雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的影響要素及其對(duì)策分析

雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的影響要素及其對(duì)策分析

摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，增加了對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用，通過(guò)不斷加強(qiáng)雷達(dá)信號(hào)的研究與分析，提高處理機(jī)顯控技術(shù)與通信技術(shù)，來(lái)更好的發(fā)揮雷達(dá)的用途，為雷達(dá)的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：雷達(dá)數(shù)據(jù)；傳輸質(zhì)量；影響；對(duì)策1引言雷達(dá)系統(tǒng)問(wèn)世以來(lái)，受到人們廣泛的關(guān)注，并由越來(lái)越多的學(xué)者不斷改善雷達(dá)系統(tǒng)，使其不斷滿足各種場(chǎng)合和作用。在提升雷達(dá)系統(tǒng)的作用時(shí)，該系統(tǒng)的復(fù)雜性也隨之提升。雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)顯控系統(tǒng)趨于智能化控制是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷的向其他領(lǐng)域滲透，也拓寬了計(jì)算機(jī)技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，其中，通信技術(shù)正是因?yàn)橛?jì)算機(jī)的加入，使得雷達(dá)顯控系統(tǒng)逐漸向自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。2雷達(dá)顯控系統(tǒng)功能的特點(diǎn)2.1多樣化雷達(dá)系統(tǒng)根據(jù)用途的不同，雷達(dá)系統(tǒng)所顯示的信息與側(cè)重點(diǎn)也會(huì)不一樣。例如：高頻天地波雷達(dá)系統(tǒng)就利用顯示壓縮后的距離與速度的頻譜信息來(lái)對(duì)實(shí)際目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)其態(tài)勢(shì)信息。2.2實(shí)時(shí)性雷達(dá)顯控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，是通過(guò)電磁波的傳播使目標(biāo)回波被信號(hào)接收機(jī)接收后，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)處理分析。由于多通道接收機(jī)在接收到信號(hào)后，依靠雷達(dá)顯控系統(tǒng)對(duì)接收的大量數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。與此同時(shí)，雷達(dá)系統(tǒng)也將接收的信號(hào)輸送給用戶，供用戶參考，以此達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。2.3高性能隨著信息時(shí)代的不斷發(fā)展，通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)也隨之增加，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，為了使數(shù)據(jù)更加逼真和直觀，對(duì)雷達(dá)的顯示性能提出更高的要求?，F(xiàn)在雷達(dá)系統(tǒng)大部分都采用光柵顯示器，使得顯示圖形信號(hào)更加穩(wěn)定、也避免了圖像的裂紋與失真，此時(shí)圖像的分辯率最高可以達(dá)到1024*1024。隨著科技的進(jìn)步，市面上的顯示器的分辨率最高可以達(dá)到1920*1080，換句話而言，可以進(jìn)一步提高雷達(dá)顯控技術(shù)，將圖像的分辨率與顯示器的分辨率處于同一水平，有助于進(jìn)一步提升雷達(dá)的分辨率，從而提升雷達(dá)的性能與精度。3提升雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的對(duì)策分析3.1OFDM共享信號(hào)波形技術(shù)一體化信號(hào)對(duì)應(yīng)的探測(cè)距離最大值與OFDM符號(hào)的長(zhǎng)度存在直接聯(lián)系，所以要想順利開(kāi)展遠(yuǎn)距離探測(cè)，必須增加符號(hào)長(zhǎng)度。