雷达发展

雷达发展（精选12篇）

雷达发展 篇1

雷达作为一种军民两用的电子传感器广泛应用, 其首要任务就是探测目标, 要求能够在复杂的环境下, 以一定的数据率, 在一定的范围内及时发现、识别、稳定跟踪目标。但是随着环境复杂化、目标多样化、任务多元化, 特别是一些隐身目标, 低空低速高空高速目标的出现, 促进了雷达理论、雷达体制、雷达技术的不断涌现。本文中, 笔者将综述雷达技术的发展历史及规律, 并从雷达反隐身技术、相控阵雷达技术、雷达目标识别技术、雷达抗干扰技术等方面探讨雷达技术的宏观发展趋势。

1 雷达技术的发展历史及规律

雷达诞生于上个世纪30年代, 先后经历了二次世界大战、新军事革命、冷战军备竞赛等不同历史因素的促进与考研, 雷达技术的理论、体制、方法、应用都得到了很大的发展。总体上来说, 雷达技术的发展可以分为四个阶段:第一阶段为上个世纪30年代到50年代, 当时雷达典型技术特点为电子管、非相参, 探测目标以飞机为主;第二个阶段为上个世纪50年代到80年代, 防空作战对雷达的精确引导技术提出了更高的要求, 稳定性和可靠性较高的全相参微波雷达逐渐替代了非相参技术体制的微波雷达, 技术特征主要是半导体、全相参;第三阶段为上个世纪80年代到本世纪初期, 为满足现代空战对雷达高精度、多目标跟踪能力、高抗干扰能力、高可靠性、高分辨率的要求, 开始发展大规模集成电路、全固态。相控阵技术, 从而有效应对复杂电磁环境下低空高速目标的要求;第四个阶段开始于本世纪初期, 雷达技术主要向多功能、自适应、目标识别等方面发展, 以应对隐身目标、高空高速、低空低速目标的出现。

2 雷达技术的宏观发展趋势

⑴雷达反隐身技术。隐身目标也被称为“低可观测性目标”, 主要通过降低目标的雷达反射截面, 进而降低被探测到的概率。目前常用的降低飞行器雷达反射截面的方法主要包括采用蒙皮、非金属框架等吸波结构来吸收雷达波减少反射;在飞行器上涂覆吸波材料, 减少雷达反射;从新设计飞行器的外形来改变入射波的散射方向。因此, 随着隐身目标的出现, 反隐身技术成为雷达技术的一个宏观发展趋势, 目前常用的应对措施包括提高雷达对隐身目标的探测灵敏度和使用某些技术增大目标的雷达反射截面。可能采用的技术有:改变雷达发射波的极化方向, 增大隐身目标的雷达反射截面;采用宽带、超宽带雷达来应对超低频段目标隐身;采用超视距雷达、后向散射超视距雷达;借助隐身目标具有频率局限性的缺陷, 采用单基地雷达组网技术;选取较低的工作频率, 扩大雷达频段等。

⑵相控阵雷达技术。相控阵体制容易得到较大的功率孔径积, 可实现功率的最佳空间分布, 目标驻留时间可变, 波束灵活无惯性, 可以缩短系统反应时间, 提高数据率, 增强抗干扰性, 目前广泛应用于很多战术雷达和战略预警雷达中, 例如意大利的RAT-31S、法国的TRS-2230、美国的W-2000、TPS-70都采用了平面阵相扫天线。与相控阵雷达雷达有关的主要技术包括:收发组件技术、相控阵宽带技术、相控阵极化技术、相控阵共形技术、数字波束形成技术、相控阵低副瓣技术、相控阵极低副瓣技术等。随着硅功率晶体管、砷化镓的发展, 生产成本的降低, 有源相控阵在工作可靠性、波束控制灵活性以及功率利用率等方面的优点, 预计在今后的一个时期, 有源相控阵将是雷达技术的一个主要发展方向。

⑶雷达目标识别技术。探测到目标并确定目标的方位与速度无疑是重要的, 但在现在战场上有时还需要识别目标, 弄清是何种飞机, 所以雷达目标识别技术也将是雷达技术的一个重要发展趋势。目前常用的目标识别技术包括:谐波识别法、根据目标回波进行相参处理的方法进行识别、根据目标频率响应进行识别、根据目标极化特性进行识别、利用毫米波雷达进行识别、利用回波信号的多普勒频谱进行识别。关于雷达目标识别技术, 国内外一些在研课题包括:多探测器融合、高速小型化计算机信号处理技术、人工智能信号处理技术、识别系统的恒定性等。

⑷雷达抗干扰技术。电子干扰一直是雷达面临的重大威胁, 目前电子战主要由电子干扰、电子支援措施、电子反干扰三部分组成, 目前常用的雷达抗干扰技术为反电子干扰技术 (CESM) , 技术上讲主要是低识别概率技术和低截获概率技术, 主要方法为延误和阻止电子干扰截获接收机截获和识别信号, 近年来, 无源检测反干扰技术也得到了有效发展。

3 结束语

综上所述, 雷达技术的发展也要经历由低级到高级、由简单到复杂、由低纬度探测到高纬度探测的演变。相信随着半导体技术、光电技术、自适应数字波束形成技术等高新技术的发展, 雷达技术将产生新的飞跃。

摘要：雷达技术的发展同其他事物一样, 也要经历由低级到高级、由简单到复杂、由低纬度探测到高纬度探测的演变。本文中, 笔者将综述雷达技术的发展历史及规律, 并从雷达反隐身技术、相控阵雷达技术、雷达目标识别技术、雷达抗干扰技术等方面探讨雷达技术的宏观发展趋势。

关键词：雷达技术,识别,隐身

参考文献

[1]李均阁.雷达技术发展综述及多功能相控阵雷达未来趋势[J].甘肃科技, 2012, (18) .

[2]赵朋亮.舰载雷达技术的发展探讨[J].科技信息, 2010 (17) .

[3]陶顺龙.雷达技术发展动态[J].现代雷达, 2006 (9) .

雷达发展 篇2

文学院 潘荟程

雷达一词广义上来讲是指无线电工程的一部分，它研究如何发现并决定各种目标的位置（包括决定本身位置在内）。

在本世纪30年代，无线电技术出现了重大的突破，那就是雷达的发明。雷达又称作无线电测位，是利用无线电波的反射，来测量远处静止或移动目标的距离和方位，并辨认出被测目标的性质和形状。

早在1887年，赫兹进行验证电磁波存在的实验时就曾发现：发射的电磁波会被一大块金属片反射回来，正如光会被镜面反射一样。1897年夏天，在波罗的海的海面上，俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时，发现每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时，通信就中断，波波夫在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响，并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。这可以说是雷达思想的萌芽。1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后，科学家们发现了电离层。短波通信风行全球。1934年，一批英国科学家在R．W．瓦特领导下对地球大气层进行研究。有一天，瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。它发现荧光屏上出现了一连串明亮的光点，但从亮度和距离分析，这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。经过反复实验，他终于弄清，这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的无线电回波信号。瓦特马上想到，在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号，那么活动的目标例如空中的飞机，不是也可以在荧光屏上得到反映吗? 根据上述的设想，瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。后来，探测的目标又迅速扩展到船舶、海岸、岛屿、山峰、礁石、冰山，以及一切能够反射电磁波的物体。

当时研制雷达纯粹是为了军事需要，因此是在保密状态下进行的。实际上，几乎在同一时期，各国的科学家们都在保密的条件下独立地开展这方面的工作，都有杰出的代表人物。R．W瓦特只能说是在这方面已为大家知晓的代表人物而已。

到1939年为止，一些国家秘密发展起来的雷达技术已达到了完全实用的地步。就在这一年，爆发了第二次世界大战，这项新发明在二战中显示出了它的巨大威力。雷达技术首先在美国应用成功。二战中，俄、法、德、意、日等国都独立发展了雷达技术，但除美国、英国外，雷达频率都不超过600MHz。由于雷达的很大作用，产生了针对雷达的电子对抗，研制了大量的对雷达的电子侦察和干扰设备，并成立了反雷达特种兵部队。二战后，特别是五、六十年代，由于航空航天技术的飞速发展，用雷达探测飞机、导弹、卫星、以及反洲际弹道导弹的需要，对雷达提出了远距离、高精度、高分辨率及多目标测量的要求，雷达进入了蓬勃发展的阶段，解决了一系列关键性问题：脉冲压缩技术、单脉冲雷达技术、微波高功率管、脉冲多普勒雷达、微波接收机低噪声放大器（低噪声行波管、量子、参量、隧首二极管放大器等）、相控阵雷达。七十至九十年代，由于发展反弹道导弹、空间卫星探测与监视、军用对地侦察、民用环境和资源勘探等的需要，推动了雷达的发展。出现了合成孔径雷达（SAR），高频超视距雷达（OTHR），双/多基地雷达，超宽带雷达（UWB），逆合成孔径雷达（ISAR），干涉仪合成孔径雷达（InSAR），综合脉冲与孔径雷达等新技术新体制。

在现代社会中，雷达机被广泛地应用和平的和军事的目的。在和平用途中，应用雷达机来作无线电导航具有很大的实际意义。首先，在航空方面，它用来对飞机作远程和近程领航、指挥和监督飞机在空中的飞行、引导飞机着陆（包括盲目着陆），最后，还用来指挥飞机在机场上的运动。在航海方面，雷达机被广泛地用来对船舰作远程和近程领航、防止船舰和冰山以及其他障碍物碰撞、指挥船舰在港口内的运动等等。用无线电定位的方法可以进行地形测量，气象台中可以用它来预测气候（根据气流和暴风雨前沿运动的数据），天文学中可以用它来研究宇宙的空间。

目前投入使用的对空情报雷达的共同特点是探测距离远，分辨率高，反有源干扰 和无源干扰能力比较强，能对抗反辐射导弹的攻击，工作可靠，情报容量比较大，可在 2000年后继续服役。随着各种空袭兵器和反雷达技术的迅猛发展，雷达与反雷达的相对平衡状态也随之被打 破，使雷达的有效工作和生存面临严重挑战。目前国外正在加紧开发雷达高新技术，研制性 能更为先进的新一代对空情报雷达。预计，这些新型雷达将在2000年前后陆续投入实战使 用。其中比较有代表性的型号有：美国的ARSR-4和ASTAR雷达系列，法国的TRS-2140(Flair)以及西班牙的“伦赛”三坐标监视雷达。这些雷达的战术技术特点主要有：

①综合采用一系列新技术、新体制，如全相参、全固态、超低副瓣天线、数字波束形 成、捷变频、脉压及大时宽—带宽等先进技术。

②发射机将增加一系列输出功率管理系统，以便自适应于各种作战环境。

③可靠性指标将进一步提高，如美国在研的W-2100雷达的致命故障间隔时间将大于 5000h。另外雷达的自检功能将渗透到各个分系统，故障检知率可超过98%，从而可使雷达 的可用性大幅度提高。

