雷達技術

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雷達技術范文第1篇

【關鍵詞】認知雷達 環境感知 自適應發射

雷達是一種廣泛用于監視、跟蹤和成像應用的遙感系統，軍、民用均可。傳統雷達通常采用固定的發射信號，通過接收端的自適應處理及濾波算法的設計來提高性能。由于雷達的測量、分辨性能和雜波中目標的檢測在很大程度上取決于發射的波形，對于日益復雜的戰場環境及密集雜波、多目標背景等挑戰，發射波形固定，當環境發生變化時，緊靠接收端的自適應已難以獲得理想的效果。

而事實上，自雷達開機之刻起，通過電磁波的作用，雷達就與其周圍環境變成一個緊密相連的整體了，在這一意義上環境對雷達回波有著強而連續的影響，由于雷達環境是非靜止的，因此不斷感知并更新環境狀態估值，實現雷達與探測環境的自適應互動，才能真正實現智能化探測。這也正是認知雷達的核心思想。

認知雷達是一種智能雷達，是公認的未來雷達。它的主要特點是引入雷達閉環系統：雷達通過先驗信息設計發射波形，波形經過環境反射，攜帶著環境信息被雷達接收，雷達從回波中提取更多的信息作為下一次發射的先驗信息，設計下一次的發射波形，如此循環。認知雷達可以全方位提高雷達性能，因此認知雷達正成為將來科技研究的重點方向個熱點領域。

1 認知雷達的概念

受蝙蝠回聲定位系統及認知過程的啟發，國際著名信號處理專家Simon Haykin 于2006年首次提出了認知雷達的概念。要讓雷達具有認知性，就必需將自適應擴展到發射機。通過發射-接收電磁波感知環境，利用它與環境不斷交互時得到的信息，結合先驗知識和推理，不斷地調整它的接收機和發射機參數，自適應地探測目標，從而實現隨時隨地自動發現、鎖定、跟蹤、管理和評估目標。

認知雷達的結構框圖如圖1所示，認知雷達系統應能夠主動地感知環境，并形成一個融發射機、環境和接收機為一體的動態的閉合反饋環路。

認知雷達工作包括三個基本特征：接收機的貝葉斯推理，用于保存信息；從接收機到發射機的反饋，用于智能控制；發射機的自適應處理。

2 認知雷達的關鍵技術

認知雷達的探測方法與常規雷達系統相比具有優點，即不執行某種預設方案，而是采用自適應算法智能地選擇波形參數從而適應射頻環境。認知雷達能從環境中學習，智能地改變發射波形。認知技術是認識雷達的核心，也是其與常規雷達相比最大的區別。

認知雷達的關鍵技術包括：

（1）智能的信號處理。它建立在雷達通過與周圍環境交互進行學習的能力之上，其主要任務是通過與環境的不斷交互，獲得并提高雷達對環境的認知。

（2）從接收機到發射機的反饋，這是智能的推進器。接收機截獲雷達信號，經智能信息處理得到目標信息，然后將其反饋給發射機，使得發射機能夠自適應調整發射信號，以期望提高整機性能。

（3）雷達回波數據的存儲。通過更多雷達回波的積累效果，以提高雷達認知環境的精確程度，這是通過在跟蹤期間使用貝葉斯目標探測方法實現的。

3 認知雷達的處理

3.1 認知雷達工作方式

圖2描述了認知雷達的工作方式。

系統首先采用數據庫根據先驗目標信息來識別頻段和感興趣的子頻段，指出目標可能響應的射頻（圖2a）內的譜區域。該數據庫還用于存取已知的射頻系統波形類型，從而令認知非線性雷達避免干擾其它射頻系統以及被其它射頻系統所干擾。

然后，系統無源地掃描射頻環境，從而獲取噪聲、射頻干擾和已知射頻系統的波形（圖2b）。然后根據由無源掃描獲得的發射機和接收機頻率上的射頻干擾和噪聲功率電平來選擇雷達波形參數；同時系統還可以根據某種先驗的目標信息（由數據庫提供）選擇雷達波形參數，為解決多目標優化難題，使用自適應算法選擇雷達波形參數。

