脉冲列PRI特征的分析，识别辐射源 的PRI特性，利用搜索法提取属于不同辐射源的脉 冲列，达到分选的目的。
24/68
§4.3 雷达信号分选
（2）雷达信号PRI特性 在雷达信号诸多参数中，PRI是其中工作样式最多、
参差PRI ：
PRI 5
PRI 4
PRI 3 P R PRI 2 I
PRI 1
pri i
骨架周期：
5
PRI i i
M
1
M
i
29/68
§4.3 雷达信号分选
成组PRI ：
pri i
PRI 3 P PRI 2 R I
PRI 1
1 i
M
30/68
§4.4 雷达信号脉内特征分析
31/68
§4.4 雷达信号脉内特征分析
雷达识别参数库中第k类雷达的参数为
Rk {PW0k , RF0k , PRI0k， PWok , RFok , PRIok }
39/68
§4.5 雷达辐射源识别
定义Fi的参数与Rk相应参数之间的加权距离如
雷达对抗原理第4章 雷达侦察的信号处理
第4章
雷达侦察的信号处理
图4-2 对雷达信号极化方向的检测和测量的系统组成
第4章
雷达侦察的信号处理
第4章
雷达侦察的信号处理
4.2.2 tTOA测量
tTOA是脉冲雷达信号重要的时域参数，雷达侦察系统中 对tTOA的典型测量原理如图4-3(a)所示，其中输入信号si(t)经 过包络检波、视频放大后成为sv(t)，它与检测门限VT进行比 较，当sv(t)≥VT时，从时间计数器中读取当前时刻t进入锁存
除了自身能力以外，雷达侦察系统实际能够达到的信号
处理时间还会受到实际信号环境的严重影响，S中的辐射源 越多，信号越复杂，相应的信号处理时间也越长。
第4章
雷达侦察的信号处理
4． 可处理的输入信号流密度
该指标是指在不发生前端输入的{PDWi}i或{s(n)}n数据 丢失的情况下，单位时间内信号处理机允许输入的{PDWi}i 或{s(n)}n最大平均脉冲数——λmax。在一般情况下，雷达侦 察接收机的宽带侦收前端对每一个检测到的射频脉冲均用一
处理的过程是：首先将实时输入的{PDWi}i与m个已知雷达数据库{Cj}
mj=1进行快速匹配，从中分离出符合{Cj}mj=1特征的已知雷达信号子流 {PDWi，j}mj=1，并分别放置于m个已知雷达的数据缓存区，交付信号主 处理按照对已知雷达信号的处理方法作进一步的分选、检测、参数估计 和识别处理等；对不符合{Cj}mj=1的剩余数据，再根据未知雷达知识库 {Dk}nk=1进行快速分配，产生n个未知雷达信号的分选子流{PDWi, k}nk=1， 另外放置于n个未知雷达的数据缓存区，交付信号主处理，按照对未知
1． 对输入{PDWi}i信号的处理 雷达侦察系统对{PDWi}i信号处理的基本流程如图4-1所 示，其中各部分的基本工作原理如下。
第四章：雷达侦察的信号处理
雷达；
主要是当前战场上对我方有一定威胁的敌方
❖雷达寻的和告警系统(RHAW)：
主要是对我形成威胁的火控、近炸、制导和末制导 雷达 。
可信度：
考核信号处理识别分选识别结果的质量指标。
1) 可测量和估计的雷达辐射源参数、参
数范围和估计精度
参数名称
辐射源方位 信号载频 脉冲宽度 脉冲重复周期 天线扫描周期 脉内频率调制 脉间频率调制 脉内相位调制 重复周期调制 脉冲宽度调制 天线扫描调制
{PDWi, j }
已知雷达信号主分选 检测、参数估计、 识别与决策处理等
{PDWi.k }
未知雷达信号主分选 检测、参数估计、 识别与决策处理等
数据库、知识库 的补充与修订
信号主处理
人工干预及控制、处理结果显示、记录等
SUCCESS
THANK YOU
2020/2/8
SUCCESS
THANK YOU
实时脉冲描述字流的组成和数据格式与
侦察系统的组成和性能有关。典型情况下
为： PDWi
( AOAi ,
f RFi , tTOAi , PWi , APi , Fi
i0
2．信号处理的主要技术指标
1）可分选识别的雷达辐射源类型和可信度
辐射源类型分为：
➢
信号类型
➢
