擴(kuò)頻技術(shù)下的雷達(dá)通信信號處理分析

劉 林

(遼寧葫蘆島91202部隊，125004)

擴(kuò)頻技術(shù)下的雷達(dá)通信信號處理分析

劉 林

(遼寧葫蘆島91202部隊，125004)

在日益復(fù)雜的電磁環(huán)境下，電子設(shè)備在現(xiàn)代化作戰(zhàn)中發(fā)揮的作用越來越大，伴隨著電子設(shè)備使用數(shù)量的不斷增加，電子設(shè)備之間的干擾亦在不斷增強(qiáng)，為了有效的降低電磁干擾對于作戰(zhàn)平臺的影響，目前嘗試較多的解決方法有一體化作戰(zhàn)平臺和基于信號共享系統(tǒng)而產(chǎn)生的擴(kuò)頻雷達(dá)信號處理系統(tǒng)，本文對擴(kuò)頻技術(shù)下的雷達(dá)通信信號處理進(jìn)行分析研究。

擴(kuò)頻技術(shù)；雷達(dá)信號分析；信號處理

雷達(dá)和通信是作戰(zhàn)平臺兩個最重要的組成部分，對滿足小型化、多功能化的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭需求具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在現(xiàn)代軍事領(lǐng)域中，擴(kuò)頻技術(shù)在導(dǎo)航系統(tǒng)、軍事干擾系統(tǒng)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了長足發(fā)展。擴(kuò)頻技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上能夠保障在復(fù)雜電磁環(huán)境中的軍事通信暢通無阻，從而促進(jìn)了軍事通信技術(shù)的發(fā)展。

1 擴(kuò)頻通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)

通信雷達(dá)在探測獲得目標(biāo)參數(shù)后，需要將獲得的參數(shù)傳遞給其他相關(guān)的參數(shù)控制設(shè)備。通常而言，目標(biāo)參數(shù)的傳遞需要借助通信系統(tǒng)來完成。所以選擇一種恰當(dāng)?shù)耐ㄐ帕鞒毯凸ぷ鞣绞綄τ诶走_(dá)通信系統(tǒng)的正常工作十分重要。常規(guī)的雷達(dá)通信系統(tǒng)由三部分組成，即地面通信雷達(dá)、中間通信和其他相關(guān)設(shè)備等。雷達(dá)通信系統(tǒng)的運(yùn)作流程可以概括為：首先，地面雷達(dá)對外發(fā)出探測信號，探測信號在遇到探測目標(biāo)后，會產(chǎn)生回波，當(dāng)?shù)孛胬走_(dá)接收到回波信號時，需要對接收到的信號進(jìn)行處理，對獲得的具體參數(shù)進(jìn)行計算，最終形成控制指令通過通信的方式發(fā)送至相關(guān)的處理設(shè)備，相關(guān)的處理設(shè)備對接受到的指令信號進(jìn)行處理后，交由執(zhí)行裝置進(jìn)行執(zhí)行，最終完成整個預(yù)定的目標(biāo)。

擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種利用頻率更高的偽隨機(jī)序列對信號基帶中的有用信息進(jìn)行調(diào)試，將經(jīng)過調(diào)試后的頻譜信號分布在一個帶寬更高的頻帶中進(jìn)行傳播的通信技術(shù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)是香農(nóng)公式。理論分析認(rèn)為，可以采取用信道寬度換取信號噪聲功率比的方式達(dá)到預(yù)定信道容量的要求。換言之，即便在低信號噪聲功率比甚至是信號被噪聲淹沒的條件下，可以采用增大信道寬度的方式達(dá)到準(zhǔn)確傳輸特定信號的目的。與常規(guī)的通信技術(shù)相比，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)需要在信號的發(fā)送端添加擴(kuò)頻模塊，而在信號的接受端需要增加解擴(kuò)模塊，兩個新模塊的加入在一定程度上提高了雷達(dá)通信系統(tǒng)的抗干擾能力