然后，雷達探測信號照射環境，再測量雷達回波（圖2c）。

之后，處理測得的雷達回波，證實感興趣的目標存在或不存在。

再根據下面三點為下一個循環選擇新的雷達波形參數：射頻干擾和噪聲的無源測量；某種先驗的目標和數據庫信息；基于前一個循環的感興趣目標的似然性。

因此，對一個給定的循環，新雷達波形的頻率可以變到一個新子頻帶（圖2d）上以驗證感興趣的目標。

3.2 認知雷達的處理構架

認知非線性雷達的處理框架見圖3所示。

雷達系統組成包括多部接收機，對這些接收機進行編組，可分為兩類：

（1）陣面無源頻譜接收機。

（2）雷達接收機。無源頻譜接收機感知射頻環境，探測電磁干擾。系統采用多部無源接收機同時測量多個感興趣波段。與采用單部無源接收機相比，采用多部無源接收機的優點在于減少了測量多個感興趣波段的所需時間。頻譜感知技術對噪聲、干擾、工作在射頻環境中的射頻信號進行無源測量，以便雷達的發射機和接收機工作在這些預先存在的信號的波段之外。

選擇了探測目標的合適波形之后，雷達接收機測量射頻環境。從雷達接收信號中提取潛在的目標信息或特征。用目標特征（來自雷達接收機處理鏈）、干擾和噪聲（來自無源接收機處理鏈）估算信噪比（SNR）。然后，用目標檢測/分類算法和某種先驗的目標信息對信噪比信號進行處理。根據目標檢測似然性、噪聲和干擾功率電平、允許的發射頻率（如數據庫指定的），優化發射波形參數（幅度、頻率、相位、調制等），然后選擇并發射波形。這一過程不斷重復，直至高度確信目標出現或缺失。

3.3 頻譜感知處理

頻譜感知處理用于估算圖3中無源頻譜接收機提供的有限持續數據流的功率譜。該無源頻譜接收機（含模數轉換）提供信息的數字化數據流。

圖4說明了頻譜感知處理流程。由于采用快速傅里葉變換（FFT）有效計算了有限觀察窗以及功率譜估計，所以，窗函數被用來減少譜泄漏或副瓣。然后，將功率譜與雷達接收機信息提取出的特征結合起來，估算目標檢測和分類的信噪比。最后，采用一種信號檢測技術來檢測工作環境中的潛在通信和其它射頻信號。該信號檢測技術可采用訪問數據庫的方式獲取已知射頻系統波形類型。

3.4 目標檢測與分類

圖5說明了目標檢測和分類技術的流程。

目標檢測器的輸入是諧波和/或互調失真乘積的信噪比估算。目標檢測方法包括：匹配濾波器、貝葉斯決策理論、通用似然比測試（GLRT）、恒虛警率（CFAR）處理。

目標檢測之后進行目標類型識別。常見的分類方法有貝葉斯鑒別函數、最近鄰分類器、支持矢量機（SVM）、神經網絡、基于樹的算法、無人監管學習算法。

3.5 優化處理

目標檢測和分類之后，根據頻率信息、數據庫提供的允許發射頻率、以及頻譜感知步驟給出的適用發射頻率，采用優化器來確定新發射頻率的參數以及其它波形參數。優化器根據雷達探測需求對多個目標函數進行優化。與雷達系統相關的目標函數，包括信噪比、系統功耗、頻率、所占帶寬、計算的復雜性。與雷達系統相關的決策變量包括頻率、信號功率、帶寬、調制類型、脈沖重復間隔（PRI）。

多目標函數優化的實現方法之一是遺傳算法。與其它機器學習方案相比，遺傳算法有優勢，因為它們不需要目標和/或環境的練習數據或統計模型。

遺傳算法的基本步驟示于圖6。首先，隨機產生N個方案，采用適切性原則識別出群中最合適的染色體，這里，適切性測量取決于目標函數。然后，用交叉、突變的方法產生一個新的群，即下一代就形成了。對新群中的染色體，要評估其適切性，淘汰掉適應性程度低的解，經過多代迭代，最終評估一種中止條件，以確定新群滿足優化過程的要求。

4 認知雷達的發展趨勢

認知雷達作為一個嶄新的發展方向，尚處于“幼年”階段，全面、完善、實際的認知雷達還遠沒有變成現實。下面是若干需要進一步發展的領域：

（1）最優發射波形的設計和選擇。如何根據雷達回波和先驗知識等，確定相應的優化指標，采取高效、穩健的算法，自適應地設計、選擇發射波形參數，直接決定著雷達的智能程度。

