通信化雷达探测技术

侯瑞 康耀兴

摘要：在无线电技术发展过程中，雷达与通信是最重要应用方式。根据不同的功能以及频段对雷达与通信系统进行独立设计开发。雷达的主要功能是对目标物进行探测和识别，而通信的主要功能是对不同设备之间的信息进行传输。但是随着数据传输要求越来越高，电磁频谱出现过度拥挤的概率在不断增加。各种武器平台面临的威胁更大，并且电磁环境也更加复杂，如果仍然使用单一电子设备可能会与未来战场作战形式多样化需求不适应。这就需要对通信化雷达探测技术进行研究和分析，掌握通信化雷达探测技术的设计要点，充分发挥雷达通信一体化系统的应用优势。

关键词：雷达探测技术;雷达通信一体化;系统研究

一、通信化雷达探测技术概述

通信化雷达探测技术指的是雷达以及通信一体化的技术。雷达通信一体化在运用过程中需要在共用硬件平台上实现雷达探测功能以及通信功能，在对目标进行探测与跟踪的同时，可以进行无线设备之间的信息传输。在雷达探测过程中，可以利用通信系统对采取的目标信息进行传输。

现阶段，在雷达通信一体化研究过程中，可以按照时域、空域以及频域分为时间共享、子波束共享以及一体化信号共享三种。其中时间共享是促进通信化雷达探测技术发展的最简单方案，只需要加载转换开关就能够实现天线发射端以及接收端共用;而子波束共享方法主要是通过对不同子阵列组合配置方法实现硬件平台共用。一体化信号共享方法与前两种共享方案存在一定差异。在一体化信号共享方法设计过程中，雷达系统以及通信系统在时域与空域上并没有分离，以叠加的方式将共享信号加载在雷达信号上，从而实现雷达通信一体化[1]。

二、通信化雷达探测技术设计要点

（一）全共享波形设计

在雷达通信一体化设计过程中，需要进行全共享波形设计。全共享波形设计方法主要包括以下方面：第一，通信与探测步行叠加的全共享波形设计。在设计过程中，要先独立完成通信与探测过程设计，然后直接叠加成为全共享波形。叠加合成的全共享波形一般采取的方式是相互正交波形，能够对目标进行探测，同时完成信息传输。在系统运行时以Up-Chirp信号作为通信波形，Down-Chirp信号为雷达探测波形，在接收端设置独立接收机，可以进行信息传输工作。但是这两种信号之间存在较强干扰，会对系统性能产生不利影响。第二，基于探测波形的全共享波形设计。在设计时，需要将通信信息调制到探测信号上，然后将探测信号作为传输信号的载体。在表示通信信息时，可以直接使用探测信号脉冲间存在的参数变化表示通信信息。起始、终止与步进频率、相位、脉冲宽度等都可以表示通信信息。第三，以通信波形为基础的全共享波形设计。可以直接使用具有良好通信能力的通信波形作为共享波形使用。例如使用IFM信号扩频通讯信号，完成共享模型设计，能够充分发挥其大带宽作用，保证良好的探测性能[2]。

（二）自干扰抑制设计

在通信化雷达探测技术设计研究过程中，雷达通信一体化的全共享机制可以利用收发分置机制，可以确保接收端在接收信号的同时能够获取本机的发射泄漏信号，并且一般情况下，泄漏信号的回波比接收的有效目标回波更高。这就导致泄漏信号会淹没有效信号，甚至会使接收机处于饱和阻塞的状态。因此，需要抑制泄露的自干扰信号，这是通信化雷达探测技术设计过程中的重要内容。要提高有效信号的信噪比，才能够保证雷达通信一体化系统的探测与通信能力。在开展自干扰抑制设计时，主要包括被动以及主动两种方式。其中被动自干扰抑制采用的方法是减少接收以及发射时间之间的耦合，扩大发射以及接收之间的隔离度。这样能够降低在信息接收时接收通道收到的自干扰信号功率。一般包括收发基阵分离以及收发通道隔离两种。

除了被动自干扰抑制以及主动自干扰抑制方法之外，多级干扰抑制也是应用比较普遍的自干扰抑制方法。为了提高通信化雷达探测系统的自干扰抑制水平，需要对多种干扰抑制方法进行综合应用，这就是多级干扰抑制方式。多级干扰抑制方式可以以信号传输过程为基础，在信号接收端、数字电路以及模拟电路三方面开展信号干扰抑制工作，如图1所示。在多级干扰抑制设计时，各级消除能力之间存在一定的制约性，被动自干扰抑制内空间隔离会对模拟抑制干扰抑制能力产生影响，而模拟域信号的一些参数以及模拟器件的性能会对抑制干扰能力产生影响。

（三）共享信号处理设计

在自干扰抑制设计工作后，提高了接收信号的信噪比。这时，需要对处理端所面临的问题进行有效解决，要采取合理措施保证正确解调接收信号，同时提取有效的目标信息。第一，共享信号通信处理。在通信化雷达探测系统中，为了能够正确解调通信信息，需要估计信道，减少信号衰落以及码间之间存在的干扰，從而降低误码率。此外，对正交频分复用信号进行处理时，可以使用探测信号完成多普勒因子估计，然后以多普勒因子为基础对信号进行重新采样，达到消除载波间干扰的目的。利用共享信号处理方法可以保证通信化雷达探测系统对接收信号进行正确解调，保证信息传输的可靠性。第二，对共享信号进行探测处理。在优化通信化雷达探测系统的过程中，以通信信息补偿为基础，利用子空间投影方法可以估计目标距离以及多普勒超分辨。

三、结语

总而言之，在通信化雷达探测技术发展过程中，需要根据雷达系统以及通信系统的各自特点，开展通信化雷达探测系统设计研究工作。需要从全共享波形设计、自干扰抑制设计以及共享信号处理设计风方面出发，确保通信化雷达探测技术具有良好的探测以及通信性能。这样才能在军事领域充分发挥通信化雷达探测技术的优势。

参考文献：

[1]肖博， 霍凯， 刘永祥. 雷达通信一体化研究现状与发展趋势[J]. 电子与信息学报， 2019， 41（03）：236-247.

[2]李璞玉. 雷达通信一体化信号识别研究[D].

[3]曾瑞琪， 刘方正， 姜秋喜，等. 雷达通信一体化的六种主要技术体制[J]. 现代雷达， 2019（2）.