④将具备探测诸如隐身飞机这样的小雷达散射截面目标的能力。例如W-2100雷达，对 目标的有效探测距离可达170km以上。它还采用了一种新型滤波器，将最大时速为1389km的高速鸟群和昆虫群滤波，从而把与这些鸟群和昆虫群具有同样雷达 截面积的“隐身”目标探测出来。

⑤电子防御措施比较齐全。新型三坐标雷达一般都从体制、参数选择和附加措施三个方 面来提高电子防御能力。

新型防空情报雷达大-都兼有数种新技术体制的优点，如层叠波 束、相控阵等。参数选择有波形可变、脉宽可变、重频可变、极化可变以及自适应发射频率 选择、瞬时寂静、反辐射诱饵等。综合运用上述措施，将会大大提高雷达的有效性和生存能 力。

雷达技术对国防科技和武器装备发展的影响主要体现在下列三方面：1.是军事上实时、主动、全天候获取各类目标信息不可缺少的技术探测手段，是收集各种军事情报的传感器技术之一，是“千里眼”。在当今高技术条件下，对一个战区乃至全球多方面的情报收集、处理、分发是指挥员做出正确决策和快速响应必不可少的前提，在防空及各军兵种与各个级别上的战略、战术指挥控制与通信(C3I)系统中，雷达技术是主动获取信息的重要手段，是其它探测手段不能替代的。2.雷达是先进作战平台的组成部分，其作用是人们研制各类武器系统最为关心的。例如，先进的机载脉冲多普勒火控雷达是战斗机火控系统的关键设备，西方主要国家早已将其装备部队，它们还在为更先进的战斗机研制固态相控阵雷达，以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力；机载轰炸雷达是轰炸机提高轰炸成功率的重要保证，使轰炸可以不受气象条件和白天黑夜的限制，并可与激光瞄准设备相配合，实现精确打击的目的；地形跟踪和地形回避雷达可使轰炸机、战斗机和巡航导弹实现低空、超低空安全隐蔽接近作战地域和要攻击的目标。3.雷达技术是发展先进武器系统测试评估的技术手段。例如各种精密打击武器，在其研制过程及最终性能评估中，必须要有精密测量雷达对其飞行轨迹、落点精度等进行测量与鉴定；在导弹和卫星的研制和发展中，雷达是弹道参数测量、真假目标识别、突防能力检验、卫星安全控制及轨道测量等必不可少的手段。由此可见，雷达技术是一个国家国防和武器装备现代化以及国防科技发展必不可少的技术。

我国雷达技术发展的现状较发达国家而言还较为落后。雷达门类较多，发展历程不尽相同，起步有早有晚，仿制和自行设计互有交叉。为常规武器配套的雷达一般是仿制与自行设计并举，新体制的雷达、自动化作战指挥系统、激光红外雷达和导弹、卫星无线电测控系统等则是随着雷达技术的发展在自力更生基础上自行设计研制开发而成的。但从我国雷达技术和产品发展总体来说，大致经历了修配、仿制、自行设计和发展提高四个阶段。

修配阶段(1949年～1953年)

这一阶段以开创基业和修配美、日旧雷达为主要标志。1949年5月，我军接管了国民党的雷达研究所，标志着我国雷达工业的发展从此揭开了序幕。

新中国成立后，盘踞在台湾和沿海岛屿上的国民党部队不断突袭大陆沿海城市，我防空部队急需雷达。不久，抗美援朝战争开始，前方十分需要各种雷达设备，国家对雷达研究所从人力、物力等方面大力支持，利用缴获的雷达器材和美、日在二次大战中留下的旧雷达进行维修和补缺配套，装备部队使用。这些修复的雷达绝大多数是警戒雷达，也有炮瞄雷达、用于高炮或探照灯引导的美国早期单目标跟踪雷达、舰艇上搜索海面活动目标雷达。后期也修理过少量苏式雷达。

以仿制为主的发展阶段(1953年底～60年代初)这一阶段以建立雷达生产基地和仿制苏式雷达产品为主要标志。新中国诞生后，苏联援助的100多个项目中雷达占了7项，新建了雷达、指挥仪生产厂，后又与苏联签订了有关协定，开始仿制苏式雷达产品。仿制出了警戒雷达、炮瞄雷达、舰用雷达、机载雷达、指标仪、制导雷达和末制导雷达等。地面防空雷达的仿制和自行设计几乎是同时开始的。1954年仿制成功的中程警戒雷达是我国第一批装备部队的国产雷达，1956年设计成功我国第一部微波对海远程警戒雷达。

仿制的海用雷达有海军警戒雷达、舰艇搜索雷达、搜索攻击雷达、导弹制导雷达、鱼雷快艇攻击雷达和鱼雷潜艇攻击雷达。1960年苏联专家全部撤退，停止援助合同，给仿制工作带来很大损失和困难。经努力，绝大多数有资料、样机或只有样机的苏式产品都仿制成功。

这一阶段仿制的雷达大多数相当于苏联50年代初、中期装备水平。仿制的成功扩展了我国装备部队雷达产品的门类系列，形成了雷达为陆、海、空部队服务的雏型，通过多部雷达的引进仿制，掌握了雷达试制生产的全过程。

雷达发展 篇3

雷达的英文名称“Radar”是无线电探测和测距的英文首字母缩写。布鲁克波士称最简单的雷达由发射机和接收器构成，发射机天线朝着一个特定的方向发射无线电信号，接收器负责探测信号行进途中遇到的物体反射的“回声”。发射机的电子电路以一个特定的频率振荡，频率通常高于电台或者电视广播的频率。这种信号借助天线以短电磁能脉冲的形式发送，被称之为“脉冲”，天线产生一个窄射束，就像火炬一样。布鲁克说：“基于天线的朝向，雷达能够确定一个物体——通常被称之为‘目标——的方向。”与目标之间的距离根据发射脉冲和接收回波之间的时间确定。因为雷达信号一直以光速移动，因此能够准确测算出距离。

空中交通管制雷达的射束形状为扇形，水平方向较窄，垂直方向较宽，以对应高空飞行的飞机。这种射束每隔2秒或者3秒扫描一圈，回波显示在圆形显示屏上，被称之为“平面位置指示器”。空中交通管制员或者电脑能够追踪到回波或者说根据屏幕上的光点确定飞机的飞行方向。这种雷达被称之为“初级雷达”。布鲁克指出：“初级雷达很少单独使用，因为空中的飞机实在是太多了。现在，我们还会使用次级雷达。次级雷达的编码脉冲序列发送给飞机，飞机上的异频雷达收发机产生一个编码回应信号，信号中含有与飞机有关的大量信息。这些信息用于进行敌我识别。”

空中交通管制员主要使用次级雷达追踪商业飞机的方位，只有在没有安装异频雷达收发机，收发机关闭或者破损情况下才会使用真正的雷达。布鲁克表示：“几十年前，一名年轻男子驾驶一辆轻型飞机在美国空中飞行，由于空中交通管制员没有关闭初级雷达或者认为只是一群鸟，他们并没有发现这架飞机。”

如果飞机上的异频雷达收发机被人切断，便很难判断空中交通控制中心的初级雷达屏幕上的光点究竟哪一个才是目标飞机。布鲁克说：“这可能就是为什么370航班的异频雷达收发机在管制责任从一个空中交通管制中心移交给另一个中心时关闭。”

布鲁克表示：“绝大多数人可能听过‘不在雷达范围内这句话。这种现象由雷达射束与地面的交互作用所致，导致雷达射束处在地平线上方。如果飞机的飞行高度足够低，射束很难照射到飞机，雷达的探测范围受限。”

此外，雷达还受到距离的限制。雷达进行远距离探测时面临的主要问题是发射和接收信号耗费的电量取决于与飞机之间的距离，距离较远时可达到正常情况下的四次方。布鲁克说：“如果希望将雷达对飞机的探测范围提高一倍，发射和接收信号耗费的电量必须增加16倍。”

通常情况下，用于追踪100公里以上范围内的飞机的雷达耗电量达到数兆瓦特。不过，发射的脉冲较短，通常在1微秒左右，每秒只能发射几百次，平均功率很低。在进行远距离探测时，雷达发射脉冲所能达到的峰值功率达到令人难以接受的程度。这一问题促使科学家进行一系列革新，例如研制相控天线阵。相控天线阵由大量较小的发射机和接收器构成，部署在一个平面上，协同工作并对脉冲进行压缩，允许在产生距离更远功率更大的编码脉冲的同时仍保持较大的探测范围和精确性。

远程雷达发射的信号在大气中穿行时不断减弱，即便在天气晴朗时也是如此，遇到雨天时更严重。信号的波长越大，在大气中穿行时减弱的程度越小，因此，远程雷达都在低频时工作。

布鲁克表示电磁波会从导电物体上反弹，因此使用木料和帆布制造的老式飞机并不会产生很大的雷达回波。使用碳纤维合成材料制造的现代飞机也是这种情况。铝皮飞机是最容易被雷达探测的目标之一。布鲁克说：“飞机的外形也是一个重要因素，使用平板材料制造的金属飞机尖角和边缘通常产生强烈的回波。如果你希望制造一架隐形飞机，你需要采用平板或者小面排列的方式，让接收器接收不到雷达信号。F-117隐形攻击机就是这种隐形技术的典范。”

飞机外形的另一种选择是放弃直角，让机翼与机身融合在一起，消除外部明显特征。布鲁克表示，飞机的外皮使用可吸收雷达信号的材料也是将回波降至最小的一种方式。他说：“B-2隐形轰炸机非常先进，采用了绝大多数隐形技术，所形成的回波只相当于一只大黄蜂。”

无源双基雷达技术发展 篇4

常规雷达探测的主要作用机理在于:发射定向波束照射目标, 利用所接收的目标回波进行相关脉压处理, 进而实现对目标的跟踪、定位。但其大功率发射系统作为辐射源, 若被敌方的侦察系统发现、定位就有被摧毁的风险。

无源雷达本质上是双 (多) 基地雷达。无源雷达的特征在于无需辐射电磁波, 其工作机理在于利用外辐射源 (包括照射雷达的发射信号、存在于空间的各种无线信号等) 实现目标的探测、跟踪, 故与常规雷达相比, 具有优良的四抗能力和隐蔽性。此外, 无源雷达无需配置发射机, 可完成低成本的便携装备;无需考虑能量覆盖的设计, 故不存在理论上的探测盲区。这些特性都使得无源雷达在现代电子战中占据重要地位, 也是近年来雷达领域的研究热点频[1]。