（2）數據挖掘和基于知識的推理。認知雷達具有存儲器，如何從大量的傳感器信號和“記憶”中挖掘出有效的信息并加以利用，是實現智能行為的關鍵。

（3）資源分配的最優化算法。在雷達波發射、計算、存儲等環節，如何規劃有限資源，對于多目標，如何設計、選擇發射波同時探測不同特性的目標，使整個系統的性能達到最優，涉及到高效、穩健的最優化算法的研究。

（4）自適應波形的生成技術。

5 結束語

目前，國內外對認知雷達的研究都處于起步階段，認知雷達的實際裝備尚未見諸于報道。認知雷達是一門交叉學科，其研究工作良好有效的發展需要結合雷達專業技術人員和人工智能相關學科研究人員的共同努力。雷達專業人員可從事雷達技術指導和雷達仿真技術研究；人工智能相關專業人員，可從事運籌學、最優化算法、知識推理等研究。從長遠發展來看，認知雷達的相關理論成果可推廣到通信裝備、導航裝備、電子對抗裝備等的智能化研究中，將對相關領域的發展具有巨大的促進作用。

參考文獻

[1]S.Haykin.Cognitive radar：a way of the future[J].IEEE Signal Processing Magazine，2006，23（1）：30-40.

[2]E.Axell， G.Leus， E. Larsson，V.Poor. Spectrum Sensing for Cognitive Radio. IEEE Signal Processing Magazine，May，2012，29 （3）， 101-116.

[3]R.Duda，P.Hart，D.Stork， Pattern Classification；New York， NY：John Wiley & Sons，2001.

[4]C.Rieser，T.Rondeau，C.Bostian，T. Gallagher.Cognitive Radio Testbed： Further Details and Testing of a Distributed Genetic Algorithm Based Cognitive Engine for Programmable Radios.in Proceedings of the 2004 IEEE Military Communications Conference，vol.3，pp.1437-1443， November 2004.

雷達技術范文第2篇

1.1探地雷達的組成

一般來說，在目前的探地雷達中它主要是由主機、天線和后處理軟件構成。這其中主機起到的作用是幫助實現雷達系統的整個控制、數據采集以及處理和顯示。在我國現階段的公路工程建設中，由于地下介質情況比較復雜，我們在探測到的數據資料往往要用后處理軟件進行運算，以增強異常區域，利于得出準確結論。

1.2探地雷達工作原理

在現在的公路探地雷達使用中，它主要依據電磁脈沖在地下傳播的原理進行具體的工作。當遇到存在電性差異的地下目標時候，電磁波就會發生反射，然后由地面接收天線接收，再通過對接收到的雷達波進行處理分析，形成一定的平面圖形，具體如下。我們根據這個參數就可判斷地下物體的結構，位置等。

2探地雷達的技術參數

在探地雷達技術中，最主要的莫過于是技術參數的分辨率了，它是探地雷達分貶率最小異常介質的能力，可以分為垂直分辨率和水平分辨率這兩種。下面筆者根據實際分析了探地雷達不同天線垂直分辨率的經驗值，供大家參考使用。

3探地雷達技術在公路隧道中應用

雷達技術范文第3篇

【關鍵詞】水利工程；機載激光雷達技術；應用分析

引言

為提高水利工程測繪工作的質量與效率，當前應加強對各類先進測繪技術與產品的應用。機載激光雷達技術的出現，能夠在較短的時間內完成三維空間地理信息的采集，進而極大地提高了水利工程測繪工作的效率。此外，在電力工程、交通運輸行業以及國土資源調查等工作中，亦有該技術的應用。

