現(xiàn)代雷達(dá)信號處理技術(shù)及發(fā)展趨勢

1、現(xiàn)代雷達(dá)信號處理技術(shù)及發(fā)展趨勢摘要：自二戰(zhàn)以來，雷達(dá)就廣泛應(yīng)用于地對空、空中搜索、空中攔截、敵我識別等領(lǐng)域，后又發(fā)展了脈沖多普勒信號處理、結(jié)合計(jì)算機(jī)的自動火控系統(tǒng)、多目標(biāo)探測與跟蹤等新的雷達(dá)體制。隨著科技的不斷進(jìn)步，雷達(dá)技術(shù)也在不斷發(fā)展，現(xiàn)代雷達(dá)已經(jīng)具備了多種功能，如反隱身、反干擾、反輻射、反低空突防等能力，尤其是在復(fù)雜的工作環(huán)境中提取目標(biāo)信息的能力不斷得到加強(qiáng)。例如，利用雷達(dá)系統(tǒng)中的信號處理技術(shù)對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理不僅可以實(shí)現(xiàn)高精度的目標(biāo)定位與跟蹤, 還能夠在目標(biāo)識別和目標(biāo)成像、電子對抗、制導(dǎo)等功能方面進(jìn)行拓展, 實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的一體化。一、 雷達(dá)的起源及應(yīng)用雷達(dá)，是英文Radar的音譯，源于r

2、adio detection and ranging的縮寫，意思為"無線電探測和測距"，即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定它們的空間位置。因此，雷達(dá)也被稱為“無線電定位”。雷達(dá)是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)發(fā)射電磁波對目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。雷達(dá)最為一種重要的電磁傳感器，在國防和國民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用廣泛，最大特點(diǎn)是全天時、全天候工作。雷達(dá)由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號處理機(jī)、終端顯示等部分組成。雷達(dá)的出現(xiàn)，是由于二戰(zhàn)期間當(dāng)時英國和德國交戰(zhàn)時，英國急需一種能探測空中金屬物體的雷達(dá)（技術(shù)）能在反空襲戰(zhàn)中幫助

3、搜尋德國飛機(jī)。二戰(zhàn)期間，雷達(dá)就已經(jīng)出現(xiàn)了地對空、空對地（搜索）轟炸、空對空（截?fù)簦┗鹂?、敵我識別功能的雷達(dá)技術(shù)。二戰(zhàn)以后，雷達(dá)發(fā)展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結(jié)合敵我識別的組合系統(tǒng)、結(jié)合計(jì)算機(jī)的自動火控系統(tǒng)、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相位陣列、頻率捷變、多目標(biāo)探測與跟蹤等新的雷達(dá)體制。后來隨著微電子等各個領(lǐng)域科學(xué)進(jìn)步，雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)涵和研究內(nèi)容都在不斷地拓展。雷達(dá)的探測手段已經(jīng)由從前的只有雷達(dá)一種探測器發(fā)展到了紅外光、紫外光、激光以及其他光學(xué)探測手段融合協(xié)作。還有一種精神感應(yīng)雷達(dá)，該雷達(dá)能夠?qū)θ祟愒谀X電波起反應(yīng)，對人體的生命跡象進(jìn)行感知。

4、當(dāng)代雷達(dá)的同時多功能的能力使得戰(zhàn)場指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對目標(biāo)進(jìn)行掃描，并對干擾誤差進(jìn)行自動修正，而且大多數(shù)的控制功能是在系統(tǒng)內(nèi)部完成的。自動目標(biāo)識別則可使武器系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮作用，空中預(yù)警機(jī)和JSTARS這樣的具有戰(zhàn)場敵我識別能力的綜合雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)際上已經(jīng)成為了未來戰(zhàn)場上的信息指揮中心。雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是白天黑夜均能探測遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點(diǎn)，并有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，而且廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展(如氣象預(yù)報、資源探測、環(huán)境監(jiān)測等)和科學(xué)研究(天體研究、大氣物理、電離層結(jié)構(gòu)研究等)。星載和機(jī)載合成孔徑雷達(dá)已經(jīng)成為