1 无源雷达的特点

根据辐射源的不同, 无源雷达可分为可见光无源探测 (电视探测) 雷达、无线电无源探测雷达和红外线无源探测雷达三种类型。这些无源雷达探测系统主要通过目标辐射的电磁能量、热能或反射的可见光能进行探测和定位。这些系统本身不辐射能量, 因而不可能被敌方侦察和定位, 从而无从实施干扰和攻击, 这类雷达的弱点在于:容易受到无线电静默、云层、天气等气象条件影响[2]。

无源雷达主要通过将目标散射回波信号与外辐射源的直达波信号进行相关处理后得到目标信息, 从而完成对目标的检测、定位和跟踪。所利用的外辐射源包括各种存在于空间的无线信号 (如民用电视、广播、移动通信、GPSWIFI等) , 隐蔽性和抗摧毁性能好。这些系统可以实现低成本网络布防、广阔覆盖、布设灵活等特点, 并且低频段段外辐射源雷达还可实现反隐身、低空探测、抗“无线电静默”。其缺点在于:非合作发射信号带来的信号同步、杂波干扰等问题[3]。

2 无源雷达探测技术分析

无源雷达在现代化信息战场中具有巨大的潜力和优势, 无源雷达在目标探测与电子对抗中的优势主要包括[4]:

2.1 抗电子侦察

没有发射机的无源雷达具有便携性、隐蔽性, 难以被侦察;可利用多个外辐射源的信号作为发射信号, 故敌方很难侦察无源雷达系统的功能参数。

2.2 抗干扰能力

一般来说, 强方向性的后向干扰主要是瞄准发射机的, 故该方式的干扰很难起到作用;若敌方采用宽频带的全方干扰, 其信号功率密度和干扰效果便大打折扣。因此无源雷达具有抗有源压制干扰的能力。另外, 对于无源雷达来说, 有源欺骗干扰也不适用。

2.3 抗摧毁能力

无源雷达的接收机是无线电静默的, 可以避免遭受导弹攻击;发射源是民用调频广播信号, 电视广播信号, 手机信号及卫星信号等等, 覆盖比较广, 遭受敌方攻击概率也比较小。因此无源雷达有较强的生存能力。

2.4 抗超低空突防

由于大部分民用电视、广播发射塔都比较高, 或者建造在高山上, 且低空辐射功率强, 发射的信号有利于对低空目标进行探测和跟踪。

2.5 反隐身

一般来说, 调频广播、电视等信号一般工作于P波段, 故利用此类信号作为辐射源信号的无源雷达可以用于反隐身探测。这主要是由于隐身装备的吸波涂层和吸波材料频带较窄, 主要应用于厘米波信号的吸收, 而对米波信号的吸收能力较弱;此外, 无源雷达属于多基雷达体制, 另隐身装备无法在收发同一方向上完成对微波信号的吸收, 故无源雷达在反隐身方面具备一定的优势[5]。

3 无源雷达探测关键技术

无源雷达探测系统的工作原理如图1所示。接收机主要包含两部接收天线, 其中一部指向辐射源, 主要用于接收发射机的直达波, 从而为完成目标回波分相关处理提供参考信号;另一部用来接收目标散射回波信号。无源雷达探测的关键技术主要包含以下几点:

3.1 辐射源信号的分析与选择

由于直达波信号的模糊函数特性决定了多普勒分辨力、距离分辨力、旁瓣水平以及模糊间隔, 故无源雷达的设计首先要选择、确定其辐射源的直达波信号。典型的辐射源信号的模糊函数应近似于理想的“图钉型”, 即在多普勒和距离的二维域上没有较高的旁瓣电平, 常用的辐射源信号如表1所示。这些信号的调制模式固定, 无法同时满足无源雷达对辐射源信号的要求。另一方面, 为提高系统对目标的跟踪精度, 需增加辐射源的个数, 在选择数个辐射源时, 需要综合考虑辐射功率、空间布局和瞬时带宽等。

3.2 信号同步技术

为了使无源雷达探测系统发挥其优越的探测性能, 必须使系统与辐射源信号特征实现同步和匹配。而对实际的探测系统而言, 设计者往往只能获知辐射源信号波形的某些参数, 其余参数需通过估计得到。在无源雷达探测系统实际工作时, 首先需经过频率搜索和空域滤波获得直达波的信息, 再利用以上获得的频率信息和发射脉冲实现频率同步和时间同步, 最后通过天线波束形成完成空域同步。

3.3 直达波信号的提取技术

无源雷达探测系统中通常设置参考信道, 其接收天线直接指向辐射源发射站。参考信道所接收的直达波信号的作用主要有三个方面:侦察信道所接收到的目标回波信号中含有大量的直达波信号, 一般情况下, 其功率大于杂波功率, 应采用对消算法去除直达波信号, 因此需要纯净的直达波信号作为自适应对消算法的参考信号;目标回波信号中含有功率较强的杂波信号;采用对消算法去除杂波的过程中同样需要直达波信号作为参考信号直达波信号为空时二维相关检测提供参考信号。

然而, 在传输过程中多径杂波必然会混入直达波中, 因此需要有效抑制多径干扰。目前提取直达波的方法有空间投影法和盲均衡法。空间投影法是通过将参考信道的接收信号投影到与多径杂波正交的子空间上, 达到提取直达波信号的目的。这种提取直达波信号的方法缺点在于计算量大。盲均衡法主要依据辐射源波形所具有的恒模特性实现对直达波信号的提取。这种方法简单且利于实现, 缺点是性能有待进一步提高。

3.4 微弱信号的检测技术

无源雷达探测系统中的目标信号检测是通过相关处理 (即匹配滤波) 来实现的, 其过程为:在最大限度的抑制杂波后, 为了进一步提高检测性能, 需要采用长时间相干积累技术以达到有效检测所需的信噪比和信杂比。此外, 研究者们针对目标回波信号的特征, 提出了基于循环相关谱的检测技术。然而, 所有尝试对弱信号检测技术的发展所做的贡献十分有限, 使得微弱信号检测技术的发展缓慢。

3.5 参数估计技术

在检测到观测区域中的目标后, 需要估计目标的距离、空间位置和速度等参数。参数估计的原理如下:主要通过回波信号的时延估计距离, 由目标回波的到达角估计空间位置, 由信号的多普勒频移估计速度。目标到达角的估计技术由基于幅度和相位估计的方法发展到基于空间谱估计的方法。现阶段主流的时延估计方法主要包括:基于高阶统计量的方法、时频分析法、广义互相关法和基于循环谱分析的方法。近几年, 融合多维域和多种特征的处理方式逐渐成为热点, 通过多维信息综合处理的方式可以大大提高参数估计的精确度。

4 无源雷达探测系统新技术

现阶段无源雷达探测系统的研究工作已取得了一定成果, 但这一技术领域中的许多新技术尚有待大家进一步开发。

4.1 多频段辐射源的融合

辐射源信号和接收信道的时变特性使得目标检测过程同样具备时变特性。为增加检测鲁棒性、克服目标检测的不确定性, 未来可采用多频段辐射源协同探测的方式, 利用多频段的探测结果, 进行参数融合等信号处理, 从而得到完整而准确的目标特性信息, 实现对目标的精确探测。

4.2 杂波建模与杂波抑制

侦察信道所接收的微弱目标回波信号通常被强地、海杂波所淹没。现有的去杂波算法主要针对不具有多普勒频移特性的地、海杂波, 而实际的地、海杂波情况更为复杂。未来可采用空时二维自适应滤波等更为先进的算法来解决此类问题。

4.3 参数估计

参数估计的精度直接决定了目标定位的精度。而采用多信号进行目标定位或多目标的定位问题更为复杂, 在实际目标探测中还需实现时延、方位和多普勒频移等参数间的匹配。现阶段主要存在两种解决方法匹配算法和参数联合估计法。前者首先通过单参数估计算法得到目标回波的参数, 而后再选择适当的匹配算法实现目标回波多参数之间的匹配。然而匹配算法需要在较高的信噪比下实现, 故该算法的实用性不强。而后者可同时得到目标多个特性参数的估计值, 故可有效实现目标的精确定位, 具有广阔的应用前景。

4.4 无源定位技术

目前主要有如下几种基本定位算法包含椭圆定位法、双曲线定位法等。然而在不同的信道条件下, 各定位参数的测量值表现出不同的误差特性, 因此采用的定位算法具有不同的性能。在实际应用过程中每种算法都各有利弊, 仅依赖单一定位算法几乎不可能取得最优定位性能。此时, 混合定位方法应运而生。利用多种定位方法进行组合定位可吸收不同定位方法的优点, 利用多种定位信息, 提高了信息的饱和度, 这是定位研究的新趋势。

5 总结

无源雷达探测系统利用外辐射源 (包括照射雷达的发射信号、存在于空间的各种无线信号等) 的信号, 将目标散射回波信号与外辐射源的直达波信号进行相关处理后得到目标信息, 从而完成对目标的检测、定位和跟踪。此类雷达具有优良的四抗能力和隐蔽性;无需配置发射机, 可完成低成本的便携装备;无需考虑能量覆盖的设计, 故不存在理论上的探测盲区。发展新体制多基地无源探测雷达, 适应未来战场的信息探测需求, 已成为我国军工发展的必然趋势。

参考文献

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雷达发展 篇5

摘要：本文介绍了隐身复合材料的产生背景、发展现状和应用前景。分析了雷达隐身复合材料发展的必然性及其在隐身技术中的重要地位，较详细介绍了材料的隐身原理，以及当前涂敷型结构型隐身复合材料的组成、结构和特性。通过材料体系配方设计、结构设计.探讨了不同吸收剂、不同结构形式对材料样板性能的影响.最终优化结果表明，特定浓度的某种吸收剂通过一定方式加入材料体系内部后.所成型的复合材料样板吸波性能良好，其力学性能满足通用工程材料的使用要求。说明了发展隐身复合材料的重要意义。关键词:隐身；复合材料； 雷达吸波材料；吸收剂

乃至整个隐身技术的未来[2]。国内外发展现状

0 前言

当今的战争是技术的战争，是电子的战争，像以前那样短兵相接、拼刺刀的时代应经过去了。基于复合材料优良的综合性能，在现代隐身武器中隐身复合材料得到了广泛的应用，并使隐身武器的性能大大提高。在实战中，雷达以及红外探测器应用比例最大。雷达、红外探测器住海、陆、空战都有应用，声纳及磁异常探测器主要用于海战。因此隐身技术的最主要研究对象是针对雷达波及红外辐射的隐身技术，而雷达隐身材料是最早采用的隐身技术。它能够使入射的雷达波发生衰减，吸收并转变成其他能量形式的材料，即雷达波吸收材料（RAM：radar absorbing materials）[1]。

