第4章雷达侦察的信号处理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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;
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
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。
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。
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
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பைடு நூலகம்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。
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。
{ 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
(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
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
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
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;
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
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。
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。
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
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பைடு நூலகம்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。
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。
{ 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
(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
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 。