5、當(dāng)今遙感中十分重要的傳感器。以地面為目標(biāo)的雷達(dá)可以探測地面的精確形狀。其空間分辨力可達(dá)幾米到幾十米，且與距離無關(guān)。雷達(dá)在洪水監(jiān)測、海冰監(jiān)測、土壤濕度調(diào)查、森林資源清查、地質(zhì)調(diào)查等方面也顯示出了很好的應(yīng)用潛力。二、 雷達(dá)信號處理技術(shù)信號處理是雷達(dá)完成信號檢索和信息提取功能所采取的實(shí)施手段，是現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的核心研究內(nèi)容之一。在實(shí)際應(yīng)用中，利用雷達(dá)系統(tǒng)中的信號處理技術(shù)對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不僅可以實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)的目標(biāo)定位和目標(biāo)跟蹤，還能夠?qū)⒛繕?biāo)識別、目標(biāo)成像、精確制導(dǎo)、電子對抗等功能進(jìn)行拓展，實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的一體化，從而為后續(xù)軍事行動的實(shí)施提供技術(shù)上的支持。雷達(dá)信號處理主要集中在通信和電子對抗兩方面。在通信

6、方面，雷達(dá)信號處理需要通過調(diào)制、編碼等技術(shù)對通信信號進(jìn)行處理，以提升無線信號的可靠性，和隨機(jī)性，降低其被識別的概率，增強(qiáng)其抗噪聲、抗干擾以及抗衰落等性能，保證信號可被準(zhǔn)確識別和處理。在電子對抗方面，雷達(dá)信號處理需要利用其前端設(shè)備輸出的脈沖信號流進(jìn)行信號識別、參數(shù)估值以及信源識別，獲取雷達(dá)系統(tǒng)關(guān)注的信號時候別結(jié)果為后續(xù)其他設(shè)備和作戰(zhàn)計(jì)劃的應(yīng)用提供支持。1、雷達(dá)信號處理內(nèi)容雷達(dá)信號處理是雷達(dá)系統(tǒng)的主要組成部分。信號處理消除不需要的雜波，通過所需要的目標(biāo)信號，并提取目標(biāo)信息。內(nèi)容包括雷達(dá)信號處理的幾個主要部分：正交采樣、脈沖壓縮、MTD和恒虛警檢測。正交采樣是信號處理的第一步，擔(dān)負(fù)著為后續(xù)處理提供高

7、質(zhì)量數(shù)據(jù)的任務(wù)。采樣的速率和精度是需要考慮的首要問題，采樣系統(tǒng)引起的失真應(yīng)當(dāng)被限定在后續(xù)信號處理任務(wù)所要求的誤差范圍內(nèi)，直接中頻數(shù)字正交采樣是當(dāng)代雷達(dá)的主要技術(shù)之一。脈沖壓縮技術(shù)在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。脈沖壓縮雷達(dá)既能保持窄脈沖雷達(dá)的高距離分辨力，又能獲得脈沖雷達(dá)的高檢測力，并且抗干擾能力強(qiáng)。現(xiàn)在，脈沖壓縮雷達(dá)使用的波形正在從單一的線性調(diào)頻發(fā)展到時間、頻率、編碼混合調(diào)制，在盡可能不增加整機(jī)復(fù)雜度的條件下實(shí)現(xiàn)雷達(dá)性能的提升。雜波抑制是雷達(dá)需要具備的重要功能之一。動目標(biāo)指示與檢測是通過回波多普勒頻移的不同來區(qū)分動目標(biāo)和固定目標(biāo)，通過設(shè)計(jì)合理的濾波器（組），就可以把目標(biāo)號和雜波分開。一個完

8、備的雜波抑制系統(tǒng)MTD、雜波圖、CFAR檢測等技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)從雜波和噪聲環(huán)境中檢測目標(biāo)任務(wù)。2、雷達(dá)信號處理關(guān)鍵技術(shù) 目標(biāo)識別技術(shù)雷達(dá)目標(biāo)識別（RTRRadar Target Recognition）是指利用雷達(dá)對單個目標(biāo)或目標(biāo)群進(jìn)行探測，對所獲取的信息進(jìn)行分析，從而確定目標(biāo)的種類、型號等屬性的技術(shù)。1958年，D.K.Barton（美國）通過精密跟蹤雷達(dá)回波信號分析出前蘇聯(lián)人造衛(wèi)星的外形和簡單結(jié)構(gòu)，如果將它作為RTR研究的起點(diǎn)，RTR至今已走過了四十多年的歷程。目前，經(jīng)過國內(nèi)外同行的不懈努力，應(yīng)該說RTR已經(jīng)在目標(biāo)特征信號的分析和測量、雷達(dá)目標(biāo)成像與特征抽取、特征空間變換、目標(biāo)模式分類