隐身复合材料与先期发展的雷达吸波涂层相比，除了其具有吸波与承载双重功能外，还有其他明显特点。例如，不增加飞行器额外重量，有利于拓宽吸波频带等，因而它有逐步取代吸波涂层的趋势。吸波复合材料正经历由玻璃纤维增强到碳纤维及其混杂纤维增强、由热固性树脂到热塑性树脂、由次承力件到主承力件的发展过程。随着先进复合材料在飞行器上应用的扩大，采用隐身复合材料已成为新一代军用飞行器材料革命的重要方向。例如，在F--117、, B-

2、F-22隐身飞机上复合材料用量分别为10%、>50%, >70%。可以说，隐身复合材料的发展在很大程度上影响着雷达吸波材料

隐身复合材料是融合了隐身性能、结构承载、抗弹等多种功能于一身的先进复合材料，能够有效降低武器装备的被发现概率，降低车辆的总重，提高车辆的机动性，提高其生存能力。

国内隐身复合材料技术主要应用于军事装备。国内开展吸波材料研究已有10余年历史，在材料研制与应用方面取得了一定进展。其中，对以玻璃纤维增强树脂基复合材料为基础的结构RAM进行了较深入研究，对这类材料的微观吸机制以及宏观电磁

~

~ P等)之间的关系、材料的性能(rrCAD方法有一定的研究。另外，对夹层结构型吸波材料进行了大量基础性研究，对影响夹层结构吸波特性的一系列因素进行了研究，并进行了规律性总结。一种多层蜂窝夹层结构吸波材料比较常见。近年来对碳纤维及其混杂纤维增强复合材料的微波电磁性能进行了探索研究，研究了纤维本身的微波电磁特性、纤维编织方式、材料成型工艺等对复合材料反射性能的影响，得到了一些基本规律。在近10年的隐身复合材料研制中，也开展了一些吸波结构典型件的研制，并取得了一些应用成果，对推动隐身复合材料的发展具有重要意义[3]。

目前国内外主要进展表现在几方面：

1.热塑性混杂纱吸波复合材料研制并用于机(弹)翼、蒙皮及耐高温部位。

2.运用CAD方法，采用自动铺层、数控缠绕、多维编织等新技术制造多层(夹层)结

构隐身材料。

3.陶瓷结构吸波材料得到开发，其中以SiC纤维吸波材料发展最快。

4.碳一碳吸波材料的发展并已用于远程导弹、火箭喷管及头锥等部位[2]。

国外飞行器、导弹、舰船用结构隐身复合材料己进入应用阶段.美国的F-117、B-2都大量采用了碳纤维、碳/芳纶或碳/玻璃纤维混杂作为增强材料的结构吸波材料；法国“幻影”系列战斗机、俄罗斯米格一29部分采用碳纤维结构吸波复合材料;法国“拉斐特”护卫舰、瑞典的“斯米盖”、美国的“阿利·伯克”级宙斯盾驱逐舰、英国的“海魂”号都采用了各种类型的隐身复合材料。

陆军装备用隐身复合材料技术，典型的为美国的M113和X12布雷德利的车体，M1A1的负重轮等。20世纪90年代中期，美国陆军研制出复合材料装甲车辆先进技术演示车，上下车身采用相同的工序把降低信号特征的材料与其它结构合为一体，可防雷达、热成像仪的侦察。1997年，英国的GKN防御公司展示了一种履带式隐身技术演示侦察样车，吸波材料被包含在装甲结构内，隐身性能超过布雷得利战车。英国的“武士2000”步兵战车、美国的Abrams和俄罗斯的T-95均采用了外形融合的隐身结构，以降低雷达特征信号。陆军装备用结构隐身复合材料更多地处于实验和演示验证阶段。

美国“未来作战系统”武器发展和实验项目的批准，意味着隐身复合材料将被大量应用于陆军武器装备，以实现其高机动性、全隐身、小尺寸、超信息控制能力的集合。而隐身复合材料本身将在具备隐身、结构、承载等性能的基础上，能够自我感应、自我调节、适时适地自我调控，向功能集成化、智能化方向发展。利用复合材料设计自由的特点，结构隐身复合材料将与外形设计完美结合[4]。材料隐身的机理与途径

吸波材料吸收雷达波的基本原理是将雷达波转换成其它形式的能量(如热能)消耗掉。在创造高效吸收材料时，必须遵循物理(电动力学)概念、配合寻求最佳混合物的物理化学途径。分析表明采用不均匀的两组分和多组分材料是最有前途的，而材料的组成可根据导体、半导体和介质的电磁性能、物理化学性能来确定。至于材料吸收的电磁能值，则取决于材料的介电常数和磁导率。

所谓隐身即为不暴露.目前各国探测目标的手段主要为微波雷达，它利用电磁波在传播过程中遇见介质变化时将在界面感应电磁流，并向四周辐射电磁能的原理，通过分析雷达接收天线截获(或感应)的辐射电磁能，便可判断目标的距离、方位、大小、类型等等.隐身的宗旨就是避免接收天线截获到此辐射能.首先应避免的是产生感应电流，这主要靠材料设计实现；其次是避免天线接收到电磁能的辐射，它主要靠外形设计实现.假设雷达发射的功率为Pt，接收的辐射功率为Pr，则有关系式:

PPtG22

r（4）3R

4（1）式中： G一一天线增益(最大辐射方向的功率与平均值的比值)；

一一电磁波波长;

R--目标距离;

一一雷达散射截面.这里取决干目标特性的只有雷达散射截面

，它与目标的大小、电磁特征参数（与形

状，波长相关)及反射系数有关，而反射系数取决于界面材料的电性能及雷达波的波长、人射角和人射极化(电场与人射面的关系).对于平面界面，当人射角垂直界面时，垂直极化与平行极化的反射系数相等，即有RZ2-Z1Z2Z

1（2）

Z1、Z2为两种介质的本征阻抗，由介质的电特性(介电常数)和(导磁率)确定，即 Z11/

1或 Z22/2

由(2)式可得不反射条件为

Z121Z或 

(3)12由此可见，从目标结构选材方面缩减RCS(）的途径为避免两种介质阻抗的剧烈变化，确保阻抗渐变或匹配，它可通过材料的特殊设计实现，即将材料设计成表面阻抗接近自由空间阻抗，随厚度增加，阻抗渐小.其方法有二:一为采用具有上述电的大小、电磁特征参数(与特征的层板结构;另一方法为在主体材料中加具有相反电特征的物质微粒一一导体加陶瓷等绝缘微粒，而绝缘体加金属微粒，且随厚度不同，微粒的密度不同.另外从能量守恒角度看，电磁波反射减小。折射必增大，如果不将其损耗，当其遇到其它界面(如蒙皮内面或内部结构)时还将反射，损耗的方法为将其转变成其它(如热)能这也得通过特殊材料的特殊设计实现[5]。实验过程

一、原料

环氧树脂(E-51，无锡树脂厂；潜伏固化剂(594)，无锡树脂厂；丙酮，燕山石化；酒精，燕山石化；碳纤维；日本东丽公司；玻纤布，南京玻纤院；吸收剂A、吸收剂B，自制。

二、实验

隐身复合材料体系采用高性能树脂基体浸润玻纤增强体，形成连续相;吸收剂按照设计要求，以一定的浓度和方式分散于玻纤增强体与树脂基体之间，形成非连续相，利用平板硫化机进行模压制样，对多种类型吸收介质的吸波效果进行实验。实验过程中，主要通过控制吸收剂的分散状态和加入量来实现电磁参数的调节，从而实现对雷达波的入射、散射、损耗等。不同浓度吸收剂

制得的样板吸波效果不同。

通过实验发现，A类吸收剂浓度变化对吸波效果的影响不明显(表1)，B类吸收剂的浓度对吸波性能影响较大(表2)。利用A类吸收剂制作的样板性能稳定(表3)，利用B类吸收剂制作的样板性能不稳定(表4)。同时A类吸收剂易于在纤维布层间分散，其浓度和分散方式可设计性强，能较大范围地调节材料体系的电磁参数。而B类吸收剂的吸波效果、分散工艺、可控性差。利用A类吸收剂制取复合材料体系样板的力学性能数据见表5。

通过设计复合材料的表层结构，雷达波的入射率得到有效提高:在材料内部通过改变吸收剂的加入量的变化，使入射到材料体系内部的雷达波逐渐被损耗，实现不同层次的吸收功能、反射功能和散射功能，从总体上提高了复合材料的吸波效果，且性能稳定;其力学性能达到了通用材料的使用要求。

三、结果与讨论

根据以上实验配方和结构设计结果，在材料体系和成型工艺条件不变的前提下，对所制取样板进行8毫米波、厘米波吸波效果测试(图

1、图2）。

可以看出，在8毫米波段隐身复合材料体系具有良好的吸波效果，在厘米波段2GHz-8GHz

范围吸波效果OdB-8dB，8GHz-18GHz范围吸波效果8dB-12dB。这主要与与吸收剂的加入方式有关。由图中还可以看出，曲线两端均趋于水平，这说明在频带范围之外材料体系仍然具有较好的吸波性能;这对拓展其工作频带具有重要意义。

四、评价指标[6]

五、结论

隐身复合材料板具有良好的雷达波隐身效果，在毫米波段和厘米波段均具有较高的吸波性能.复合材料样板具有较高的强度和模量，具有一定的抗弹性能，与金属材料相比有很好的减重效果，可以作为结构件材料使用[4]。展望

吸波复合材料的研究是国内外隐身技术领域的研究热点。不管是涂敷型吸波复合材料，还是结构型吸波复合材料，均是针对雷达探测系统研制开发的隐身复合材料，这些吸波复合材料主要吸收雷达电磁波。传统的吸波材料主要以强吸收为目标，但存在频

带窄、效率低、密度大等缺点，应用范围受到一定的限制。新型的吸波材料要求满足“薄、轻、宽、强”，还满足多频谱兼容、耐高温、耐海洋气候、抗辐射等更高要求。结构型吸波复合材料既能承载，又能吸波，并具有宽频带、高效率的优点，是今后研究的重点。同时反隐身技术的发展促使新兴隐身手段的探索和研究，兼容性吸波复合材料和等离子体隐身技术得到了重视。随着多功能复合吸波材料研究的深入，纳米无机物/聚合物复合体作为一种新型的优秀吸波功能材料必将有更大的发展和应用前景[7]。参考文献：

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妈妈的“搜索雷达” 篇6

我曾把这句话讲给同样身为人母的朋友听，朋友都赞同，并感叹。

我笑言：“这叫母亲的‘搜索雷达’。”

