连续波雷达及信号处理技术探讨

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连续波雷达及信号处理技术探讨

摘要随着社会的进步和科学技术的发展,雷达的信号处理技术也在不断更新升级。近年来连续波雷达的使用在不断增多,因其自身具有发射功率小、隐蔽性强以及抗反辐射导弹等特点,被广泛应用于各种军事以及民用雷达之中。本文就针对连续波雷达进行概述,然后针对其信号处理方面的技术进行探讨,希望能给有关人士以借鉴。

关键词连续波;雷达信号;处理技术

前言

在我们现阶段所有雷达的使用中,主要以连续波和脉冲多普雷体制的雷达数量最多。连续波雷达具有十分明显的特点,发射功率小,抗干扰能力强以及抗反辐射导弹能力强,有了这些特点,就会使得连续波雷达不仅具有很大的作用距离,而且信号不容易被截获和干扰。不仅如此,连续波雷达还具有体积小、重量轻以及高机动性灯优势,明显的增强雷达的使用范围,也能够更好地适应各种不良环境。就现阶段而言,连续波雷达一般是用于直升机载预警、地面战场侦察以及炮瞄装备上,当然,民用方面的应用也很广泛,这里就不一一赘述了。

1 连续波雷达的定义和特点

所谓连续波雷达,顾名思义,就是可以对电磁波进行连续发射,然后根据信号发射形式的差异其分为两大类,分别是非调质单频与调频这两种。连续波雷达出现的非常早,早在1924年,英国就可是对连续波调频测距等方面进行细致的分析,然后对相关的电离层进行观测。但是在应用方面,连续波雷达最早被用于二战中,当时主要承担着飞机侦察以及对面观测这两方面的任务。但是在当时大规模使用后,发现雷达经常会出现手法隔离的情况,导致工作效果很不理想,然后又通过大量的研究,最终通过收发开关的出现解决了这个问题。随着科技不断发展,现在已经可以仅通过一天线就可以实现对信号的接收和发送,并且具有好的效果。

在连续波雷达的整个使用过程中,不需要高压的输入,也不需要点火,整个过程是通过多元化的方式进行信号的调制,大大增强了信号的稳定性以及雷达的信号处理能力。因此,在相同条件下,连续波雷达无疑受到更多的青睐,在世界上都得到了广泛的应用。而且,连续波雷达还具有体积小、重量轻、线体传输损耗低、使用方便等特点,这些特点使得连续波雷达的接收机可以使用较窄的宽带脉冲,有效了解决了杂波出现的问题,大大提高了雷达的抗干扰能力。连续波雷达对速度以及距离进行测量的过程中,具有十分高的精准度,而且几乎不受外因的干扰,具有十分优越的性能。连续波雷达的特点如下:

首先是运行频率低。运行频率低的这个特点,使得这种雷达广泛应用于军事中,对于侦察工作十分有利。而且在对信号进行接收以后,可以用连续波雷达对

信号进行处理,这样能够大大提高功效效率,推进侦察的速度,保证各种频率符合要求。同时,还可以通过伪随机码调相的方式对连续波雷达进行处理,这样做的好处在于能够明显提高其抗干扰性,有利于更好地进行反侦察工作,符合了军事以及民用发展方面的需求。

然后就是连续波雷达的接收机宽带很窄。这样的话即使在有较多杂波的情况下,依旧可以保证雷达的正常工作,使得雷达的抗干扰能力大大提升。而且即使被电磁干扰,受到的干扰也是非常小的,依旧可以满足对于侦察、处理方面的需求。

最后就是连续波雷达可以对小目标进行检测。通过使用连续波雷达设备,能够提升发射机的效率,增加天线的接收能力,同时也能明显的降低噪声。而且还可以一定程度上的降低微波损耗的问题,这样的话能对目标进行更加精确的侦察,尤其是对于隐身的目标,效果非常好。通过对连续波雷达的合理使用,还能够有效提升信号处理的效果[1]。

2 连续波雷达的工作原理

想要连续波雷达正常的运行,对于其工作原理必须要有所了解。对于连续性雷达而言,其发射的是三角调频的连续信号,这就要求雷达的载频设备需要在f0以上,这时候,一般将频宽记做A,将调频间隔设置为C.然后在对信号频率的计算时,需要明确其相应的原理,对其中的重要内容进行细致分析后再進行计算,这样能够有效保证分析的准确性,此外,在信号处理时,对于雷达的接收信号和发射信号都应该进行考虑,然后进行科学、合理的计算。在一个调频周期内,我们常用的计算公式是up(t)=A0cos[2π(fOt+μt2/2)+O,up],f0、A0、0、up 分别表示发射信号的频率、幅度和初始相位,其中的调制斜率是通过μ=B/T计算得到的。通过这个式子最后得到的就是雷达的调制频率差。

3 连续波雷达的信号处理

在整个连续波雷达的信号处理系统中,主要就是I和Q2这两个支路。这两个支路的作用非常大,承担着消除杂波、FFT以及匹配滤波等任务。

在雷达进行信号的发射之前,一般需要先经过脉冲调制器进行调制以后才进行信号的发射。在这个调制的过程会出现一个占空比为0.5的高稳定射频信号。这个信号通过目标反射后会出现回波,这个回波需要用天线进行接收后再经过T/R转换器,最后将信号传入到接收机。接收机接收以后再通过相应的电路将信号传走,最终信号到达的位置是信号处理系统输入端。到达处理端以后,会先对接收的信号进行A/D转换,然后将保持中频相位的信号输入杂波对消器。这个机器的作用就是消除杂波,消减杂波对正常信号的干扰。同时这个机器还会对信号实行伪码解扩行为,最后是在一定程度上对信号实行多普勒失谐的补偿。经过这样的处理以后,信号的频谱会明显的变窄,这时候就可以得到近似正弦的一个周期断续的信号。然后再经过最大熵外推这个过程对最大熵进行前后向的预测外推。通过这一系列的处理,最终会将接收到的断续信号变成连续波,这样就可以

信号传递的信息进行解读,同时也可以完美的避免间断信号中的加窗影响。

4 结束语

通过上述对连续波雷达的分析以及其对信号处理的探讨,不难看出连续波雷达的巨大优势。因此,我们应该明确今后的研究方向,不断进行深入探究,使连续型雷达得到更加充分和广泛的应用。同时,我们也应该重视这方面人才的培养,培养一批领域的专业人才,这样才能使雷达得到更好的应用和发展。

参考文献

[1] 刘国岁,孙光民.连续波雷达及其信号处理技术[J].现代雷达,1995,17(6):20-36.

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