9、、目標(biāo)識別算法的實(shí)現(xiàn)技術(shù)等眾多領(lǐng)域都取得了不同程度的突破，這些成果的取得使人們有理由相信RTR是未來新體制雷達(dá)的一項(xiàng)必備功能。目前，RTR技術(shù)已成功應(yīng)用于星載或機(jī)載合成孔徑雷達(dá)（SARSynthetic Aperture Radar）地面?zhèn)刹臁⒑撩撞ɡ走_(dá)精確制導(dǎo)等方面。但是，RTR還遠(yuǎn)未形成完整的理論體系，現(xiàn)有的RTR系統(tǒng)在功能上都存在一定的局限性，其主要原因是由于目標(biāo)類型和雷達(dá)體制的多樣化以及所處環(huán)境的極端復(fù)雜性?，F(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)不僅能夠?qū)b遠(yuǎn)的目標(biāo)進(jìn)行探測和定位，還能夠完成對目標(biāo)的分類和識別，這就是雷達(dá)目標(biāo)識別技術(shù)。這種技術(shù)是利用雷達(dá)和計(jì)算機(jī)對遙遠(yuǎn)目標(biāo)進(jìn)行辨認(rèn)，首先會對回波當(dāng)中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分

10、析，包括頻譜和幅度等指標(biāo)的特點(diǎn)，在分析之后，采用數(shù)學(xué)當(dāng)中的多維空間算法，對目標(biāo)的各項(xiàng)物理特征參數(shù)進(jìn)行確定，并且在此基礎(chǔ)上，綜合各項(xiàng)函數(shù)，最終做出識別判決。雷達(dá)的主要功能是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)和測量目標(biāo)坐標(biāo)和運(yùn)動參數(shù)。但是，對于火力控制（火炮、導(dǎo)彈）和指揮決策來說，了解目標(biāo)的性質(zhì)也是十分重要的。目標(biāo)識別是指判斷目標(biāo)是什么類型的目標(biāo)，如區(qū)分飛機(jī)是轟炸機(jī)，還是戰(zhàn)斗機(jī)；區(qū)分車輛是履帶車輛還是輪式車輛；指出飛機(jī)和軍艦的型號；從眾多假目標(biāo)中識別真目標(biāo)；以及從SAR圖像中識別機(jī)場、港口、交通樞紐等。 抗電子干擾技術(shù)雷達(dá)系統(tǒng)使用的是無線電磁波信號，而無線電磁波容易受到空間電磁環(huán)境以及防雷達(dá)偵察偽裝技術(shù)的干擾和威脅，如設(shè)置

11、防雷達(dá)偽裝網(wǎng)，產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，掩蓋真實(shí)目標(biāo)，就會影響雷達(dá)的實(shí)際探測效果。因此，現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)在應(yīng)用時必須要解決電子干擾問題，可以利用無源雷達(dá)探測，減少雷達(dá)本身的電磁輻射屬性，提升自身的隱蔽性和系統(tǒng)的生存能力?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中雷達(dá)面臨著各種威脅和挑戰(zhàn)，如電子干擾、反輻射導(dǎo)彈、低空突防和隱身目標(biāo)等，直接影響著雷達(dá)的探測性能，甚至威脅到雷達(dá)的生存。這些威脅中電子干擾是現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的主要威脅，而且很難找到徹底的解決辦法。現(xiàn)代雷達(dá)雖然采取了許多先進(jìn)措施來對抗電子干擾、隱身技術(shù)、反輻射導(dǎo)彈攻擊、低空和超低空突防四大威脅，但仍然沒有解決這個問題。與有源探測系統(tǒng)相比，無源雷達(dá)探測系統(tǒng)具有隱蔽性高、提取目標(biāo)屬性信息等多種