母亲的眼睛，母亲的耳朵，甚至母亲的鼻子，在与自己孩子关联的世界里，都成了一只只灵敏度极高的“雷达”，搜索着与自己孩子相关的蛛丝马迹。

我也如此。每次送女儿上学，在离开教室的一瞬间我会回头，在许多小脑瓜中总是无比精准地看到女儿的小脑瓜。而且往往就在同时，女儿也会转过小脑瓜，对我甜甜一笑。

每当这个时候，我的心里总会流过一丝甜蜜与欣慰。

送女儿去上学时，我常会不由自主想到龙应台说她送儿子华安上学时的情景。龙应台说，上课铃声一响，在那么多穿梭纷乱的孩子里，她一样能无比清楚地看到自己孩子的背影。华安背着一个五颜六色的大书包，他仿佛能感应到背后妈妈的“搜索雷达”，他不断回头，好像穿越一条无边无际的时空长河，母子的视线与凝望在隔空相会。

龙应台的儿子现在长大成人了。然而，她却不无失落地说，儿子16岁时要到美国学习一年，16岁的儿子已经长得高高大大，妈妈的头只能贴到儿子胸口了。在儿子排队等候护照检验时，她站在外面，目光不断搜索着儿子的背影。轮到儿子检验好护照，儿子径直朝前走去。

站在外面的龙应台，目光一直在搜索、定格着渐行渐远的儿子。

她一直在等候，等候儿子在消失之前回頭看她一眼，然而，没有，一次都没有。

儿子21岁时上的大学正好是她任教的大学，即使是同路，儿子也不愿坐她的车，就算偶尔坐了，也是塞上耳机听他一个人的音乐，而对近在咫尺的母亲关上那扇心门。

为什么儿子在小时候还能与母亲的“搜索雷达”互为感应？而到长大，却无感于妈妈的“搜索雷达”了呢？

认知雷达技术及其发展研究 篇7

关键词：认知雷达,环境感知,自适应发射

雷达是一种广泛用于监视、跟踪和成像应用的遥感系统, 军、民用均可。传统雷达通常采用固定的发射信号, 通过接收端的自适应处理及滤波算法的设计来提高性能。由于雷达的测量、分辨性能和杂波中目标的检测在很大程度上取决于发射的波形, 对于日益复杂的战场环境及密集杂波、多目标背景等挑战, 发射波形固定, 当环境发生变化时, 紧靠接收端的自适应已难以获得理想的效果。

而事实上, 自雷达开机之刻起, 通过电磁波的作用, 雷达就与其周围环境变成一个紧密相连的整体了, 在这一意义上环境对雷达回波有着强而连续的影响, 由于雷达环境是非静止的, 因此不断感知并更新环境状态估值, 实现雷达与探测环境的自适应互动, 才能真正实现智能化探测。这也正是认知雷达的核心思想。

认知雷达是一种智能雷达, 是公认的未来雷达。它的主要特点是引入雷达闭环系统:雷达通过先验信息设计发射波形, 波形经过环境反射, 携带着环境信息被雷达接收, 雷达从回波中提取更多的信息作为下一次发射的先验信息, 设计下一次的发射波形, 如此循环。认知雷达可以全方位提高雷达性能, 因此认知雷达正成为将来科技研究的重点方向个热点领域。

1 认知雷达的概念

受蝙蝠回声定位系统及认知过程的启发, 国际著名信号处理专家Simon Haykin于2006年首次提出了认知雷达的概念。要让雷达具有认知性, 就必需将自适应扩展到发射机。通过发射-接收电磁波感知环境, 利用它与环境不断交互时得到的信息, 结合先验知识和推理, 不断地调整它的接收机和发射机参数, 自适应地探测目标, 从而实现随时随地自动发现、锁定、跟踪、管理和评估目标。

认知雷达的结构框图如图1所示, 认知雷达系统应能够主动地感知环境, 并形成一个融发射机、环境和接收机为一体的动态的闭合反馈环路。

认知雷达工作包括三个基本特征:接收机的贝叶斯推理, 用于保存信息;从接收机到发射机的反馈, 用于智能控制;发射机的自适应处理。

2 认知雷达的关键技术

认知雷达的探测方法与常规雷达系统相比具有优点, 即不执行某种预设方案, 而是采用自适应算法智能地选择波形参数从而适应射频环境。认知雷达能从环境中学习, 智能地改变发射波形。认知技术是认识雷达的核心, 也是其与常规雷达相比最大的区别。

认知雷达的关键技术包括:

(1) 智能的信号处理。它建立在雷达通过与周围环境交互进行学习的能力之上, 其主要任务是通过与环境的不断交互, 获得并提高雷达对环境的认知。

(2) 从接收机到发射机的反馈, 这是智能的推进器。接收机截获雷达信号, 经智能信息处理得到目标信息, 然后将其反馈给发射机, 使得发射机能够自适应调整发射信号, 以期望提高整机性能。

(3) 雷达回波数据的存储。通过更多雷达回波的积累效果, 以提高雷达认知环境的精确程度, 这是通过在跟踪期间使用贝叶斯目标探测方法实现的。

3 认知雷达的处理

3.1 认知雷达工作方式

图2描述了认知雷达的工作方式。

系统首先采用数据库根据先验目标信息来识别频段和感兴趣的子频段, 指出目标可能响应的射频 (图2a) 内的谱区域。该数据库还用于存取已知的射频系统波形类型, 从而令认知非线性雷达避免干扰其它射频系统以及被其它射频系统所干扰。

然后, 系统无源地扫描射频环境, 从而获取噪声、射频干扰和已知射频系统的波形 (图2b) 。然后根据由无源扫描获得的发射机和接收机频率上的射频干扰和噪声功率电平来选择雷达波形参数;同时系统还可以根据某种先验的目标信息 (由数据库提供) 选择雷达波形参数, 为解决多目标优化难题, 使用自适应算法选择雷达波形参数。

然后, 雷达探测信号照射环境, 再测量雷达回波 (图2c) 。

之后, 处理测得的雷达回波, 证实感兴趣的目标存在或不存在。

再根据下面三点为下一个循环选择新的雷达波形参数:射频干扰和噪声的无源测量;某种先验的目标和数据库信息;基于前一个循环的感兴趣目标的似然性。

因此, 对一个给定的循环, 新雷达波形的频率可以变到一个新子频带 (图2d) 上以验证感兴趣的目标。

3.2 认知雷达的处理构架

认知非线性雷达的处理框架见图3所示。

雷达系统组成包括多部接收机, 对这些接收机进行编组, 可分为两类:

(1) 阵面无源频谱接收机。

(2) 雷达接收机。无源频谱接收机感知射频环境, 探测电磁干扰。系统采用多部无源接收机同时测量多个感兴趣波段。与采用单部无源接收机相比, 采用多部无源接收机的优点在于减少了测量多个感兴趣波段的所需时间。频谱感知技术对噪声、干扰、工作在射频环境中的射频信号进行无源测量, 以便雷达的发射机和接收机工作在这些预先存在的信号的波段之外。

选择了探测目标的合适波形之后, 雷达接收机测量射频环境。从雷达接收信号中提取潜在的目标信息或特征。用目标特征 (来自雷达接收机处理链) 、干扰和噪声 (来自无源接收机处理链) 估算信噪比 (SNR) 。然后, 用目标检测/分类算法和某种先验的目标信息对信噪比信号进行处理。根据目标检测似然性、噪声和干扰功率电平、允许的发射频率 (如数据库指定的) , 优化发射波形参数 (幅度、频率、相位、调制等) , 然后选择并发射波形。这一过程不断重复, 直至高度确信目标出现或缺失。

3.3 频谱感知处理

频谱感知处理用于估算图3中无源频谱接收机提供的有限持续数据流的功率谱。该无源频谱接收机 (含模数转换) 提供信息的数字化数据流。

图4说明了频谱感知处理流程。由于采用快速傅里叶变换 (FFT) 有效计算了有限观察窗以及功率谱估计, 所以, 窗函数被用来减少谱泄漏或副瓣。然后, 将功率谱与雷达接收机信息提取出的特征结合起来, 估算目标检测和分类的信噪比。最后, 采用一种信号检测技术来检测工作环境中的潜在通信和其它射频信号。该信号检测技术可采用访问数据库的方式获取已知射频系统波形类型。

3.4 目标检测与分类

图5说明了目标检测和分类技术的流程。

目标检测器的输入是谐波和/或互调失真乘积的信噪比估算。目标检测方法包括:匹配滤波器、贝叶斯决策理论、通用似然比测试 (GLRT) 、恒虚警率 (CFAR) 处理。

目标检测之后进行目标类型识别。常见的分类方法有贝叶斯鉴别函数、最近邻分类器、支持矢量机 (SVM) 、神经网络、基于树的算法、无人监管学习算法。

3.5 优化处理

目标检测和分类之后, 根据频率信息、数据库提供的允许发射频率、以及频谱感知步骤给出的适用发射频率, 采用优化器来确定新发射频率的参数以及其它波形参数。优化器根据雷达探测需求对多个目标函数进行优化。与雷达系统相关的目标函数, 包括信噪比、系统功耗、频率、所占带宽、计算的复杂性。与雷达系统相关的决策变量包括频率、信号功率、带宽、调制类型、脉冲重复间隔 (PRI) 。

多目标函数优化的实现方法之一是遗传算法。与其它机器学习方案相比, 遗传算法有优势, 因为它们不需要目标和/或环境的练习数据或统计模型。

遗传算法的基本步骤示于图6。首先, 随机产生N个方案, 采用适切性原则识别出群中最合适的染色体, 这里, 适切性测量取决于目标函数。然后, 用交叉、突变的方法产生一个新的群, 即下一代就形成了。对新群中的染色体, 要评估其适切性, 淘汰掉适应性程度低的解, 经过多代迭代, 最终评估一种中止条件, 以确定新群满足优化过程的要求。

4 认知雷达的发展趋势

认知雷达作为一个崭新的发展方向, 尚处于“幼年”阶段, 全面、完善、实际的认知雷达还远没有变成现实。下面是若干需要进一步发展的领域:

(1) 最优发射波形的设计和选择。如何根据雷达回波和先验知识等, 确定相应的优化指标, 采取高效、稳健的算法, 自适应地设计、选择发射波形参数, 直接决定着雷达的智能程度。

(2) 数据挖掘和基于知识的推理。认知雷达具有存储器, 如何从大量的传感器信号和“记忆”中挖掘出有效的信息并加以利用, 是实现智能行为的关键。

(3) 资源分配的最优化算法。在雷达波发射、计算、存储等环节, 如何规划有限资源, 对于多目标, 如何设计、选择发射波同时探测不同特性的目标, 使整个系统的性能达到最优, 涉及到高效、稳健的最优化算法的研究。