工作类型
信号类型：
按照雷达发射信号的调制类型分类，具 体如下：
检测扫描周期、照射时间、扫描调制方式
参数来源
分选后PDW统计估值 分选后PDW统计估值 分选后PDW统计估值 分选后PDW相关统计 分选后PDW相关统计 由脉内信号分析电路统计 分选后PDW相关统计 由脉内信号分析电路统计 分选后PDW相关统计 分选后PDW相关统计 分选后PDW相关统计
雷达系统中的信号处理技术
主要内容
关键技术
小结
雷达脉冲压缩技术
脉冲压缩的程度用脉冲压缩系数D表示，它定 义为：
D 0
D即压缩后的脉冲宽度τ比发射脉冲宽度τ0缩小的 倍数，亦称脉压比。它是衡量脉压处理的主要技 术指标之一。
13
目录
Contents
雷达系统概述
主要内容
关键技术
小结
动目标检测MTD
MTD也就是一种相参积累和多普勒滤波的结合，相干积 累的目的为：
目录
Contents
雷达系统概述
主要内容
关键技术
小结
设加在第k个滤波器的第i个输出端头的加权值为：
wik e-j[2 (i1)k / N],i 0,1, N 1
k表示标号从0到N-1的滤波器，每一个k值对应一组不同的加权 值，相应地对应一个不同的多普勒滤波器响应。图10中所示滤 波器响应是N=8时加权所得各标记k的滤波器频率响应，k取 0~7。该滤波器的频率覆盖范围为0到 fr 。 在仿真实验中，通 常是通过快速傅里叶变换FFT来实现的。
雷达系统概述
主要内容
关键技术
小结
三、雷达系统信号处理 关键技术及分析
6
目录
Contents
雷达系统概述
主要内容
关键技术
小结
雷达系统信号处理关键技术
1 数字正交相干检波
2
3 动目标检测MTD
4
脉冲压缩技术
恒虚警检测CFAR
7
目录
Contents
雷达系统概述
主要内容
关键技术
小结
数字正交相干检波
相干检波 技术的优 点
雷达系统中的信号处理技术
雷达对抗技术04-2015..
未知雷达信号主分选 检测、参数估计、 识别与决策处理等
数据库、知识库 的补充与修订
人工干预及控制、处理结果显示、记录等 信号主处理
10/39
1) 信号预处理
11/39
12/39
2）信号主处理
13/39
14/39
15/39
4．2 对雷达信号时域参数的测量
脉冲到达时间（tTOA）、脉冲宽度（PW）、 脉冲幅度（AP） 1、脉冲到达时间（tTOA）的测量
7/39
对指定信号环境中各雷达信号的平均处理时间 TSP 对指定的雷达辐射源信号环境中的N部雷达 辐射源处理时间的加权平均：
TS处理时间要求： ELINK： 较长或者非实时 ESM： 实时处理，较短 RHAW： 实时处理，最短 信号处理时间与信号分选、识别、参数估计精 度、信号环境等因素有关。
sv (t )
tTOA D mod(T , t, t ) sv (t ) UT
sv (t ) UT , 0
T
t t INT T D mod(T , t , t ) INT t
为避免周期测量模糊，应保证
见信号类型的频率调制类 检测跳频范围、频点和频率转移概率矩阵 见信号类型的相位调制类 检测调制类型、范围和周期转移矩阵 检测脉宽调制数值和脉宽转移概率矩阵 检测扫描周期、照射时间、扫描调制方式等
3)
信号处理时间
两类信号处理时间： 对指定雷达信号的处理时间TSP 是从前端输出指定的脉冲描述字流开始， 到产生对该辐射源分选和识别结果，并达 到指定的分选和识别概率、参数估计精度 所需要的时间。
8/39
4）可处理的信号流密度
可处理的信号流密度是指不发生数据丢失的条件下， 单位时间内信号处理机允许前端输入的最大脉冲描述字 流的平均数max。 主要取决于信号环境中辐射源数量、侦察系统前端 的检测范围、检测能力以及每个辐射源的脉冲重复频率、 天线波束指向和扫描方式等。 如： 星载、机载的ELINK： max＝几百万个脉冲/秒 机载的ESM、RHAW： max＝几十万个脉冲/秒 地面、舰载侦察设备： max＝几万～几十万个脉冲/秒 9/39