12、優(yōu)點(diǎn)，且無源雷達(dá)本身不輻射電磁波，不易被敵方電子偵察系統(tǒng)探測到，從而具有抗干擾、抗反輻射導(dǎo)彈攻擊等潛在的優(yōu)勢，因而系統(tǒng)的生存能力較強(qiáng)。 與天線有關(guān)的抗干擾技術(shù)雷達(dá)通過天線發(fā)射和接收目標(biāo)信號，但同時可能接收到干擾信號，可以通過在天線上采取某些措施盡量減少干擾信號進(jìn)入接收機(jī)。如提高天線增益，可提高雷達(dá)接收信號的信干比；控制天線波束的覆蓋與掃描區(qū)域可以減少雷達(dá)照射干擾機(jī)；采用窄波束天線不僅可以獲得高的天線增益，還能增大雷達(dá)的自衛(wèi)距離、提高能量密度，還可以減少地面反射的影響，減小多徑的誤差，提高跟蹤精度；采用低旁瓣天線可以將干擾限制在主瓣區(qū)間，還可以測定干擾機(jī)的角度信息，并能利用多站交叉定位技術(shù)，測得

13、干擾機(jī)的距離信息；為了消除從旁瓣進(jìn)入的干擾，還可以采取旁瓣消隱和旁瓣對消技術(shù)；當(dāng)采用陣列接收天線時，可通過調(diào)整各個陣列單元信號的幅度與相位，在多個干擾方向上構(gòu)成天線波瓣的零點(diǎn)，從而減少接收干擾信號的強(qiáng)度。從電波與天線理論可知：接收天線能很好地接收與其極化方式相同的電磁能量，若極化方式不同，則會引起很大衰減。因此在設(shè)計(jì)天線時，采用變極化技術(shù)，使極化形式和目標(biāo)信號匹配而與干擾信號失配，就能減少對干擾信號的接收。另外還可采用旋轉(zhuǎn)極化對消、視頻極化對消技術(shù)等。 與發(fā)射機(jī)有關(guān)的抗干擾技術(shù)對付噪聲干擾的最直接辦法是增大雷達(dá)發(fā)射機(jī)功率，結(jié)合高增益天線可以使雷達(dá)獲得更大的探測距離，但該方法對箔條、誘餌、轉(zhuǎn)發(fā)器

14、和欺騙式應(yīng)答干擾等無效。對此，更有效的方法是使用復(fù)雜的、變化的、不同的發(fā)射信號，讓電子支援（ESM）和電子干擾承受最大的負(fù)擔(dān)。根據(jù)方法的不同可分為跳頻法、頻率分集或?qū)捤矔r帶寬信號。如果頻率能在較寬的范圍內(nèi)隨機(jī)跳變，使雷達(dá)不斷跳到不受干擾的頻率上工作，它的抗干擾能力就能得到增強(qiáng)。常用的方法有固定跳頻和頻率捷變，由于頻率捷變信號的跳頻速度很快（可達(dá)微秒數(shù)量級），因此它能使瞄準(zhǔn)式雜波干擾機(jī)很難截獲或跟蹤雷達(dá)。對于阻塞式干擾機(jī)，由于很難以足夠的功率覆蓋整個雷達(dá)的跳頻帶寬，干擾效果有限。在雷達(dá)發(fā)射機(jī)平均功率相同的條件下，寬帶頻率捷變雷達(dá)是目前抗雜波干擾的較好體制。另外，開辟新頻段，讓雷達(dá)工作于更低或更高

15、的頻段上，散布范圍盡量大；還可以使雷達(dá)突然在敵干擾頻段的空隙中工作，使敵方不易干擾。 與接收機(jī)有關(guān)的抗干擾技術(shù)當(dāng)雷達(dá)遭遇強(qiáng)大干擾時，強(qiáng)干擾信號與目標(biāo)回波信號一同進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)，使其超出正常的動態(tài)范圍，工作狀態(tài)進(jìn)入飽和狀態(tài)，這稱為過載現(xiàn)象。一旦接收機(jī)出現(xiàn)過載，雷達(dá)就處于盲視狀態(tài)，失去監(jiān)視目標(biāo)的作用，所有的反干擾措施也都失去意義。因此，抗飽和過載是雷達(dá)抗干擾的一條重要措施。雷達(dá)常采用的抗飽和過載技術(shù)有寬動態(tài)范圍接收機(jī)（如對數(shù)接收機(jī)、線性-對數(shù)接收機(jī)）、瞬時自動增益控制電路、“寬-限-窄”電路、檢波延遲控制電路、快速時間常數(shù)電路、近程增益控制電路、微波抗飽和電路等?！皩?限-窄”抗寬帶噪聲調(diào)頻干擾系