(4) 自适应波形的生成技术。

5 结束语

目前, 国内外对认知雷达的研究都处于起步阶段, 认知雷达的实际装备尚未见诸于报道。认知雷达是一门交叉学科, 其研究工作良好有效的发展需要结合雷达专业技术人员和人工智能相关学科研究人员的共同努力。雷达专业人员可从事雷达技术指导和雷达仿真技术研究;人工智能相关专业人员, 可从事运筹学、最优化算法、知识推理等研究。从长远发展来看, 认知雷达的相关理论成果可推广到通信装备、导航装备、电子对抗装备等的智能化研究中, 将对相关领域的发展具有巨大的促进作用。

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世界地面防空雷达现状与发展趋势 篇8

随着现代军事技术的不断发展,各国面临的潜在空中威胁越来越多。“防空”成为各国军事战略的重中之重。如何在千里之外获取空中威胁目标的情报信息,从而为本土防空提供预警和作战数据支持,成为各国防空作战的首要任务。对于幅员辽阔的中国来说,接壤国度的多元性更是对本土防空任务提出了挑战。地面防空雷达作为搜索、监视、识别空中目标并确定其坐标参数和运动轨迹的主要工具,自发明之日起就一直成为现代战争中获取空中目标情报的主要技术装备。在近年来的局部战争中,特别是海湾战争、伊拉克战争,都是以干扰和摧毁对方的防空预警系统为先导,目的是先让对方失去耳目,因此地面防空雷达成为战争中最先被攻击的目标。由此,可以看出地面防空雷达在现代战争的突出地位。

1 世界地面防空雷达发展的历史回顾

1.1 早期的地面防空雷达系统

1936年,英国首次将“本土链”警戒雷达部署在本国沿海地区,投入实战应用。1938年,英国组建了世界上最早的防空雷达预警网。1939年9月,第二次世界大战爆发时,英国已在东海岸建立起了一个由20个地面雷达站组成的“本土链”雷达网。在1940年纳粹德国大规模空袭英国的“不列颠战役”中,英国正是靠“本土链”,在每次德国人空袭前,争取了20分钟宝贵的预警时间,以约900架战斗机抵挡住了德国2 600余架飞机的疯狂进攻。

二战后,随着电子技术的进步,世界地面防空雷达的性能不断提高,其探测距离和精度成倍提高。并且地面防空雷达发展了反干扰技术,如研制了动目标显示雷达和采用机械跳变频技术等。20世纪60年代,各国又陆续研制出脉冲压缩、频率捷变、电扫描等新体制雷达,进一步提高了地面防空雷达的探测性能和抗干扰能力。20世纪80年代以来,发达国家根据现代局部战争的经验,对已经列装的地面防空雷达进行技术改造,在探测性能、四抗能力和可靠性上有了质的飞跃,并陆续推出了30多种不同体制的陆基防空雷达,加强本国国土防空网的建设,提高预警监视能力[1]。

1.2 新的地面防空雷达体系

21世纪以来,地面防空雷达技术不断成熟。在各国的地面防空雷达体系中,有源相控阵[2]、三坐标、超视距等各种技术体制形成百花齐放的态势。而且,面对越来越多的空中威胁,各国不惜重金研发和装备各种远程警戒雷达、导引雷达、目标指示雷达、近程低空监视和补盲雷达,打造功能强大、天衣无缝的地面防空雷达网络。

由于自身的用途范围非常广泛,防空雷达可以分为战略级防空监视雷达和战术级防空雷达。前者用于探测弹道导弹和空中高速威胁目标的远程和超远程监视。而后者则用于中程和近程对空监视,某些远程监视雷达也归在此类。本文的研究对象仅为战术级防空监视雷达。

2 世界各国的防空雷达装备和研制现状

2.1 美国

二战后,美国吸取了英国的战争经验,大力发展地面防空雷达网络。目前,美国研制和装备的地面防空监视雷达产品型号最多。远程、中程、近程型号相互配合,整体的地面防空雷达网络体系非常健全,是各国打造自己的地面防空雷达体系的标准。下面简要介绍美国陆军现役的主力防空监视雷达型号。

FPS-117(V)是一套由美国洛克希德·马丁公司研制的L波段固态三坐标防空雷达系统,用于远程飞行器探测和提供位置数据、辅助导航、战斗指挥和近程空中支援。该雷达部署非常广泛,其中17部FPS-117(V)3被用于沙特阿拉伯“和平屏障”防空系统;16部FPS-117(V)4作为远程雷达传感器安装在北方预警系统中;4部FPS-117(V)5部署在冰岛。到2004年为止,FPS-117(V)/TPS-77(V)估计批量生产了113部[3]。

AN/TPS-79是一套由洛克希德·马丁公司研制的S波段固态三坐标战术空中监视雷达,应用于中距离补盲,空中战术管制和海上监视[4]。

ASTAR(先进战术防空雷达系列)雷达为防空监视雷达, ASTAR-2为两坐标型号,ASTAR-3雷达可提供战术远程三坐标空中防御。ASTAR-2雷达可作为防空系统或海岸监视补盲雷达。

HR-3000(HADR)三坐标多功能防空雷达是由雷声公司研制的一部E/F波段相控阵雷达,用于国家防空网或作为防空系统的补盲雷达。该雷达可以自动探测、分类并报读其覆盖范围内的所有目标。

2.2 俄罗斯

目前,俄空军主要装备了P-12、P-14、P-18、P-35、P-37、5N87、PRV-9、PRV-13、96L6E等第二代、第三代和第四代防空雷达。从2009年开始,俄空军雷达兵部队开始陆续装备“对手-GE”和“伽马-DE”。但装备数量很少,仅装备了莫斯科特种任务指挥部第32防空军和第6防空集团军雷达兵部队,占全国防空雷达体系的5%~7%。

96L6E三坐标对空监视雷达工作在S波段,具有对空中目标进行探测、分类、截获和跟踪的能力,并能把处理的雷达数据通过电缆或无线电线路供给有关用户,该雷达用于S-300PMU和S-300PMU防空导弹系统。

“伽马-DE”对空监视相控阵雷达用于空军和防空自动控制系统和非自动系统中,也可用作空中交通管制系统的跟踪雷达。该雷达工作于L波段,它能探测和跟踪空中威胁目标,包括在严重杂波和电子干扰环境中探测高空飞行的信号特征小的空中导弹目标。

“对手-GE”雷达是机动式三坐标相控阵监视雷达,该雷达工作在D波段,其主要任务是探测和跟踪战略战术飞机、机载导弹、小型和低型面飞行器,并测量目标距离、方位和高度。

2.3 欧洲

英国的Martello系列由S713、S723、S734D和S753等4种机动式三坐标系统组成。S723雷达是由BAE系统公司研制、工作在D波段的对空监视相控阵雷达,其中英国有4部S723雷达用于英国地面防空设施(UKADG);S734D雷达是一种D波段机动式或固定式三坐标远程防空监视雷达,主要用于远程防空; S753雷达1993年进入初步的研究和开发阶段。S753是S734D的派生型,但它的机动性比S734D强,重量也比它轻,与S734D相比,其天线的高度降低了四分之一,宽度也减少了一半。它可工作在单一频率或者多频率状态,以提高探测能力。

“指挥官”系列远程对空监视雷达包括AR-325和AR-327。AR-325是由BAE系统公司研制,是一种工作在E/F波段的远程三坐标防空雷达。AR-327是一种机动式远程雷达系统,用以满足不断增长的防空雷达战术部署要求,能够在探测性能和快速机动性之间取得平衡,可以在1 h内完成部署。

Master系列是Thales Raytheon Systems研制的固态、可运输雷达,用于空中监视。Master-A是一种多功能空中防御雷达;Master-M是一种远程预警雷达;Master-M3R是一种在仰角进行电扫,而在方位上进行机扫的多功能雷达,用于远程空中防御和弹道导弹防御;Master-S是一种采用E/F波段固态传感器的雷达,用于探测中空、低空和超低空的飞机,还可用于点防御和区域防御或低空补盲;Master-T是一种功能强大的远程战术三坐标雷达,用于空中监视和防空。

2.4 中国周边国家

J/FPS-3是由日本三菱电子集团自主研制的三坐标相控阵防空雷达,是日本地面防空“巴其”(BADGE)系统的主要对空防御/拦截控制雷达。

J/TPS-102雷达是由日本NEC集团研制的一种机动式近程防空雷达,该雷达用来补充日本地面防空“巴其”(BADGE)系统中的固定阵地雷达。

NPG-880雷达是由NEC集团研制的固定式三坐标防空雷达。

MPM-510雷达是日本NEC集团生产的高机动性系统,是NPG-880派生出来的新型三坐标雷达,工作在E/F波段。

GRL600(INDRA-I)雷达是由印度Bharat电子公司研制的D波段机动式全相干低空监视雷达,主要用于防空系统中的补盲作用,除监视外还用于局部区域警戒和目标指示。

GRL610(INDRA-II)雷达是由印度Bharat电子公司研制的D波段机动式全相干低空监视雷达,用途和INDRA-I相似。

PSM-33 MK Ⅱ雷达是由印度Bharat电子公司研制的E/F波段可运输型三坐标防空控制和报告空情雷达系统[3]。

各国防空雷达性能参数见表1。

3 未来发展趋势

经过了70多年的发展,地面防空雷达技术不断适应新形势、新威胁的变化,雷达与反雷达的斗争日趋激烈。为了对付未来的电子干扰、反辐射导弹、低空突防和隐身飞行器等四大威胁,地面防空监视雷达必须进行革新和突破,开发新体制和新技术的才能在日趋复杂的作战环境中继续生存和发展下去,满足现代防空作战的要求。

总体来说,地面防空雷达的发展趋势有如下几点:

3.1 采用多功能相控阵体制

逐渐抛弃抛物面反射天线,全面采用多功能的相控阵体制,不仅提高雷达的作战距离,扩大雷达的目标数,同时雷达的生存能力和可靠性也步入了一个新的台阶。

3.2 高机动性

高机动性能的防空雷达倍受重视。虽然大型固定式防空雷达性能强大,功能齐全,但复杂而庞大的结构、较差的机动性,往往成为反雷达武器的首选攻击目标。因此,在20世纪90年代之后,为了增强雷达的战场生存能力和移动作战能力,各国都很注重防空雷达的机动性能。

3.3 重视低频防空雷达

低频防空雷达重新得到青睐。在现代雷达的四大威胁中,反辐射导弹和隐身飞行器无疑是最大的麻烦。由于低频雷达的波长特性,使得反辐射导弹的跟踪精度大为降低,而且隐身飞机的隐身效果也大打折扣。因此国外这些年再度出现重视发展低频防空雷达的倾向,如俄罗斯最新型的“对手-GE”雷达就是工作在L波段。

4 结束语

面对日益严峻的战场环境,提高防空雷达的反隐身和抗干扰能力,有效提高防空雷达系统的作战能力和生存能力是当前亟待解决的问题。在这一点上,美国陆军认为雷达组网是最有希望的反隐身和抗干扰途径。通过对干扰源和隐身目标的多站定位,充分发挥体制对抗的优势,是地面防空雷达适应未来战场环境的有效途径。

摘要：文中回顾了世界地面防空雷达的发展历史。如今,日趋复杂的作战环境迫使各国不惜重金研发和打造功能强大、天衣无缝的地面防空雷达网络。文中主要介绍了战术级防空监视雷达,并通过对各国多种现役装备的雷达系统进行对比,预测了地面防空雷达研制技术的发展趋势。

关键词：防空雷达,战术级,发展趋势

参考文献

[1]Ralph Strong.Radar:The Evolution Since World War II[J].IEEE A&E Systems Magazine,Jan.2005.

