浅析现代雷达信号处理及其发展趋势

杨开旭

摘要：雷达，即无线电定位。它的工作原理是发射电磁波照射到目标后接收并分析目标反射回的电磁波，得到目标到雷达的距离、方位、运动速度等信息。雷达系统的探测能力高低、准确程度等都受到雷达处理器信号处理能力的影响。本文简要介绍了现代雷达系统的主要功能、实际应用情况、雷达系统在工作过程中几个比较重要的环节，以及对未来雷达系统功能发展方向作简要分析。

关键词：信号处理；雷达系统；目标检测；抗电子干扰

现代雷达系统相较于早期雷达有了很大的进步和发展。雷达最早出现在一战期间，当时的雷达只能简单识别空中的金属物体。随后在二战期间，新出现的雷达就可以实现地对空、空对空、空对地目标识别的功能。二战后，随着微电子技术以及其他各领域的发展，现代雷达系统不仅可以对目标物体进行自动扫描分析并处理信号，还能将目标图像清晰展示并且具有很高的抗干扰、鉴别伪装的能力，甚至可以将其应用于气象预测、资源勘探等社会经济发展当中。

1 雷达信号处理主要功能

现代雷达信号处理，一般是指雷达数字信号处理。它通过对目标信号进行采样和分类，把模拟信号转化成数字信号，从而完成雷达数字信号的监控、收集以及处理等。雷达通信在信号处理方面，其本质上既要检测目标物体有没有回波，其频率幅度相位信息是否遗漏，还要注重信号内容本身，并研究信号频率幅度相位信息是否失真，是否能准确还原。雷达在电子对抗方面，是采用专用的设备和工具对目标的基础设施和装备进行信息侦查和干扰。此时的雷达信号处理应该包括，设法获得敌人的战术情报，并且采取行动，干扰其阵地设备的正常运行，从而取得战略优势。

2 雷达信号处理关键技术

雷达信号处理的关键技术有：目标识别与分类技术、抗电子干扰、信号处理技术、信号检测与积累、脉冲压缩技术等。

2.1 目标识别与分类技术

目标识别就是要将一个特殊目标从其他目标中区分出来。它应该涵盖同种类型相似程度较高的目标之间的识别，也应该包括不同类型目标之间的识别。雷达目标识别是利用雷达检测到的回波中的幅度、相位、频谱等目标特征信息，通过数学方式来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。

2.2 抗电子干扰技术

电子干扰是为使敌方电子设备和系统丧失或降低效能所采取的电波扰乱措施。现代雷达系统肩负着重要的使命，但是雷达采用的是开放的电磁波，其在空中容易被干扰胁迫甚至屏蔽。因此，现代雷达系统的抗电子干扰能力就变得尤为重要，它是一套雷达系统能否优秀完成任务所必须的一种能力。现代雷达的抗电子干扰通常采用无源探测技术，它可以尽可能抹掉雷达自身的存在痕迹，大大提高了雷达系统本身的隐身性能。

2.3 信号处理技术

现代雷达的信号处理都是采用数字信号处理方式。数字信号处理技术是将模拟信息（如声音、视频和图片）转换为数字信息的技术。DSP通常指的是执行这些功能的芯片或处理器。它们应用于现代雷达系统中可以处理目标信息然后将它作为模拟信息输出。

2.4 信号检测与积累

虽然我国目前处于和平年代，但是实际上的战略利益环境还很复杂，在雷达信号检测和处理技术方面必须走在其他国家的前面，才能在国际竞争中处于优势地位。现代雷达信号检测是根据雷达接收到的目标反射信号回波来检测出其目标状态数据信息。

2.5 脉冲压缩技术

在现代雷达系统中，还可以拓宽雷达信号的时宽带宽，从而可以拓宽雷达的检测覆盖范围，这就是脉冲压缩技术的主要功能。通过脉冲压缩技术的应用，现代雷达系统实现了超高速、超高分辨率对目标进行检测，也实现了对目标信号调制处理从而降低雷达信号网之间的相互干扰。

3 雷达系统的性能提升和发展方向

经过多年的发展，现代雷达系统相比传统雷达系统有了巨大的进步。由于受当时技术的限制，传统雷达采用窄带信号，信号质量低、所能包含的内容少；而现代雷达系统则采用宽带信号，它有着信号适应能力强、易于进行数据处理、拓展性能强等优点。

现代雷达信号与传统雷达信号之间的区别导致了两者之间性能的差异：首先，窄带信号质量差，宽带信号质量高，可以实现超高分辨率图像传输；其次，现代雷达相比传统雷达的检测精度提高了很多倍；再者，现代雷达系统的信号处理能力、信号抗干扰能力、信息收集速度都有了极大的提升；最后，现代雷达系统可以实现系统化、精确化的信息提取和图像显示功能。

根据以上讨论可以看出，未来先进雷达信号处理的发展方向大致如下：

（1）雷达信号数字化处理。由于目前计算机技术发展已经相对成熟，雷达系统必须与计算机技术紧密结合，这就必须要让传统模拟信号转变为数字信号处理。这样，利用数字信号处理方式可以大大加快信号处理的速度、效率和提高其准确度。

（2）雷达信号处理多功能应用。由于雷达的发展技术取自多学科各领域，那么雷达系统同样可以应用于很多领域，如气象监测、资源勘测、航空导航等。

（3）雷达信号新型处理算法。雷达系统的核心是信号处理，而信号处理的核心其实是信号处理算法。一套雷达系统的检测能力、识别能力和反应速度，都取决于其信号处理核心算法的合理程度。

结语：

综上所述，经过多年科技发展，现代雷达系统相比传统雷達在性能上已经有了长足的进步，现代雷达系统在目标检测识别、信号抗干扰等方面取得了突破性进展。未来的科技发展一定会带动雷达系统走向更先进的水平，也一定会将雷达的应用范围更加拓展，使其更好地造福人类。

参考文献：

[1]胡哲颖.现代雷达信号处理及其发展趋势探析[J].中国新通信，2014（18）：34-34.

[2]周文辉，李婕，戴静.现代雷达信号处理几个关键技术浅析[J].数字化用户，2014（20）.endprint