高中物理第4章电磁波及其应用4.3电磁波的发射和接收雷达原理简介阅读材料素材新人教版选修1-1
雷达原理简介首先，大家必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是目前用来侦测移动物体最普遍的方法．雷达英文为RADAR,是Radio Detection And Ranging的缩写．所有利用雷达波来侦测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于“多谱勒效应”,其应该也是一般常见的多谱勒雷达(Doppler Radar），此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现像，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名．都卜勒的理论基础为时间．波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的．当无线电波在行进的过程中，碰到物体时,该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变．若无线电波所碰到的物体是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的．然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的率频会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时,则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小．速度侦测装置（即台湾警方所使用的测速雷达)所应用的原理，就是可以侦测到发射出现的无线电波,及反弹回来的无浅电波其间的频率变化．由这两个不同频率的差值,便可以依特定的比例关系，而计算是该波所碰撞到物体的速度．当然，此种速度侦测装置可以将所侦测到的速度，转换为「公里/小时」或是「英哩/小时」．也许大家还是无法体会什么是「都卜勒效应」，但每个人在日常生活中应该都有「听」过「都卜勒效应」．例如：当火车鸣笛或救护车的警报声一直朝着你接近时，会发现声音会一直在变化,这就是所谓的「都卜勒效应」，此例子是生活中最常见的例子，因为当声波一直朝着你接近时，该声波的频率会一直增加，所以听到的声音才会一直变．这跟测速雷达所用到的原理是一样的,只不过测速雷达所使用的不是声波，而是无线电波．由于警方的测速雷达总是侦测到一个较强的反单电波后，才决定该移动物体(车子)的速度;而通常体积较大的物体其反弹的电波也较强；另外，离发射电波较近的物体，其所反弹的电波也会较强．根据这个原理，若有两辆大小相同的车子，同样都是超速时，测速雷达只会侦测到开在较前面车子的速度；若有一辆未超速的大卡车开在前方，而另一辆已超速的小客车开在后方时，测速雷达是无法侦测出该小客车已超速，除非该小客车已经超越了大卡车而继续超速．这告诉我们,利用雷达波来侦测车速时,是无法在车阵中，侦测到特定车辆的速度，而只能侦测到开在车阵最前面，且体积较大的车子的速度．雷达（radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。
现代雷达信号处理
基于人工智能的雷达信号处理技术利用机器学习、深度学习等算法对雷达回波数据进行处理，自动提取目标特征， 实现高精度的目标检测、跟踪和识别。通过训练神经网络模型，可以快速处理大量数据，提高雷达系统的实时性 能。
基于量子计算的雷达信号处理技术
总结词
利用量子计算的优势对雷达信号进行优化处理，提高数据处理速度和计算精度。
雷达目标识别技术是利用雷达回波信息对目标进行分类和 识别的技术，是现代雷达系统的重要应用之一。
通过提取和分析目标的形状、尺寸、速度等特征信息，结 合人工智能和模式识别算法，实现对目标的自动分类和识 别，提高雷达的应用价值。