[2]胡明春.开放式有源相控阵天线系统[J].现代雷达,2008,30(8):1-4.

[3]罗群,周万幸,马林.世界地面雷达手册[M].北京:国防工业出版社,2006.

雷达抗干扰技术的发展趋势分析 篇9

关键词：电子信息技术,雷达,抗干扰,电子环境

雷达在探测和跟踪目标时, 如果遇到复杂电磁环境的干扰, 容易在距离、角度和频率方面不能有效分辨真实目标, 而此时, 雷达所指示的目标信息也并非真实目标的相关信息, 这样雷达就会失去跟踪和探测的效用。所以说, 开展对单脉冲雷达抗干扰能力的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。

1 复杂电磁环境下雷达的主要干扰技术

随着电子干扰技术的迅速发展, 如今能够对雷达实施干扰的技术非常多, 我们从战术应用角度将其分为常规干扰技术和非常规干扰技术两大类。

1.1 常规干扰技术

常规干扰技术, 具体指的是在雷达对抗中经常采用的、普适性较强的一些干扰方法。其主要干扰原理是有效降低雷达接收信号的信噪比。常用的常规干扰技术主要包括阻塞噪声、射频存储转发干扰和无源干扰等。雷达抗常规干扰的主要方法是提升雷达的跟踪和探测性能, 比如说增加隐身天线、增加发射功率、采用低截获概率技术, 等等。

1.2 非常规干扰技术

非常规干扰技术, 主要是指对那些采用了特定技术的雷达或者构造、功能比较特殊的雷达实施干扰的方法和措施。一般来讲, 对特定的雷达进行非常规干扰应当先侦查、收集被干扰雷达的一些特定信息 (比如说雷达频率、雷达操作系统等) , 然后使干扰机能够逼真复现被干扰雷达的信号, 同时有效控制信号, 从而产生虚假现象。通过制造假的雷达目标回波, 让被干扰雷达产生错误的数据和信息。非常规干扰方法对跟踪雷达的干扰更为有效, 这也是对单脉冲雷达进行干扰时经常采用的方法。这类干扰技术主要有距离欺骗、角度欺骗、速度欺骗、自动增益控制欺骗, 等等。其中, 距离欺骗的特点是利用干扰信号将雷达距离波门从真目标上脱开, 以控制、转发或延迟等有效手段使雷达产生距离假目标, 其干扰原理是通过发送干扰信号让雷达两个距离波门中的信号强度不一样, 从而干扰雷达的距离分辨能力;角度欺骗干扰的主要特点是在单脉冲雷达分辨角内设置两个或以上的干扰源, 对单脉冲雷达的角跟踪系统精度和准确度实施干扰;速度欺骗的特点是通过发送两个高低不同频移的干扰信号, 从而让雷达速度跟踪波门难以准确测定目标的移动速度;自动增益控制欺骗的特点是通过连续不断的干扰使AGC不断进行控制转化, 从而造成雷达接收机工作失常, 进而出现跟踪、探测中断或雷达整体性能下降等问题。

2 雷达抗干扰特点及其技术发展趋势

通过分析雷达干扰技术, 一般认为现代雷达抗干扰技术应具备以下几个方面的特点:①雷达天线应当具备高增益、低副瓣、低交叉极化响应、窄波束、电子扫描相控阵、单脉冲测角等技术, 全面提升信号藏匿、跟踪和探测能力;②雷达系统应当具有高速的数字信号处理与计算系统、信息传递与交换系统等, 从而全面提升其应对复杂电磁环境的能力;③雷达系统应当具有全方位、全频段、大功率、多重功用的多波束能力, 以便于能在应用中对付多个目标。此外, 现代雷达系统正在朝着集成化、模块化的方向发展, 这样才能确保雷达更能适应复杂、多变的电磁环境, 提升其生存能力。由现代雷达抗干扰技术的特点, 我们可以预测其未来发展的主要趋势, 具体包括以下几个大的方面。

2.1 多功能相控阵雷达技术

多功能相控阵雷达通过电控指令控制天线在孔径面上的相位分布, 从而实现对雷达波束指向和形成的控制, 从而提升雷达波束的灵活性和自适应能力, 并根据抗干扰需要针对性进行功率管理。由于多功能相控阵雷达具备波束稳定、反应快、指向反应快等优点, 因此其具有相对更好的抗干扰性能, 从而成为雷达技术研究与发展的一个重要方向。

2.2 多波束技术

雷达多波束系统具体是指利用多波束网络或者多束透镜在一定空间范围内形成多个独立并相邻的高增益波束, 其能够覆盖更宽的频率范围, 并且能够以较高的角分辨率对空间实施不间断扫描。更重要的是, 每个阵元前都装置了低功率微波放大器。所以, 在使用中, 能够产生较大的有效辐射功率, 从而很好地应对干扰威胁。

2.3 低截获率技术

雷达使用中, 可以通过运用频谱扩展及随机调制等有效措施, 降低雷达的有效辐射载波的功率, 从而大大降低雷达信号被敌方截获的概率, 以保护雷达免受敌方的干扰, 这也是未来雷达抗干扰技术发展的一个重要方向。

2.4 综合抗干扰技术

这一抗干扰技术主要是将多种对抗技术和战术方法有效结合在一起, 充分发挥出各项技术的抗干扰能力, 从而有效提升雷达的整体抗干扰能力和适应性。比如说, 可以利用副瓣对消对抗连续波噪声干扰, 利用单脉冲测角对抗角度欺骗, 利用频率捷变对抗有源干扰等。在雷达使用中, 通过运用灵活多变的战术方法和综合性的抗干扰措施, 也能在很大程度上提升雷达的抗干扰能力。但在未来的研究中, 我们应当致力于将多种抗干扰技术融合在一个雷达系统内, 并让彼此之间实现高效率、高灵敏度的运转。

3 结束语

总的来说, 面对当前越来越复杂的电磁环境和越来越激烈的电子对抗形式, 雷达抗干扰的发展是必须的, 也是急迫的, 需要我们相关工作人员和研究人士对当下的雷达干扰技术、抗干扰技术和电子信息技术等进行详细的了解和探索, 以便不断取得新发展和新突破, 从而在雷达技术上占得先机, 将干扰和抗干扰的主动权握在自己手中。

参考文献

[1]刘江波, 舒敬环.复杂电磁环境下的雷达抗干扰效能评估指标体系构建[J].信息化研究, 2015 (05) .

[2]王法栋, 王瑞革.雷达对抗技术与效果评估方法研究[J].数字技术与应用, 2014 (07) .

[3]张颂, 陈远征, 夏兴宇.干扰机布站位置对合成孔径雷达相干干扰效果的影响分析[J].航天电子对抗, 2015 (06) .

雷达发展 篇10

1 雷达信号处理主要功能

雷达信号处理主要集中在通信和电子对抗两方面。在通信方面, 雷达信号处理需要通过调制、编码等技术对通信信号进行处理, 以提升无线信号的可靠性, 和随机性, 降低其被识别的概率, 增强其抗噪声、抗干扰以及抗衰落等性能, 保证信号可被准确识别和处理。在电子对抗方面, 雷达信号处理需要利用其前端设备输出的脉冲信号流进行信号识别、参数估值以及信源识别, 获取雷达系统关注的信号时候别结果为后续其他设备和作战计划的应用提供支持。

2 雷达信号处理关键技术

雷达信号处理所关心的研究领域主要集中在目标识别与分类、抗电子干扰、以信号产生、提取与变换为核心的信号处理、信号检测与积累、脉冲压缩等方面。

2.1 目标识别与分类技术

雷达可依照一定的策略和规则组建雷达网, 利用网络内各雷达的性能对负责区域内的被测目标的坐标、运动参数等进行检测与估计。目标识别与分类主要是利用目标的特征信息, 如运动速度, 空间位置等, 对目标类型进行判断, 并从中识别出真正的目标信息。该过程既可以利用雷达向目标输出信号的回波串特性来实现, 也可以通过高分辨率图像形成技术所获得的目标特征与属性来实现。

2.2 抗电子干扰技术

雷达系统使用的是无线电磁波信号, 其在空域范围内面临着多种干扰和威胁, 如“四防”、空间电磁环境等, 这些干扰都会对雷达的探测性能带来较大的干扰, 影响雷达的应用效果。因此雷达系统需要应用信号处理技术解决多种电子干扰问题, 提升其隐蔽性。典型的抗电子干扰技术为无源雷达探测, 其可以减少或消除雷达本身的电磁辐射属性, 提升系统的生存能力。

2.3 信号处理技术

现代雷达以大规模或超大规模数字电路集成技术、数字信号处理技术、通信技术等为基础, 可以实时处理更大容量、更高复杂度的数字信号信息, 还能够将目标回波从混叠信号中分离出来, 最大限度的降低干扰和噪声信号对系统性能的影响。其所使用的处理技术大致可以分为信号产生、信号提取、信号变换等三类。第一类中包括信号的调制、变频、合成、放大以及波束形成等;第二类包括信号的解调、分频、滤波、监测以及成像等;第三类则包括跳频、延时、相关等。

2.4 信号检测与积累

考虑到现代空间环境日趋复杂, 目标反识别手段越来越多, 视频信号成为雷达信号处理的重要内容之一, 故需要对复杂环境下的信号检测与视频信号积累技术进行研究。典型的信号检测与积累技术为视频信号积累和恒虚警检测技术, 这类技术可以有效提升信号的积累量, 增大回波信噪比和低信噪比环境下的目标检测能力, 降低虚警的发生概率。

2.5 脉冲压缩技术

脉冲压缩技术可以有效拓展雷达信号的时宽带宽, 提升雷达的覆盖范围, 实现高速、高分辨率目标检测。同时, 脉冲压缩技术还能够对雷达信号的波形进行调制, 通过接收端不匹配滤波技术降低雷达网间的信号相互干扰问题。

