先进雷达技术综述

先进雷达技术综述

李煜卉

摘要：雷达技术可分为雷达信号处理技术和雷达数据处理技术，随着雷达技术的高速发展，信号和数据处理的技术也越加成熟和先进。本文将在信号和数据处理方面对现今先进的雷达技术进行一个简单的介绍，并加以综述，还会略有涉及其在某些领域的重要应用。

关键词：相干信号的杂波抑制技术雷达抗电子干扰技术空时二维信号处理技术雷达自动检测及点迹凝聚技术相控阵雷达的跟踪技术帧间滤波技术

Advanced radar technology

Y uhui li

Abstract: radar technology can be divided for radar signal processing and radar data processing technology, with the development of radar technology high speed development, signal and data processing technology is more mature and advanced. This paper will be in the signal and data processing aspects of the current advanced radar technology for a simple presentation, and reviewed, but slightly related in some important field of application.

Key words: coherent signal clutter suppression technology

Radar anti jamming technology Radar signal processing system

Trace formation and condensation technology Phased array radar beam scheduling and tracking technology Radar data processing system design technology

㈠雷达信号处理技术

Ⅰ相干信号的杂波抑制技术

⑴应用背景：随着雷达技术的应用日益广泛，应用场合与要求完成的任务也愈加复杂，例如要求雷达能在强杂波背景下发现低空飞行的飞机、导弹或潜水艇的潜望镜，使得微弱信号检测和抑制杂波的问题变得更加突出，于是，如何改善抑制杂波的技术成为研究热点。

⑵基本原理：与传统的MTI滤波器系统相比，采用数字信号处理的脉冲多普勒雷达中，用低旁瓣窄带滤波器组即FFT取代MTI滤波器。它可以将滤波器设计的正确匹配于信号频谱中的线宽，实现对动目标的匹配滤波和频谱分离，提取落入不同滤波器的动目标谱线。不仅抑制杂波和固定目标，而且实现了对速度的测量和分辨，有效地改善了信噪比和信杂比。

⑶杂波特性：

①杂波的回波功率

根据雷达方程，杂波的回波功率P

为：（1）

ic

（1）式中，Pi是发射机功率，G是天线功率增益，λ是工作波长，L

是雷达系统总耗。将雷达信号与杂波功率以S/C表示，对于给定雷达，Pi, G,λ, L一定，则：（2）（2）式中，Pis和Pic分别是雷达接收到的目标信号和杂波回波功率，是目标雷达截面积，从上式可以明显看出，信号与杂波回波功率之

比等于目标雷达截面积与杂波的平均截面积之比。

②杂波改善因子：

杂波抑制能力用改善因子I来表示。改善因子的定义是，杂波滤波器输出信杂比除以输入信杂比，则（3）

假设被检测目标的雷达截面积为0.1m2，

目标距离8km，检测概率95%，虚警概

率10-6，理论上要求雷达应具有的杂波

改善因子见右表。

⑷运用的算法：

在FFT技术中，为使杂波的滤波器响应是它的热噪声，通常采用汉宁窗函数加权技术来降低旁瓣电平。

汉宁窗的频谱函数为：（4）（4）式中，D(f )是狄里赫利，N是样本点数，易得，频谱函数仅有三个数据点不为0，频谱图如下图。

汉宁窗函数的第一旁瓣约为-32dB，第二旁瓣约为-43dB，旁瓣下降速率为每倍频程18dB，到第四旁瓣已经达到-53dB，因而对远离谱线的频域抑制能力较强。

Ⅱ雷达抗电子干扰技术

⑴应用背景：近年来，由于电子对抗技术的不断进步，干扰与抗干扰之间的斗争也日益激烈，抗干扰技术的研究也日益增长。面对复杂的电子干扰环境，雷达必须提高其抗干扰能力才能在现代战争中生存，发挥其正常效能，为战局带来积极影响。

⑵基本原理：雷达面临的电子干扰可分为天然无线电干扰和人为无线电干扰。人为无线电干扰的详细分为如下：

雷达抗干扰措施可分为(1)技术抗干扰措施(2)战术抗干扰措施。技术抗干扰措施又分为两类，一类是是干扰不进入或少进入雷达接收机中，另一类是当干扰进入接收机后，利用目标回波和干扰的各自特性，从干扰背景中提取目标信息。这些技术措施都主要针对雷达的主要分系统如天线，发射机，接收机，信号处理机等。

⑶与信号处理有关的抗干扰技术：

①信号选择法：基于信号的已知参数(脉宽、脉冲重复频率、幅度、相位、频率等)区分干扰信号。

⒈幅度选择: 根据雷达接收机输入端有用信号和干扰信号强度的不同，从干扰背景中分离出有用信号。必要时还可采用下限幅器、脉冲电平选择器作为辅助。

⒉时间选择：在干扰背景下，脉冲信号的选择以待选脉冲与干扰脉冲之间的相位、脉冲重复频率或脉宽不同为基础。如脉宽选择电路，只让脉宽处于事先确定范围的信号通过。

⒊频率选择：以有用信号和干扰信号的频谱不同为判别根据。如多普勒滤波器组是覆盖预期的目标多普勒频移范围的一组邻接的窄带滤波器。当频移不同时，目标将落入不同的窄带滤波器，故而起到了实现速度分辨和精确测量的作用。

⒋相位选择：考虑所接收的有用信号和无线电干扰信号相位—频率特性的差别，用相位自动频率微调系统来实现。它可以完全抑制与基准信号相位正交的干扰，减小宽带噪声干扰在输出端的功率。

②抗欺骗性干扰：

⒈1距离欺骗干扰：干扰机针对雷达接受机距离跟踪系统施放的一种有源干扰，目标携带的干扰机以距离欺骗的方式诱使雷达错误的跟踪干扰信号，并最终使目标丢失。