03 雷达信号处理的应用
军事应用
01
02
03
目标检测与跟踪
雷达信号处理在军事领域 中广泛应用于目标检测与 跟踪，如导弹制导、火控 系统等。
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基于生物启发的雷达信号处理技术从生物感知机制中获得 灵感，创新雷达信号处理方法。例如，仿生雷达系统借鉴 昆虫的复眼结构和感知机制，通过阵列天线和信号处理算 法实现高分辨率和高灵敏度的目标感知。此外，基于生物 神经网络的雷达信号处理方法也正在研究和发展中，以提 高雷达系统的感知能力和适应性。
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解决方案
采用高速数字信号处理器、并行处理技术和高效的算法设 计，以提高雷达的数据处理速度和动态范围。
高精度测距和测速问题
总结词
高精度测距和测速是现代雷达信号处理的另一个关键问题。
详细描述
随着雷达应用范围的扩大，对测距和测速精度的要求也越来越高。如何提高测距和测速的精度是现代雷达信号处理面 临的挑战之一。
现代雷达信号处理
目录
• 雷达信号处理概述 • 现代雷达信号处理技术 • 雷达信号处理的应用 • 现代雷达信号处理面临的挑战和解决方案 • 新一代雷达信号处理技术展望
电子对抗
3）导航战
由于美军推行的是全球作战战略，以 GPS为代表的全球定位导航系统是其全球 作战的必不可少的基本系统。“导航战” 计划是美国国防部“先期概念技术演示” 的一部分，其研究细节极为保密。但据透 露，其研究内容主要是围绕GPS军用所需 的干扰/反干扰技术、作战技术以及在接收 机/卫星/卫星控制等方面的改进技术。
第四是美海军的“先进综合电子战系统” （AIEWS）计划。美海军自90年代初以来，除了 对其70年代开始投入使用的舰载标准电子战系统 AN/SLQ－32(V)不断进行改进升级计划外，并开 始组织实施水面舰艇全面换装SLQ－32(V)的新计 划。1994年初开始重新启动，1996年5月，美海 军决定取消AN/SLQ－32舰用电子战系统的改进 计划，加快实施“先进综合电子战系统” （AIEWS）新计划。
1）电子战系统的综合一体化
美军在电子战系统的综合一体化方面，从 概念到装备技术的研究均投入了大量人力和财力， 目前，已有多项计划投入实施。
首 先 是 INEWS 即 综 合 电 子 战 系 统 计 划 。 INEWS最初是美国空军和海军联合研制的机载一 体化电子战系统，从1983年8月开始公开招标至 今仍在研制过程中，它是为适用90年后期和21世 纪初服役的新一代战斗机（空军F－22和海军的A －12战斗机）研制的至今最高水平的综合一体化 机载电子战系统。
1.1 基本概念及含义
要点: 含义及重要性 基本原理及主要技术特点 雷达对抗与电子战
1． 雷达对抗的含义
雷达对抗是一切从敌方雷达及其武 器系统获取信息（雷达侦察）、破坏或 扰乱敌方雷达及其武器系统的正常工作 （雷达干扰或雷达攻击）的战术技术措 施的总称。
2．雷达对抗的重要性
取得军事优势的重要手段和保证 典型战例1：二次世界大战的诺曼地登陆，盟军 完全掌握了德军德40多不雷达的参数何配置， 通过干扰何轰炸，使德军雷达完全瘫痪。盟军 参战的2127艘舰船，只损失了6艘。 海湾战争：多国部队凭借高技术优势，在战争 的整个过程中使用了各种电子对抗手段，使伊 军的雷达无法工作、通信中断、指挥失灵。双 方人员损失为百人比数十万人。
雷达信号处理
雷达信号处理技术与系统设计第一章绪论1.1 论文的背景及其意义近年来，随着电子器件技术与计算机技术的迅速发展，各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域。
雷达信号的动目标检测(MAD)是利用动目标、地杂波、箔条和气象干扰在频谱上的差别，抑制来自建筑物、山、树、海和雨之类的固定或低速杂波信号。