3 雷达系统的性能提升和发展方向

传统雷达所使用的信号为窄带信号, 其应用领域受限较大, 而现代雷达系统使用宽带信号、空时频自适应处理、数据融合处理等技术可以有效拓展系统的目标探测距离与精度, 实现目标的分类与成像。

具体的, 雷达系统的性能提升主要集中在以下几个方面:一是使用宽频信号实现高分辨率远距成像;二是利用TBD等技术实现微弱目标的检测;三是利用多信号处理与检测技术实现干扰的抑制、目标提取和目标识别;四是利用系统化、一体化数据处理平台实现目标成像。

基于上述内容, 现代雷达信号处理的发展趋势呈现三方面特点。

(1) 数字化处理。数字化处理要求下的信号处理算法更为丰富, 集成度更高, 信号处理速度也得到了极大得提升。如高速串行通信技术可以将单向波特率提升至10Gb/s;串行总线交换技术可以实现点到点、点到多点的互联, 大幅度提升数据的传输效率;FPGA技术可以为雷达信号处理算法提供更加灵活、适应性更强的应用环境, 使得数据处理性能得以最大发挥。

(2) 多功能应用。雷达信号处理除了在军事中应用外, 还能够在制导、气象、航空等领域进行功能拓展。不同制式、功能、频段的雷达协同工作能够形成一体化的系统平台, 将雷达系统应用到各个领域。

(3) 信号处理算法。信号处理算法是雷达系统的核心内容, 其对现代雷达系统的功能实现具有决定性意义。自适应杂波对消、自适应干扰抑制、自适应频率控制、自适应波形捷变、多维信号处理与融合等技术已经在现代雷达系统中得到了广泛的应用, 新的信号处理算法与理论也正在逐渐被应用到雷达信号处理中, 如模糊理论、神经网络、遗传算法、基于SAR的图形处理算法等。

参考文献

[1]熊孝华, 杨安会.现代雷达信号处理及发展趋势研究[J].中国高新技术企业, 2011 (13) :23-24.

[2]于文震.雷达信号数据处理平台发展趋势探讨[J].现代雷达, 2009 (7) :1-7.

[3]吴顺军, 梅晓春.雷达信号处理和数据处理技术[M].北京:电子工业出版社, 2008.

瑞士雷达表 篇11

HyperChrome 皓星系列

Glam Slam 腕表

对于男士而言，闪烁的黑色高科技陶瓷与纯 18k 黄金相得益彰，这两种材质完美融合，打造出毋庸置疑的尊贵风范。 而对RADO 瑞士雷达表来说，女士们与男士们同样重要，此迷你系列有两款腕表为女士们度身订造 – 每款均镶满钻石。你新一年的愿望无论是职场迈向新的里程碑或是与他组织一个温馨的家庭，表圈和表侧镶有181 颗钻石的RADO 瑞士雷达表都无疑是你最佳的见证。新年许下愿望，佩戴上奢华闪耀的它，于举手投足间完现自信活力，带给你分分秒秒的鼓励和祝福。

新年愿望：魅力无限

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新年愿望 ： 雅致时尚

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新年愿望 ： 你最珍贵

雷达表香港旗舰店：

铜锣湾 骆克道539号（852）2838-2870 /波斯富街76号 （852）2881-0985

尖沙咀 弥敦道54号 （852）2366-6862/新港中心G07店 （852）2735-8198

雷达发展 篇12

1雷达信号处理中的关键技术

1.1目标识别

对于现代的雷达来说, 不仅能够实现远方目标的探索和定位, 还能实现目标的识别和分类, 这也就是所谓的雷达目标识别技术。在这种技术中, 主要是使用雷达和计算机对远方的目标进行辨别, 其中, 会先分析回波中的各种指标, 主要包括频谱和幅度等, 分析完之后, 应用数学中的多维空间算法明确目标的物理特性以及各项参数, 最后对各项函数进行综合, 得到最终的识别结果。目前, 目标识别已经成为了雷达中一个非常重要的科学技术, 在社会上正在广泛的应用, 特别是在我国的边防领域, 起到了非常重要的作用。

1.2抗电子干扰

在雷达系统中, 使用的是无线电磁波信号, 他非常容易受到空间电磁环境以及侦查雷达防伪技术的干扰和影响, 比如设置雷达伪装网, 就会对雷达产生屏蔽, 遮掩住实际的目标, 从而影响雷达的探测效果。所以, 现代雷达系统在应用的过程中一定要避免电子干扰的问题, 可以应用无源雷达进行探测, 从而削减雷达本身的电磁性, 提高雷达的隐蔽性和生存能力。在现在的战争中, 雷达的应用正在面临着各种各样的威胁和挑战, 比如电子干扰、隐身目标以及反辐射导弹等, 这些都会对雷达的探测功能产生巨大的影响, 严重的话会阻碍雷达的生存。而无源雷达探测系统的应用, 比有源探测系统更具隐蔽功能, 不容易被地方的侦察系统探测到, 进而具有抗干扰、防辐射导弹攻击的作用, 增强了雷达系统的生存能力[1]。

1.3信号处理

随着现代电子技术的快速发展, 尤其是数字信号处理技术、计算机技术和互联网技术的高速发展, 使现代的雷达信号处理技术正在向着先进化、快速化以及功能化的方向发展, 不仅能够有效的处理各种干扰以及混淆信号等, 还能将没有用处的信号排除在外, 在一定程度上保证了信号的效率。具体来说, 雷达信号处理功能主要包括以下三种类型:第一, 产生信号。其中包括调配、合成以及放大等;第二, 提取信号。主要包括调节、分频、监测以及成像等;第三, 改变信号。包括变换频率、A/D转换、放大以及延时等。

1.4检测与收集信号

在现代的社会中, 环境越来越复杂, 越来越多的反识别手段逐渐兴起, 视频信号已经成为了雷达信号处理的重要内容之一, 因此, 对现代社会复杂环境下的信号一定要进行检测和收集, 并且对其进行认真的研究。 最常见的信号检测和收集技术为视频信号积累和恒虚警检测技术, 这种技术不仅能够加强信号的收集量, 还能对回波信噪比以及低信噪比环境的目标信号进行有效的检测, 从而降低虚警发生的概率。

1.5脉冲压缩

在雷达系统中, 安装脉冲压缩技术之后, 就能使用编码形式来发生宽脉冲信号, 并且在接收器中利用匹配滤波器对回波进行有效的处理, 进而输出窄脉冲信号。对于脉冲压缩技术来说, 最大的优点就是能够获得非常大的作用距离, 并且具有很强的距离分辨力。另外, 在在密集的有源电磁环境中, 利用脉冲可以压缩技术可以调配出各种各样的波形, 从而解决雷达之间的干扰问题。需要注意的是, 般情况下性能比较高的雷达不仅具有脉冲压缩技术, 自身还会带有能够提高自身性能的技术[2]。这些技术之所以能够提高雷达的性能, 主要的原因是各项技术之间能够实现兼容的状态。所以, 在设计雷达时, 一定要为雷达提供频率提供稳定的短期稳定度, 确保接收机的线性动态范围在最大值。如果不能达到上述两种规定, 那么雷达的性能就会受到影响, 不能对目标信号进行有效的分辨。

2 雷达信号的发展趋势

2.1数字化的发展趋势

在20世纪70年代时, 雷达信号处理领域中逐渐融进了数字技术, 导致雷达信号处理以蓬勃的趋势快速发展, 成为了非常重要的技术。在70年代之前, 雷达信号处理最主要的技术是模拟电路, 这对雷达系统来说是非常不利的, 严重影响了雷达信号处理的发展。比如, 关于雷达信号处理理论方面的匹配滤波理论以及傅里叶变换算法已经在很早的时期就被提出了, 但是在当时的社会中要想实现是非常困难的, 就算是相对来说比较简单的一次对消和二次对消等动目标显示技术, 要想实现的话也必须利用水银延迟线和固体延迟线等, 这种方式不仅非常笨重, 而且性能也比较差。随着数字化发展进程的不断加快, 上述的理论和看法都得到了非常广泛的应用, 并且得到了技术人员的接受和认可。在数字化环境下的信号处理技术逐渐变得非常强大, 不仅实现了信号处理技术的发展, 也促进了雷达信号处理技术数字化以及模块化的发展, 扩大了使用的范围。

2.2多功能的发展趋势

对于雷达信号处理来说, 所涉及的范围非常广泛, 不仅可以应用在气象领域、导弹领域, 还可以应用在空间探测、卫星领域以及航空领域等。在20世纪40年代的初期阶段, 雷达就已经被人们用在了气象和大气的研究、探索上, 通过多年的使用, 气象雷达已经成为了雷达领域中非常重要的一部分[3]。另外, 在现代的战场上所使用的军事武器和装备等, 也用到了雷达系统, 并且发挥着巨大的作用。按照雷达应用范围的不同, 主要可以分为脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达以及相控阵雷达等, 每一种雷达都会按照自身的性能被应用到相应的领域, 并且发挥其重要的价值。

2.3信号处理算法的发展趋势

随着雷达信号处理多功能以及数字化的发展, 对信号处理理论提出了全新的要求, 并且使信号处理理论在雷达信号处理中实现了广泛的应用, 因此, 促进了雷达信号处理算法的发展。对于信号处理算法来说, 在20世纪中期, 美国的B.Widrow和M.hoff提出了最小均方自适应算法, 在70年代时, 开始在雷达系统中使用, 而到了20世纪80年代, 逐渐形成了自适应波束形成算法。直到现在, 自适应信号处理已经在雷达系统中实现了很好的应用, 比如自适应杂波对消、二维或多维自适应处理以及自适应频率控制等。

结束语

综上所述, 在现代的社会中, 雷达起到了非常重要的作用, 随着信号处理技术的不断改进, 不仅在军事领域中广泛应用, 在社会的其他领域中也使用的频率也非常高, 并且在各个方面都显示出了巨大的潜能。在以后的发展中过程中雷达信号处理技术会应用的更好, 从而促进社会的良好发展。

摘要：在现代的雷达系统中, 信号处理是非常重要的核心内容, 对雷达系统的性能和使用范围具有巨大的影响, 不仅能拓宽雷达使用的范围, 还能推动雷达向着数字化、多功能化方向发展, 并且促进信号处理算法的发展, 本文对雷达信号处理技术和发展方向进行了详细的分析。

关键词：雷达,信号处理技术,发展

参考文献

[1]熊孝华, 杨安会.现代雷达信号处理及发展趋势研究[J].中国高新技术企业, 2011, 13:23-24.

[2]任新涛, 张宏伟, 田蛟, 潘刚.雷达信号处理技术及仿真[J].现代电子技术, 2012, 03:8-10+14.