16、統(tǒng)包括：寬帶放大器、限幅器和窄帶放大器，綜合利用了頻域和時域抗干擾原理，多次“整削”寬帶噪聲調(diào)頻干擾的能量，同時又充分保護(hù)目標(biāo)回波信號能量不受損失，可極大地改善系統(tǒng)信干比，從而極大地降低雷達(dá)虛警概率、提高發(fā)現(xiàn)概率，因而是抗寬帶噪聲調(diào)頻干擾的一種有效抗干擾技術(shù)。 與信號處理有關(guān)的抗干擾技術(shù)信號選擇法信號選擇法，是基于信號的已知參數(shù)（脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、幅度、頻率、相位等）區(qū)分干擾信號，可分為幅度選擇、時間選擇、頻率選擇、相位選擇等。幅度選擇：根據(jù)雷達(dá)接收機(jī)輸入端有用信號和干擾信號強(qiáng)度的不同，從干擾背景中分離出有用信號。當(dāng)有用信號幅度大大超過干擾幅度時，可采用下限幅器，其輸出僅在輸入電壓超過限

17、幅電平時才出現(xiàn)。在脈沖雷達(dá)系統(tǒng)中，除了下限幅器外，還可以采用脈沖電平選擇器，它可以除去振幅超過有用信號的干擾脈沖。時間選擇：在干擾背景下，脈沖信號的時間選擇是以待選脈沖與干擾脈沖之間的時間位置（相位）、脈沖重復(fù)頻率或脈沖寬度不同為基礎(chǔ)的。在自動距離跟蹤系統(tǒng)中，距離門選通電路就是根據(jù)脈沖位置的時間選擇，它只允許預(yù)測距離門附近的信號通過，這不僅減小了信號處理量，而且消除了其他位置的噪聲、干擾信號。脈沖重復(fù)頻率鑒別電路是將接收機(jī)接收到的脈沖信號與基準(zhǔn)脈沖比較，只有在時間上與基準(zhǔn)脈沖信號重合的脈沖才能通過。脈寬選擇電路，只讓脈沖寬度處于事先確定范圍內(nèi)（大于、小于或等于給定值）的脈沖信號通過。脈沖重頻鑒

18、別電路與脈寬選擇電路對抑制相干脈沖很有用。頻率選擇：頻率選擇是以有用信號和干擾信號的頻譜不同為基礎(chǔ)的。如多普勒濾波器組是覆蓋預(yù)期的目標(biāo)多普勒頻移范圍的一組鄰接的窄帶濾波器。當(dāng)目標(biāo)相對于雷達(dá)的徑向速度不同，即多普勒頻移不同時，它將落入不同的窄帶濾波器。因此，窄帶多普勒濾波器組起到了實(shí)現(xiàn)速度分辨和精確測量的作用。另外，窄帶多普勒濾波器組濾除了多普勒頻帶外的干擾信號，它是PD雷達(dá)中不可缺少的組成部分。相位選擇：相位選擇時，必須考慮所接收的有用信號和無線電干擾信號相位-頻率特性的差別。這種選擇是用相位自動頻率微調(diào)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，它可以完全抑制與基準(zhǔn)信號相位正交的干擾，并且可以大大減小寬帶噪聲干擾在接收機(jī)

19、輸出端的功率。在相位選擇時，寬帶噪聲干擾影響的削弱，是由于噪聲干擾中包含有相位與基準(zhǔn)信號相同和正交的分量?？蛊垓_性干擾當(dāng)雷達(dá)遭遇欺騙干擾時，雷達(dá)接收機(jī)應(yīng)當(dāng)采取特殊的抗干擾措施。對抗距離欺騙干擾時，常用記憶波門法、幅度鑒別、用速度代替距離變化率法、重頻捷變以及脈沖前沿跟蹤法；對抗速度欺騙干擾時，也有記憶波門法、用距離變化率代替速度法、變發(fā)射脈沖周期法；對抗角度欺騙干擾則可采用隱蔽錐掃體制、單脈沖測角體制。脈沖前沿跟蹤是利用雷達(dá)目標(biāo)回波脈沖信號的前沿信息，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤（通常指的是距離跟蹤）。為了保護(hù)運(yùn)動平臺本身，如飛機(jī)，在運(yùn)動平臺上載有自衛(wèi)用的回答式干擾機(jī)施放的自衛(wèi)干擾脈沖與平臺本身的雷達(dá)回波