区分运动目标和杂波的基础是它们在运动速度上的差别，运动速度不同会引起回波信号频率产生的多普勒频移不相等，这就可以从频率上区分不同速度目标的回波。
固定杂波的中心频率位于零频，很容易设计滤波器将其消除。
但对于运动杂波，由于其多普勒频移未知，不能像消除固定杂波那样很容易地设计滤波器，其抑制就变得困难了从本质上来讲，雷达信号的检测问题就是对某一坐标位置上目标信号“有”或“无”的判断问题。
最初，这一任务由雷达操作员根据雷达屏幕上的目标回波信号进行人工判断来完成。
后来，出现了自动检测技术，一开始为固定或半固定门限检测，这种体制下当干扰和杂波功率水平增加几分贝，虚警概率将急剧增加，以至于显示器画面饱和或数据处理过载，这时即使信噪比很大，也不能作出正确的判断。
为克服这些问题进而发展了自适应恒虚警(Constant FalseAlarm Rate，CFAR)检测。
CFAR 检测使得雷达在多变的背景信号中能够维持虚警概率的相对稳定，这种虚警概率的稳定性对于大多数的雷达，如搜索警戒雷达、跟踪雷达、火控雷达等。
第二章 雷达信号数字脉冲压缩技术2.1 引言雷达脉冲压缩器的设计实际上就是匹配滤波器的设计。
根据脉冲压缩系统实 现时的器件不同，通常脉冲压缩的实现方法分为两类，一类是用模拟器件实现的 模拟方式，另一类是数字方式实现的，主要采用数字器件实现。
脉冲压缩处理时必须解决降低距离旁瓣的问题，否则强信号脉冲压缩的旁瓣 会掩盖或干扰附近的弱信号的反射回波。
这种情况在实际工作中是不允许的。
采 用加权的方法可以降低旁瓣，理论设计旁瓣可以达到小于-40dB 的量级。
第4章 雷达侦察的信号处理
第4章 雷达侦察的信号处理
表4―1 典型雷达侦察系统可测量和估计的辐射 源参数、参数范围和估计精度
第4章 雷达侦察的信号处理
第4章 雷达侦察的信号处理
3.信号处理的时间
雷达侦察系统信号处理的时间分为:对指定雷达辐 射源的信号处理时间Tsp和对指定雷达辐射源信号环境
中各雷达辐射源信号的平均处理时间 T s p 。
第4章 雷达侦察的信号处理
第4章 雷达侦察的信号处理
4.1 概述 4.2 对雷达信号时域参数的测量 4.3 雷达侦察信号的预处理 4.4 对雷达信号的主处理 4.5 数字接收机与数字信号处理
第4章 雷达侦察的信号处理
4.1 概 述
雷达侦察系统是一种利用无源接收和信号处理技 术,对雷达辐射源信号环境进行检测和识别、对雷达信 号和工作参数进行测量和分析,从中得到有用信息的设 备。实现对雷达辐射源信号环境进行侦察的典型过程 如下:
第4章 雷达侦察的信号处理
雷达侦察系统的信号处理时间主要是对辐射源信 号分选、识别和参数估计的处理时间。显然,其可分选 和识别的辐射源类型越多,测量和估计的参数越多，范 围越大，精度越高,可信度越高,相应的信号处理时间也 就越长。但影响更大的是侦察系统中有关雷达辐射源 先验信息和先验知识的数量和质量,先验信息和先验知 识越多,它们的可信度越高,则处理时间就越短。
第4章 雷达侦察的信号处理
(1)由雷达侦察系统的侦察天线接收其所在空间的 射频信号,并将信号馈至射频信号实时检测和参数测量 电路。由于大部分雷达信号都是脉冲信号,所以典型的 射频信号检测和测量电路的输出是对每一个射频脉冲 以指定长度(定长)、指定格式(定格)、指定位含义(定位) 的数字形式的信号参数描述字,通常称为脉冲描述字 PDW(Pulse Discreption Word)。从雷达侦察系统的侦察 天线至射频信号实时检测和参数测量电路的输出端,通 常称为雷达侦察系统的前端。
雷达对抗原理第4章 雷达侦察的信号处理
tTOA
modT
modT, t,tsv t VT, , t,t int t T intt
t
sv T
t
VT ,
0
(4-2)
第4章 雷达侦察的信号处理
式中，mod(T，Δt，t)为求模、量化函数；函数int(x)为求取 实变量x的整数值；Δt为时间计数器的计数脉冲周期； T=Δt×2N, 为时间计数器的最大无模糊计时范围; tTOA为sv(t) 脉冲前沿过检测门限的时刻。由于时间计数器的位数有限，