通過(guò)對(duì)一體化信號(hào)的形式分析所知，當(dāng)循環(huán)前綴的對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)大于時(shí)間延遲，那么接收到的信號(hào)則是循環(huán)位移，對(duì)匹配濾波處理后得出的結(jié)果往往只包括相位旋轉(zhuǎn)，而不包括ISI。為此，將射頻載波與一體化信號(hào)回波混頻處理，可以得到基帶信號(hào)，再對(duì)所得信號(hào)進(jìn)行A/D采樣后，與發(fā)射數(shù)據(jù)相除或相乘，最后通過(guò)IFFT得出距離像。以調(diào)制符號(hào)為基礎(chǔ)的信號(hào)處理，需將頻域乘發(fā)射數(shù)據(jù)與發(fā)射數(shù)據(jù)相除處理，如果所對(duì)應(yīng)的發(fā)射數(shù)據(jù)屬于相位調(diào)制，那么最終處理結(jié)果就是等價(jià)的，若所對(duì)應(yīng)的發(fā)射數(shù)據(jù)屬于正交振幅調(diào)制，那么處理結(jié)果存在區(qū)別。由于線性濾波器為匹配濾波器，因此以調(diào)制符號(hào)為基礎(chǔ)會(huì)對(duì)能量造成一定程度的損失，降低因?yàn)檎{(diào)制符號(hào)的隨機(jī)性而引起的距離旁瓣現(xiàn)象。3.2數(shù)字接收機(jī)技術(shù)通常而言，電子偵察接收機(jī)具有高靈敏度，可以在全頻段中對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，既能對(duì)同時(shí)到達(dá)的多個(gè)信號(hào)有效檢測(cè)與處理，同時(shí)也能分離強(qiáng)弱信號(hào)實(shí)時(shí)處理。近幾年，我國(guó)信號(hào)數(shù)字化處理發(fā)展迅猛，相關(guān)器件不斷改進(jìn)，一些大寬帶的數(shù)字接收機(jī)已被廣泛應(yīng)用。近日，核芯互聯(lián)發(fā)布高性能ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器可在多個(gè)頻段間靈活轉(zhuǎn)換，在面對(duì)雷達(dá)設(shè)備與通信系統(tǒng)的傳輸差異時(shí)，也能展現(xiàn)良好的適應(yīng)能力，成功對(duì)雷達(dá)信號(hào)、通信信號(hào)、敵我識(shí)別信號(hào)進(jìn)行一體化偵查，并依照接收機(jī)的性能實(shí)現(xiàn)同步拓展。偵察系統(tǒng)的信號(hào)頻率寬度正在不斷增加，雷達(dá)與通信信號(hào)之間的功率差距也在隨之增大，偵查系統(tǒng)需要不斷提高瞬時(shí)帶寬和靈敏度，才能盡可能多的截獲信息，以提升模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作性能。值得一提的是，因?yàn)樯漕l前端接收到的信號(hào)數(shù)目較多，且種類各異，導(dǎo)致信號(hào)間的強(qiáng)弱差距、功率大小明顯不同，有些射頻前端信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍并沒(méi)有大于80dB，市面上的許多模數(shù)轉(zhuǎn)換器沒(méi)有滿足要求，該技術(shù)需進(jìn)一步加強(qiáng)。3.3Elman人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)是指從回波、噪聲及其他干擾混雜在一起的信號(hào)中提取出有用的目標(biāo)信號(hào)。典型的雷達(dá)采用建立在統(tǒng)計(jì)檢測(cè)理論基礎(chǔ)上的統(tǒng)計(jì)判斷方法，選用各類匹配濾波器、檢波器，放大器和檢測(cè)裝置等器件，最后通過(guò)各類顯示器來(lái)觀察和檢測(cè)雷達(dá)目標(biāo)信號(hào)。但是，由于受工作環(huán)境的溫度、氣壓和器件的性能因素的影響，很難快速而準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)并檢測(cè)出有用目標(biāo)信號(hào)。Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以看作是一個(gè)具有局部記憶單元和局部反饋連接的前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，除了普通的隱含層外，還有一個(gè)特別的隱含層，稱為關(guān)聯(lián)層（或聯(lián)系單元層）；該層從隱含層接收反饋信號(hào)，每一個(gè)隱含層節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)層節(jié)點(diǎn)連接。關(guān)聯(lián)層的作用是通過(guò)聯(lián)接記憶將上一個(gè)時(shí)刻的隱層狀態(tài)連同當(dāng)前時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)輸入一起作為隱層的輸入，相當(dāng)于狀態(tài)反饋。隱層的傳遞函數(shù)為某種非線性函數(shù)，輸出層為線性函數(shù)，關(guān)聯(lián)層也為線性函數(shù)。3.4微波前端技術(shù)雷達(dá)通信一體化不但可以保證系統(tǒng)功能的完整，還能夠提高系統(tǒng)作戰(zhàn)力。一般來(lái)說(shuō)，一體化系統(tǒng)要完成對(duì)雷達(dá)信號(hào)與通信信號(hào)的處理。要想提高目標(biāo)信息的準(zhǔn)確性與時(shí)效性，在保證微波前端瞬時(shí)帶寬充足的情況下，位于射頻前端的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍也要足夠大，且噪音系數(shù)越低越好。微波前端技術(shù)包括低噪聲、大動(dòng)態(tài)射頻信道技術(shù)、低相位噪聲本振技術(shù)等。因其受到接受機(jī)工作性能的影響，在寬頻帶同一時(shí)刻無(wú)法接收信號(hào)，為了彌補(bǔ)信號(hào)的缺失，需要對(duì)接收機(jī)的本振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，確?？焖龠M(jìn)行任意頻率轉(zhuǎn)換。除此之外，接收機(jī)頻率測(cè)量應(yīng)保持精準(zhǔn)度，提升本振頻率精度與頻譜純度。本振技術(shù)對(duì)于雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)有著重要作用，但目前為止，該技術(shù)并不具備精度高、調(diào)諧速度快以及低相位噪聲等能力，所以有關(guān)部門需加大技術(shù)研發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。3.5信號(hào)無(wú)關(guān)干擾環(huán)境下的認(rèn)知波形優(yōu)化設(shè)計(jì)白噪聲干擾下，無(wú)論波形形式如何，發(fā)射波形能量的大小直接決定了目標(biāo)檢測(cè)概率、參數(shù)估計(jì)性能等；而對(duì)于色噪聲及其他獨(dú)立于發(fā)射波形的干擾環(huán)境，目標(biāo)檢測(cè)概率、參數(shù)估計(jì)性能將極大地依賴于雷達(dá)發(fā)射波形。當(dāng)目標(biāo)的尺寸超過(guò)了雷達(dá)系統(tǒng)距離分辨單元的大小，目標(biāo)回波不再是單色波，需要將目標(biāo)回波看作是在雷達(dá)視線方向上的多個(gè)散射點(diǎn)在一定擴(kuò)展區(qū)域的回波的疊加，這類目標(biāo)被稱為距離擴(kuò)展目標(biāo)。區(qū)別于上述點(diǎn)目標(biāo)模型，基于信號(hào)無(wú)關(guān)干擾環(huán)境下的認(rèn)知雷達(dá)波形設(shè)計(jì)性能也將依賴于擴(kuò)展目標(biāo)模型。4結(jié)束語(yǔ)本文通過(guò)對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)顯控與通信技術(shù)的分析，合理的分析了雷達(dá)的通信技術(shù)與處理機(jī)的顯控技術(shù)，以此來(lái)提升雷達(dá)系統(tǒng)的整體性能，較好的發(fā)揮雷達(dá)的測(cè)距與測(cè)速的作用，進(jìn)一步提高了雷達(dá)技術(shù)的定位精度與未知物體的識(shí)別精度。參考文獻(xiàn)：[1]王微.西寧機(jī)場(chǎng)THALES二次雷達(dá)干擾及假目標(biāo)的抑制實(shí)現(xiàn)[D].蘭州大學(xué),2018.[2]許武,梁軍,李威,徐鵬飛,徐圣瑞,張福貴.異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)激光雷達(dá)算法優(yōu)化研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2018,44(07)