20、脈沖大部分重疊，而由于回答式干擾機(jī)在接收到雷達(dá)探測脈沖（此時已開始出現(xiàn)回波脈沖）到發(fā)射回答式干擾脈沖時不可避免的機(jī)內(nèi)延遲（大約為50200ns）的存在，不能完全掩蓋回波脈沖形成的回波脈沖前沿暴露。所謂脈沖前沿跟蹤，就是利用這一暴露于回答式干擾脈沖之前的回波脈沖前沿實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)距離跟蹤，從而對抗距離回答式干擾的。常見信號處理方法在抗干擾方面的作用積累：用積累技術(shù)抗噪聲干擾的原理，是充分利用信號和噪聲之間在時間特性和相位特性上的區(qū)別，來完成在噪聲背景中對信號的檢測。相參積累同時利用了信號的幅度和相位信息，信噪比提高較多。理想的相參積累，信噪比可以提高N倍（N為積累的脈沖數(shù)），但技術(shù)上實(shí)現(xiàn)比較困難。非

21、相參積累只利用了信號的幅度信息，而完全損失了相位信息，因此效果比相參積累差些。相關(guān)：相關(guān)是搜索、跟蹤、制導(dǎo)或引信系統(tǒng)處在惡劣工作環(huán)境時采用的一種檢測處理技術(shù)。它的依據(jù)是：收到的數(shù)據(jù)和它經(jīng)過一定延遲以后的數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或相關(guān)性（自相關(guān)），收到的數(shù)據(jù)與本機(jī)參考數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或相關(guān)性（互相關(guān)），以及信號的其他任意組合之間的聯(lián)系或相關(guān)性。其目的在于改善受干擾的雷達(dá)系統(tǒng)正常工作的能力，或開發(fā)利用自然干擾和敵方輻射信號的資源。恒虛警處理（CFAR）：現(xiàn)代雷達(dá)廣泛采用恒虛警處理，其主要功能就是對云雨、氣象雜波、地（海）雜波進(jìn)行歸一化處理，以提高雷達(dá)在各種干擾情況下的檢測能力。雷達(dá)采用恒虛警處理，特別是采用兩

22、道門限處理的方案，具有抗強(qiáng)噪聲干擾、改善雷達(dá)顯示背景和提高雷達(dá)信號處理的能力。動目標(biāo)顯示（MTI）：MTI是多普勒處理的一種類型，它可以在固定雜波中檢測出動目標(biāo)，其基本原理是利用目標(biāo)和雜波的相對徑向移動而產(chǎn)生的不同多普勒頻率來濾除雜波。干擾源尋的（HOJ）：用于導(dǎo)彈制導(dǎo)接收機(jī)的抗干擾技術(shù)，它把由目標(biāo)發(fā)出的干擾信號作為制導(dǎo)信號，也稱為被動跟蹤干擾源。采用干擾源尋的方式使敵方不敢輕易施放干擾，是一種最積極的抗干擾方式。被動測距：常用的被動測距方法有角速度測距、一部雷達(dá)或同其他雷達(dá)配合的三角測距方法、根據(jù)接收的回波信號強(qiáng)度增加的速率隨21R（R為目標(biāo)距離）變化測距等。除了上述的技術(shù)抗干擾措施，在實(shí)戰(zhàn)

23、中采用數(shù)字信號處理電路，能夠靈活選擇和改變參數(shù)，可以提高雷達(dá)的可靠性，減輕重量、縮小體積、降低成本。采用新體制雷達(dá)，如頻率捷變雷達(dá)、噪聲雷達(dá)、無源雷達(dá)、紅外雷達(dá)、激光雷達(dá)等，也是抗干擾的有效措施。 信號處理技術(shù)隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是數(shù)字信號處理技術(shù)、超大規(guī)模集成數(shù)字電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的告訴發(fā)展，現(xiàn)代雷達(dá)信號處理技術(shù)正在向著算法更先進(jìn)、更快速、處理容量更大和算法硬件化方向飛速發(fā)展，可以對目標(biāo)回波與各種干擾、噪聲的混疊信號進(jìn)行有效的加工處理，最大程度低剔除無用信號，而且在一定的條件下，保證以最大發(fā)現(xiàn)概率發(fā)現(xiàn)目標(biāo)和提取目標(biāo)的有用信息。雷達(dá)信號處理的功能大致可以分為如下三類：（