1． 对输入{PDWi}i信号的处理 雷达侦察系统对{PDWi}i信号处理的基本流程如图4-1所 示，其中各部分的基本工作原理如下。
图4-1 {PDWi}i信号侦察处理的基本流程
第4章 雷达侦察的信号处理
1) 信号预处理 信号预处理的主要任务是根据已知雷达辐射源的PDW参数特征和未 知雷达辐射源PDW的先验知识，完成对实时输入{PDWi}i的预分选。预 处理的过程是：首先将实时输入的{PDWi}i与m个已知雷达数据库{Cj} mj=1进行快速匹配，从中分离出符合{Cj}mj=1特征的已知雷达信号子流 {PDWi，j}mj=1，并分别放置于m个已知雷达的数据缓存区，交付信号主 处理按照对已知雷达信号的处理方法作进一步的分选、检测、参数估计
决，计算检验结果的可信度，并对达到一定可信度的检出雷达信号进行各种
参数的统计估计等。无论是已知还是未知的雷达信号，只要检验结果达到一
定的可信度，都可以将实际检测、估计的信号特征修改、补充到{Cj}mj=1中， 使其能够不断地跟踪辐射源信号调制特征的变化，适应于实际面临的信号环
境。特别是将检测到的未知雷达信号特征补充到{Cj}mj=1中，对于丰富已知雷 达的先验信息、提高处理效率和质量等，都具有非常重要的意义。
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第4章 雷达侦察的信号处理
4.1.1 信号处理的任务和主要技术要求 雷达侦察系统中信号处理设备的主要任务是:对前
端输出的实时脉冲信号描述字流{PDWi}∞i=0进行信号分 选、参数估计、辐射源识别,并将对各辐射源检测、测 量和识别的结果提供给侦察系统中的显示、存储、记 录和其它有关设备。
雷达侦察系统前端输出的{PDWi}∞i=0的具体内容和 数据格式取决于侦察系统前端的组成和性能。在典型 的侦察系统中，
第4章 雷达侦察的信号处理
图4―1 各种典型的雷达信号调制形式分类
第4章 雷达侦察的信号处理
2.可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计 精度
雷达侦察系统可测量和估计的辐射源参数包括由分 选后的脉冲描述字PDW中直接统计测量和估计的辐射 源参数,对PDW序列进行各种相关处理后统计测量和估 计的辐射源参数。这些参数的种类、范围和精度是与 雷达侦察系统的任务、用途密切相关的。典型雷达侦 察系统可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计 精度如表4―1所示。
Tsp是指从侦察系统前端输出指定雷达辐射源的脉冲 描述字流{PDWi}∞i=0,到产生对该辐射源分选、识别和 参数估计的结果,并达到指定的正确分选、识别概率和 参数估计精度所需要的时间。
第4章 雷达侦察的信号处理
T s p 是对指定雷达辐射源信号环境中N部雷达辐射
源处理时间的加权平均值,其中加权系数Wi可根据各辐 射源对雷达侦察系统的重要程度分别确定。
第4章 雷达侦察的信号处理
随着高速数字电路和数字信号处理(DSP)技术的发 展,已经能够将宽带信号直接进行A/D变换、保存和处 理(数字接收机),使传统的测向、测频技术等与数字信 号处理技术紧密地结合到了一起,不仅改善了当前系统 的性能,并且具有良好的发展前景。
本章在讨论前端对脉冲信号到达时间(tTOA)、脉宽 (τPW)和幅度(AP)检测与测量的基础上,着重讨论雷达侦 察系统中的后端对PDW信号流的信号处理过程、原理 和方法,最后简要讨论与数字接收机技术有关的数字信 号处理技术。
第4章 雷达侦察的信号处理
雷达侦察系统的信号处理时间主要是对辐射源信 号分选、识别和参数估计的处理时间。显然,其可分选 和识别的辐射源类型越多,测量和估计的参数越多，范 围越大，精度越高,可信度越高,相应的信号处理时间也 就越长。但影响更大的是侦察系统中有关雷达辐射源 先验信息和先验知识的数量和质量,先验信息和先验知 识越多,它们的可信度越高,则处理时间就越短。