1機載激光雷達技術的特點與應用領域分析

1.1技術特點

在應用機載激光雷達技術開展水利工程的測繪測量工作期間，由于全球定位系統可以實時的為測繪人員提供飛行裝置的具體空間位置，所使用的激光掃描測距系統可以實時、準確的測量被測物體與飛行裝置之間的相對位置。另外，慣性導航系統可以實時顯示飛行裝置的姿態與軌跡等信息參數。因而，通過上述三種系統的綜合應用，可以實時、精確掌握地面物體的三維信息，進而為測繪工作提供更加全面的信息與參數。其中，圖1為機載激光雷達技術原理圖。相比于其他測繪技術與系統而言，機載激光雷達技術的特點與優勢如下：①該技術的應用能夠獲取到更加清晰的影像資料與信息；由于該技術應用期間搭載了更加專業、先進的數碼相機設備，因而在信息獲取方面的能力更加強大；②該技術的應用能夠獲取到高密度三維點云。在應用機載激光雷達技術開展測繪工作期間，由于用到了激光回波探測原理，因而與傳統的航空測繪技術相比，該技術獲取到高密度三維點云的能力顯著提升；③自動化水平更高。從最初的飛行裝置設計，到后期的信息數據獲取，再到信息數據的處理，全過程信息的處理都應用到自動化技術，因而效率與精確化程度非常高。同時，由于GPS技術的應用，可以實時顯示出飛行裝置的軌跡，從而避免漏拍等問題的發生；④該技術使用過程中的信息獲取敏感性更高。LIDAR系統能夠穿透地表植被，從而獲取到地面點數據，其敏感性更高；⑤生產周期短。因為LIDAR系統能夠直接獲取到外方位元素，因而測繪過程中基本可以忽略地面控制點的影響。同時，采用DEM與DOM的生產，因而成圖效率能夠提高40%左右。相比其他測繪系統與技術，其工作周期大大縮短。但是，在應用機載激光雷達技術期間，也存在一些問題：首先，很多地區對于航空設備的管制較為嚴格，對行申報有嚴格的管控，審批時間相對長；其次，飛行過程受到外界惡劣天氣的影響，因而會對工期產生一定的不利影響；此外，在一些地形相對復雜的區域，數字模型的精確度與完整性很難得到保障；另外，傳統的數碼相機相幅較小、體積與重量較大，因而會給測繪工作帶來一定的麻煩。

1.2應用領域

當前，機載LIDAR技術在水利水電行業、國土資源調查工作以及林業、公路、鐵路工程設計等領域都有廣泛應用。一方面，該技術在林業方面的應用較為廣泛，同時機載LIDAR系統最早也是在林業領域得以推廣，尤其在進行樹冠下部地形的測繪、樹高的測繪以及生態環境等測繪工作中，都能看到該技術的應用；另一方面，機載LIDAR技術在水利水電工程建設方面的應用越來越廣泛，尤其在工程建設、河流監控以及問題治理等方面，都可以利用機載LIDAR產生的DEM開展相關的測繪測算工作。其中，通過三角網高程值的應用，可以為水利部門預測洪水災害的范圍，并且可以根據測繪到的數據信息，進一步計算出水位的淹沒范圍和水災的危害狀況，并以此為基礎開展防災減災工作。同時，在開展水利工程的設計與建設過程中，也有用到機載LIDAR技術及相關設備。

2機載激光雷達技術在水利工程中的具體應用分析

水利工程的建設與運營，為促進地區經濟發展做出了重要的貢獻。同時，做好極端天氣下的水利工程防災減災工作對于確保人民生命與財產安全有重要的意義。某抽水蓄能電站總裝機容量2400MW，電站地處華東電網負荷中心附近。該電站為日調節純抽水蓄能電站，工程樞紐由上水庫、下水庫、輸水系統、地下廠房及開關站等建筑物組成。

2.1信息數據采集

本項目采用奧地利瑞格公司的掃描鷹HS－1600機載激光雷達航攝系統，為更加全面地完成信息數據的采集，首先應當結合測繪目的進行系統參數的預先設計。測區范圍面積約20km2，在完成每架次的信息采集之后，還要對數據信息的完整性進行檢查，并對數據質量進行校核。一般來說，采集過程中不僅要對激光測距數據以及影響數據做好采集。同時，還要完成對地面GPS基站等相關數據的采集。根據機載LIDAR航攝技術要求、測區范圍、成圖要求及HS－1600LIDAR航攝儀性能，劃分航攝分區，本測區共分為12個子測區。測區數據的實際采集分3個架次，在測區空域允許及氣象條件允許的情況下進行數據采集，從起降場起飛到最后飛機降落，飛行時間為4個多小時。