24、1）信號產(chǎn)生：包括調(diào)制、上變頻、倍頻、合成、放大和波束形成；（2）信號提?。喊ń庹{(diào)、下變頻、分頻、濾波、監(jiān)測和成像；（3）信號變換：包括頻率變換、A/D變換、相關(guān)、放大及延時。 脈沖壓縮技術(shù)雷達(dá)裝置脈沖壓縮技術(shù)后，采取編碼形式發(fā)射寬脈沖信號，并在接收器中經(jīng)過匹配濾波器對回波進(jìn)行處理，從而輸出窄脈沖信號。脈沖壓縮技術(shù)可以獲得較大的時寬帶寬信號，使雷達(dá)同時具有作用距離遠(yuǎn)、高測距、高測速精度和好的距離、速度分辨率的優(yōu)點(diǎn)。同時，在密集的有源電磁環(huán)境中，雷達(dá)之間的相互干擾會成為嚴(yán)重的問題。采用脈沖壓縮技術(shù)的雷達(dá)發(fā)射端可以采用不同的調(diào)制波形，接收端采用不同的匹配濾波器，從而減少了雷達(dá)之間的相互干擾。雷達(dá)

25、脈沖壓縮技術(shù)在今后的應(yīng)用中有著更為廣泛的前景。它是提高現(xiàn)代雷達(dá)在未來戰(zhàn)爭中競爭力的重要手段之一，在整個雷達(dá)系統(tǒng)中，發(fā)揮著及其重要的作用，同時，脈沖壓縮技術(shù)也是現(xiàn)代雷達(dá)信號處理技術(shù)的重要發(fā)展方向。雷達(dá)是通過對回波信號做一些相應(yīng)的處理來識別復(fù)雜回波中的有用信息的。因此，波形設(shè)計(jì)有著相當(dāng)重要的作用，不同的波形將影響雷達(dá)發(fā)射機(jī)形式的選擇、信號處理方式、雷達(dá)的作用距離及抗干擾、抗截獲等很多重要問題?，F(xiàn)代雷達(dá)為了提高雷達(dá)發(fā)射機(jī)平均功率，往往采取了時寬很寬的發(fā)射脈沖，脈寬甚至達(dá)到了若干毫秒。由雷達(dá)的模糊函數(shù)的概念可知，雷達(dá)的距離分辨率和發(fā)射信號的有效帶寬成反比，為了能達(dá)到要求的距離分辨力，必須提高發(fā)射信號的

26、有效帶寬，常用的方法是采用脈沖壓縮處理方式。脈沖壓縮技術(shù)可以獲得較大的時寬帶寬信號，使雷達(dá)同時具有作用距離遠(yuǎn)、高測距、高測速精度和好的距離、速度分辨率的優(yōu)點(diǎn)。同時，在密集的有源電磁環(huán)境中，雷達(dá)之間的相互干擾會成為嚴(yán)重的問題。采用脈沖壓縮技術(shù)的雷達(dá)發(fā)射端可以采用不同的調(diào)制波形，接收端采用不同的匹配濾波器，從而減少了雷達(dá)之間的相互干擾。線形調(diào)頻信號是一種典型的脈沖壓縮信號，也是研究最早而又應(yīng)最廣泛的一種脈沖壓縮信號。它具有對目標(biāo)回波信號多普勒頻移不敏感，技術(shù)較成熟等優(yōu)點(diǎn)。但是為獲得低副瓣，需要加權(quán)，這樣會帶來信噪比損失。在數(shù)字信號處理方法廣泛應(yīng)用之前，常采用模擬脈壓方法。如今數(shù)字技術(shù)的不斷提高使得