第4章 雷达侦察的信号处理
(1)由雷达侦察系统的侦察天线接收其所在空间的 射频信号,并将信号馈至射频信号实时检测和参数测量 电路。由于大部分雷达信号都是脉冲信号,所以典型的 射频信号检测和测量电路的输出是对每一个射频脉冲 以指定长度(定长)、指定格式(定格)、指定位含义(定位) 的数字形式的信号参数描述字,通常称为脉冲描述字 PDW(Pulse Discreption Word)。从雷达侦察系统的侦察 天线至射频信号实时检测和参数测量电路的输出端,通 常称为雷达侦察系统的前端。
{ P D W i (A O A i,fR F i,t T O A i,P W i,A P i,F i) } i 0 (4―1)
第4章 雷达侦察的信号处理
式中,θAOA为脉冲的到达方位角,fRF为脉冲的载波频 率;tTOA为脉冲前沿的到达时间;τPW为脉冲宽度,AP为脉冲 幅度或脉冲功率;F为脉内调制特征;i是按照时间顺序检 测到的射频脉冲的序号。
第4章 雷达侦察的信号处理
第4章 雷达侦察的信号处理
4.1 概述 4.2 对雷达信号时域参数的测量 4.3 雷达侦察信号的预处理 4.4 对雷达信号的主处理 4.5 数字接收机与数字信号处理
第4章 雷达侦察的信号处理
4.1 概 述
雷达侦察系统是一种利用无源接收和信号处理技 术,对雷达辐射源信号环境进行检测和识别、对雷达信 号和工作参数进行测量和分析,从中得到有用信息的设 备。实现对雷达辐射源信号环境进行侦察的典型过程 如下:
第4章 雷达侦察的信号处理
(2)将雷达侦察系统前端的输出送给侦察系统的信 号处理设备,由信号处理设备根据不同的雷达和雷达信 号特征,对输入的实时PDW信号流进行辐射源分选、参 数估计、辐射源识别、威胁程度判别和作战态势判别 等。信号处理设备的输出结果一般是约定格式的数据 文件,同时供给雷达侦察系统中的显示、存储、记录设 备和有关的其它设备。从雷达侦察系统的信号处理设 备至显示、存储、记录设备等,通常称为雷达侦察系统 的后端。
第4章 雷达侦察的信号处理
电子支援侦察系统(ESM)可分选、识别的雷达辐射源类 型主要是当前战场上对我方具有一定威胁的敌方雷达; 雷达寻的和告警系统(RHAW)可分选、识别的雷达辐射 源类型主要是对我形成直接威胁的火控、近炸、制导 和末制导雷达。
可信度是考核信号处理设备分选、识别结果的质 量指标。
N
T sp
WiTsip
i 1
(4―2)
第4章 雷达侦察的信号处理
对雷达侦察系统信号处理时间的要求也是与侦察系 统的功能和用途密切相关的,在一般情况下。ELINT系统 允许有较长的信号处理时间,甚至可以将实时数据记录下 来,以后再作非实时的信号处理;ESM系统往往需要介入 战场的作战指挥、决策和控制,必须完成信号的实时处理, 要求的信号处理时间较短。RHAW系统必须对各种直接 威胁作出立即的反应,其信号处理的时间更短。
第4章 雷达侦察的信号处理
表4―1 典型雷达侦察系统可测量和估计的辐射 源参数、参数范围和估计精度
第4章 雷达侦察的信号处理Βιβλιοθήκη 第4章 雷达侦察的信号处理
3.信号处理的时间
雷达侦察系统信号处理的时间分为:对指定雷达辐 射源的信号处理时间Tsp和对指定雷达辐射源信号环境
中各雷达辐射源信号的平均处理时间 T s p 。
第4章 雷达侦察的信号处理
对信号处理设备的主要技术要求有:
1.可分选、识别的雷达辐射源类型和可信度
雷达辐射源的类型一般分为信号类型和工作类型。 信号类型是按照雷达发射信号的调制形式进行分类的, 各种典型的雷达信号调制形式如图4―1所示。工作类 型是指雷达的功能、用途、工作体制和工作状态等。 雷达侦察系统所能够分选、识别的雷达辐射源类型主 要取决于侦察系统的功能和用途。通常,电子情报侦察 系统(ELINT)可分选、识别的雷达辐射源类型较多,以 便广泛掌握各种雷达的作战信息;