2.2信息數據處理

作為機載激光雷達技術應用期間的核心環節，做好信息數據的處理對于提高水利工程測繪工作的質量有極為重要的意義。利用POSPAC解算的軌跡數據，在RIEGL自帶的處理軟件RIPROCESS中對各航帶的數據進行分別的解算?？傮w而言，信息數據處理總共包含三個環節：①數據的預處理。系統采集到的數據受到殘余誤差以及GPS觀測條件等各類因素的影響，難免會出現問題。同時，在進行不同航帶間的激光點云的拼接工作時，也會出現拼接方面的誤差。鑒于此，應切實做好不同航帶間的匹配工作。此外，還要提高平差處理效果，確保掃描數據和原始數據、控制點之間有良好的契合效果；②不斷細化激光點云類別。合理利用三維激光點云信息數據，能夠更好地反映出測繪區域地表覆蓋類型。這一過程中，要加強對特定濾波算法的應用。如此一來，便可以把測區存在的橋梁、建筑以及植被等類型的地表數據進行有效剝離。在開展激光點云類別細化工作期間，還要考慮到激光多回波以及易穿透等相關特點，不斷提高數據的精確效果；③坐標的轉換。信息數據處理要加強對信息處理軟件的應用，進而增強數據契合效果。在整個機載LIDAR系統中，數據處理軟件相比較于硬件的發展雖然速度快、進展迅猛，但我們也要清醒地認識到數據處理軟件有一定的滯后性缺陷。鑒于此，當前應結合我國水利測繪工作的基本國情，加強對機載LIDAR系統軟件方面的研發與應用，有效推動機載LIDAR系統與技術的發展。

2.3平面、高程精準度的評價

首先，平面精準度的評價。在檢測區域的內部，分布著大量的激光點云平面檢查點。對于平面檢查點而言，應當對規則的建筑工程的側面激光點點云進行全面提取，并開展后續的水平投影處理。實際測量過程中，經常會受到測量區域內部條件的影響，導致平面檢查點的選取受到限制。相比較而言，在平面檢查點的選擇上數量雖然不多，但是在分布和擬合方式上，能夠滿足精度方面的要求。其次，高程精準度評價。在開展激光點云高程精準度的檢驗工作時，應當對激光點云數據做出分類（見圖2），并根據數據類型創建相應的地面模型。同時，還要與實際測量高程點進行仔細的對比，進而做好誤差統計工作。需要注意的是，統計誤差環節中要注重激光點的細化，進入將其轉換成為不同類型的高程檢查點，以便對高程精確度做出客觀真實的評價。

雷達技術范文第4篇

[關鍵詞]跟蹤成像雷達，空間目標

中圖分類號：TN958.98 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）05-0354-01

1、空間目標監視

空間目標通常是指在地球表面100公里以上的宇宙空間中運行的人造衛星、空間站、航天飛機以及空間碎片等目標?？臻g目標監視技術，就是指利用各種探測設備對距離地球表面100公里以上的宇宙空間中運行的人造目標進行觀測和監視，進而獲取目標的狀態和運行數據，在此基礎上，通過一系列數據分析與整合，實現對空間態勢的感知。自1957年前蘇聯率先將人類第一顆人造地球衛星送入太空起，到2015年美國SpaceX公司實現運載火箭的回收，人類關于太空的爭奪就從未停止過，而且隨著科技的發展，這種爭奪愈演愈烈。信息化條件下，太空已成為名副其實的戰略“高邊疆”，誰占領了太空，誰就占據主動[2]。 截止到2016年，全球發射的人造地球衛星的數量接近7000顆，其中大部分是用于軍事通信、偵察、探測、打擊的軍事衛星。隨著越來越多的國家掌握了進入空間和開發空間的能力，對于空間的使用更加具有競爭性和對抗性，特別是在地球軌道上運行的偵察衛星以及通過空間機動的彈道導彈，已成為國家安全最大的威脅。

因此，精確地感知空間態勢從而確保太空的控制權保障空間安全成為當今世界各大強國關注的焦點。由于空間目標監視技術是監視他國空間資產、空間活動以及保障本國空間飛行器正常運轉的重要技術手段，所以，只有具備空間目標監視技術，才能夠實現空間態勢的感知，進而確保后續的空間攻防行動有效展開，其技術水平直接制約著空間對抗能力的發揮。

2、跟蹤成像雷達技術的發展

當前可以用于監視空間目標的設備多種多樣。例如一些高分辨率的光學照相、光電成像和電視攝像等光學探測系統，還有一些預警雷達、跟蹤雷達等對空遠程監測雷達設備，都可以實現對空間目標的監視。但是光學設備受天時和氣象條件的制約和影響特別大，實際的工作效率很低，而普通的預警雷達、跟蹤雷達，雖然具有相當遠的作用距離，不受天時和氣象條件限制，但其分辨率較低，缺乏目標識別能力。跟蹤成像雷達的出現，就很好的解決了光學探測設備和普通雷達的缺陷?，F代的跟蹤成像雷達，不僅不受氣候條件的制約，而且擁有比普通雷達更高的分辨率，更遠的作用距離，在對空間微小目標跟蹤成像方面具有顯著優勢，具備強大的目標識別能力，因此用精密跟蹤成像雷達來監視空間目標，不僅可以對空間飛行器進入空間、在空間運行及返回地球的全過程進行探測跟蹤，還可以對其進行二維成像，獲取目標的外形、尺寸、功能等信息，從而為地面指揮中心掌握空間態勢提供充足的信息。