27、數(shù)字脈壓正在取代傳統(tǒng)的模擬脈壓方法。數(shù)字脈壓相當(dāng)于FIR匹配濾波，濾波器系數(shù)就是對應(yīng)于發(fā)射的調(diào)頻信號的參考信號。脈沖壓縮有基于時域相關(guān)法和頻域FFT法兩種方式。采用頻域算法的優(yōu)點(diǎn)是大時寬信號時間可采用高效FFT算法，大大減少運(yùn)算量（時域FIR濾波器實(shí)現(xiàn)數(shù)字脈壓，對于N點(diǎn)長度的信號，需要進(jìn)行2N次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算，而頻域卷積法僅需要雷達(dá)脈沖壓縮技術(shù)在今后的應(yīng)用中有著更為廣泛的前景。它是提高現(xiàn)代雷達(dá)在未來戰(zhàn)爭中競爭力的重要手段之一，在整個雷達(dá)系統(tǒng)中，發(fā)揮著及其重要的作用，同時，脈沖壓縮技術(shù)也是現(xiàn)代雷達(dá)信號處理技術(shù)的重要發(fā)展方向。雷達(dá)脈沖壓縮器的設(shè)計(jì)實(shí)際上就是匹配濾波器的設(shè)計(jì)。根據(jù)脈沖壓縮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時的器

28、件不同，通常脈沖壓縮的實(shí)現(xiàn)方法分為兩類，一類是用模擬器件實(shí)現(xiàn)的模擬方式，另一類是數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)的，主要采用數(shù)字器件實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的脈沖壓縮一般用模擬器件實(shí)現(xiàn)匹配處理，如用具有頻率色散特性的聲表面波器件(SAWD)等。其缺點(diǎn)主要是濾波器頻率響應(yīng)(包括加權(quán)函數(shù))已在制造過程中決定，不能做到靈活可變。對于同一個數(shù)字脈壓濾波器，改變其參數(shù)即可改變它的脈沖響應(yīng)。 脈沖壓縮處理時必須解決降低距離旁瓣的問題，否則強(qiáng)信號脈沖壓縮的旁瓣會掩蓋或干擾附近的弱信號的反射回波，這種情況在實(shí)際工作中是不允許的。采用加權(quán)的方法可以降低旁瓣，理論設(shè)計(jì)旁瓣可以達(dá)到小于-40dB的量級。但用模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)時實(shí)際結(jié)果與理論值相差很大，而

29、用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)時實(shí)際輸出的距離旁瓣與理論值非常接近。數(shù)字脈壓以其許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)正在或已經(jīng)替代模擬器件進(jìn)行脈沖壓縮處理。數(shù)字脈壓技術(shù)可以用時域卷積法或頻域快速卷積法實(shí)現(xiàn)。隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高速DSP芯片和各種專用FFT芯片的性能越來越好，使用越來越方便使得頻域脈壓法得到越來越廣泛的應(yīng)用。三、 雷達(dá)信號處理的發(fā)展趨勢雷達(dá)信號理論形成于20世紀(jì)4050年代。Wiener1942年建立了最佳線性濾波和預(yù)測理論，North1943年提出了匹配濾波器理論，Urkowitz把匹配濾波器理論推廣到色噪聲場合，建立了“白化濾波器”和“逆濾波器”的概念。從此，人們對雷達(dá)信號形式及處理的認(rèn)識上升到了一個新的高度，極大地推動了雷達(dá)技術(shù)理論的發(fā)展。進(jìn)入90年代后，隨著反輻射武器的發(fā)展，在雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步的同時，現(xiàn)代雷達(dá)所面臨的挑戰(zhàn)也逐漸嚴(yán)峻起來?，F(xiàn)代雷達(dá)信號處理的發(fā)展趨勢主要是以下幾個方面。 推廣數(shù)字化技術(shù)自從20世紀(jì)70年代數(shù)字技術(shù)進(jìn)入雷達(dá)信號處理領(lǐng)域以來，雷達(dá)信號處理呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢。70年代以前，雷達(dá)信號處理技術(shù)主要采用模擬電路，這嚴(yán)重制約了信號處理的發(fā)展。例如，在雷達(dá)信號處理理論方面，“匹配濾波理論”，“傅里葉變換算法”早就提出，但在當(dāng)時來說實(shí)現(xiàn)起來非常困難。就是現(xiàn)對簡單的“一次對消”和“二次對消”等