目前跟蹤成像雷達已經成為各種空間監視設備的主流，研發部署跟蹤成像雷達將會極大地提升國家的空間目標監視能力，進而為未來的太空防御作戰提供強大信息保障。目前美國、俄羅斯、德國等西方發達國家己經將跟蹤成像雷達技術應用于空間目標的監視當中，并取得了顯著的成效。利用跟蹤成像雷達提供的空間目標運動狀態以及二維圖像等信息，可以預先感知到空間中可能存在的威脅從而為國土安全提供有效保障。在空間技術飛速發展的今天，為了有效地利用太空，保衛空間安全，發展跟蹤成像雷達，對空間目標進行全方位地探測、跟蹤、監視和識別，并創立建設一個詳盡的空間環境數據庫已經迫在眉睫。因此，對基于高分辨ISAR成像技術的跟蹤成像雷達的研究對國家未來的空間發展和空間安全有著十分重大的意義。

3、跟蹤成像雷達技術概述

在跟蹤成像雷達技術中，第一步要實現的是環節對空間運動目標的精密跟蹤，因為雷達跟蹤技術是一切后續信號分析處理的前提，只有實現了目標的精密跟蹤，才能不斷收到目標反射回來的電磁波信號，高質量的成像才有進行的基礎。對于空間目標來說，由于其工作在大氣層之外，大部分目標處于無動力飛行階段，且具有相對固定的運行軌跡，因此空間目標的精密跟蹤相對較容易實現。

在精確掌握了空間目標的航跡之后，第二步就要對空間目標進行成像。通常雷達成像利用的是合成孔徑雷達技術（SAR，Synthetic Aperture Radar）或者逆合成孔徑雷達技術（ISAR，Inverse Synthetic Aperture Radar），兩者的基本工作原理大體上是一致的，都是利用雷達與目標之間的相對運動，在接收端用信號處理的手段，將雷達與目標相對運動的距離等效地看成一個孔徑很大的虛擬天線，從而實現雷達方位分辨力的提高。

跟蹤成像雷達中最關鍵的技術是對非合作運動目標成像的ISAR成像技術。對于空間目標，雖然其相對固定的運行軌道非常利于精密跟蹤，但是其高速運動的運動狀態卻不利于精密成像。目前ISAR成像主要是利用距離-多普勒（R-D，Range-Doppler）算法，即雷達接收端通過處理目標相對雷達轉動而產生的多普勒頻率從而獲得方位向的高分辨率。

雷達技術范文第5篇

關鍵詞：火控雷達 雷達散射截面 測量雷達 箔條彈

中圖分類號：TN972.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）04-0075-03

1 引言

箔條彈作為一種既簡單又有效的無源干擾手段，在現代戰爭中占據著相當重要的地位，是飛機、艦船等運動目標必備的自衛干擾設備之一。影響箔條彈干擾效果的一個重要因素就是箔條彈RCS，準確測量箔條彈RCS在戰術使用上有著非常重要的意義。

某型火控雷達主要用于高精度測量目標的距離、方位角、俯仰角供火控解算，而對目標的回波幅度信息則僅通過AR顯示器供操作手直觀觀察，未進行處理使用，需要對雷達進行改進。并且，在載機彈出箔條彈至箔條云充分展開期間，展開的箔條云會與載機同時處于雷達分辨單元內[1]，為了避免人為操作帶來的測量誤差，也需要對雷達進行改進。本文針對機載箔條彈，探討應用于箔條彈RCS測量的某型火控雷達技術改造。

2 箔條云RCS測試原理及測試要求

2.1 測試原理

2.2 測試要求

箔條云RCS測試的特點主要包括：（1）箔條云RCS分布具有鮮明的特征：箔條彈出膛后，其RCS迅速增大，達到最大值后稍有回落，持續一段時間后逐漸減??；（2）機載箔條云散開迅速，形成時間短，測試其RCS時間特性時很難與載機分離，即所測得回波可能包含載機的貢獻，測試有一定困難。

對于箔條云RCS動態測試，要求測量雷達系統應該具有以下性能[2]：（1）雷達體制為脈沖體制；（2）接收機線性誤差小于±0.5dB；（3）能夠記錄測試所需參數，如目標距離、方位角、俯仰角、回波幅度等。

3 測量雷達改造方案

為了實現機載箔條彈RCS測量功能，某型火控雷達主要改造包括以下兩個方面：信號處理機改造和零時信號控制系統改造。

3.1 信號處理機改造

某型火控雷達主要用于高精度測量目標的距離、方位角、俯仰角，供火控解算，而對目標的回波強度信息則僅通過AR顯示器供操作手直觀觀察，雷達未進行處理使用，因此不具備RCS測量功能。為了達到箔條彈RCS測量要求，在某型火控雷達的基礎上通過更改信號處理機軟件、系統控制軟件、增加系統數據記錄軟件等。某型火控雷達跟蹤狀態的工作原理如圖1所示。

雷達的信號處理機主要基于FPGA技術，信號處理的主要過程均采用基于FPGA的硬件邏輯實現，僅在最終的目標跟蹤計算、全機控制和模式控制采用計算機來完成，原設計中用于AGC控制的目標幅度測量也采用基于FPGA的硬件邏輯設計，其測量值出于無需求并未輸出，因此為進行箔條彈RCS測量，需要更改FPGA的設計，將跟蹤目標幅度測量信息輸出可供計算機讀取。更改后的信號處理流程圖如圖2所示。

目標RCS測量所需的其它信息如目標距離、脈沖重復周期、工作頻點等參數已經輸出，發射脈沖寬度由計算機進行控制，可更改軟件輸出。所有測量所需的信息由信號處理機輸出到跟蹤控制計算機后再輸出，并由外部的測試計算機進行實時記錄。

3.2 零時信號控制系統改造

箔條彈出膛后由于受載機氣流、風速、重力等影響，迅速擴散成箔條云并持續一定時間。一般箔條彈所要求的有效干擾時間非常短，實際測量時，由于一些人為的操作問題，可能貽誤時機，錯過箔條云最大形成時刻，從而造成測試不準確[3][4]。為了準確把握箔條云最大形成時間，得到完整的箔條云RCS時間特性曲線，課題組研制了零時信號系統。示意圖如圖3所示。飛行員投彈時觸發機載控制模塊，機載控制模塊向地面實時發送時統信號（箔條彈點火脈沖或彈出膛信號），時統信號經延遲Δt1秒后（延遲時間即時可調），控制箔條彈點火投放。在雷達面板增加一個專用于零時操作的按鍵來轉換到零時模式，當地面模塊接收到時統發來的時統信號時，自動切斷雷達伺服系統，停止跟蹤，時統信號延遲Δt2秒后（延遲時間即時可調），雷達恢復跟蹤功能。

4 雷達改造后測試結果

4.1 接收機校線試驗結果

雷達改造完成后，對接收機動態范圍內對應的輸入輸出功率數據進行線性擬合，如圖4所示，可以得到一條較理想校線。計算后得出接收機線性誤差小于±0.5dB，滿足測試要求。

4.2 RCS測量精度

采用地面放標準金屬球的方法對改造后的雷達進行比對測試，對0.1m2金屬球和未知金屬球（實際采用0.2m2）進行測量。0.1m2和0.2m2金屬球歸一化回波幅度如圖5所示，0.2m2金屬球RCS測量曲線如圖6所示。

4.3 雷達測量

雷達搜索、發現目標并跟蹤直升機，在接收到零時信號后轉入RCS測量模式，穩定跟蹤箔條彈后，信號處理機輸出當前目標回波幅度以及AGC值，數據記錄軟件對整個過程進行實時記錄。某型箔條彈歸一化雷達散射截面（RCS）時間特性測試曲線如圖7所示。

5 結語

為了滿足箔條彈RCS測試要求，對某型火控雷達進行了改進，實現了箔條云RCS測試，并且避免了在機彈分離階段由于人為操作引入的測量誤差。試驗證明，該方法切實可行，可用于各類箔條彈的RCS動態飛行測量與干擾性能評估。

參考文獻：

[1]王勇等.機載箔條彈RCS測量系統的設計實現.微計算機信息.2011，27（6）.

[2]GJB364A-2002.箔條云測試方法.2002.