現(xiàn)代化的軍事作戰(zhàn)需求對軍事通信技術(shù)提出了較高的要求，在現(xiàn)代通信中，擴(kuò)頻技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。以擴(kuò)頻技術(shù)作為技術(shù)支撐的碼多分址技術(shù)具有其較強(qiáng)的抗干擾、抗衰減等優(yōu)良性能，可以進(jìn)行多地址通信和實(shí)現(xiàn)低功率譜密度，成為了現(xiàn)代通信技術(shù)中基于擴(kuò)頻通信的技術(shù)典范。

擴(kuò)頻通信技術(shù)可以分為直接序列擴(kuò)頻和跳變頻率擴(kuò)頻兩種。直接序列擴(kuò)頻通常采用的是將偽隨機(jī)序列和原始信號作為模二加，在用一個偽隨機(jī)序列表示信息碼元，偽隨機(jī)序列具有高碼率的特征。之所以信號的頻譜可以被擴(kuò)展，是由于碼片的速率較信息碼元速率高很多的原因。同一個擴(kuò)頻碼和接收信號在接收端處需要在進(jìn)行一次是時域相乘，由于與擴(kuò)頻碼的相關(guān)性不高，因此，在接收信號的存在的干擾和噪聲可以看做是擴(kuò)頻，信號的功率被抑制。有用信號和同一個擴(kuò)頻碼相乘兩次可以還原為有用信號本身，同時信號能量重新在較窄的帶寬能聚集、壓縮，從而實(shí)現(xiàn)信號的解擴(kuò)。

跳變頻率擴(kuò)頻則是將擴(kuò)頻碼的載波頻率變?yōu)椴粩嘧兓碾S機(jī)跳變。跳頻方式亦可被視作一種載波按照一定規(guī)律變化的多頻頻移鍵控。調(diào)頻頻率系統(tǒng)的離散頻率范圍從幾千到220，在跳頻系統(tǒng)中，可以對擴(kuò)頻碼選擇不同的信道，這區(qū)別于直擴(kuò)系統(tǒng)。

2 擴(kuò)頻技術(shù)中擴(kuò)頻序列的同步

在雷達(dá)通信系統(tǒng)中，擴(kuò)頻序列的同步居于十分重要的位置，在擴(kuò)頻通信中，通常需要滿足的同步包含兩點(diǎn)，分別是一般的載波同步和擴(kuò)頻碼的同步。目前，在擴(kuò)頻通信技術(shù)中較為廣泛采用的接受同步法包括滑動相關(guān)捕獲法、匹配濾波器捕獲法和并行相關(guān)捕獲法等方法。在這三種接受同步法中，滑動相關(guān)捕獲法是一種相位匹配捕獲法，通過滑動本地的偽碼來搜尋所需的相位，直至出現(xiàn)所需的峰值信號，捕獲成功。并行相位捕獲法則是通過借助一個相關(guān)器，將多路的相關(guān)性計算結(jié)果傳輸至比較電路中，以相關(guān)性最大的電路作為成功的捕獲電路。匹配濾波捕獲器利用的是一個快速捕獲器，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析，由于匹配捕獲器的頻譜特性和輸入信號的頻譜特性完全一致，因此在雷達(dá)信號系統(tǒng)中被廣泛使用。

3 擴(kuò)頻信號系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試

基于擴(kuò)頻技術(shù)的雷達(dá)通信系統(tǒng)擴(kuò)頻功能的實(shí)現(xiàn)需要結(jié)余擴(kuò)頻碼序列對原始信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展。因此在信號發(fā)射機(jī)的上除了要有載波調(diào)制模塊外，還需要有擴(kuò)頻信號的調(diào)制模塊。新的組成結(jié)構(gòu)對雷達(dá)通信系統(tǒng)提出了跟高的要求，而對于擴(kuò)頻信號系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試工作主要集中在對于發(fā)送模塊和接受模塊兩部分。

發(fā)送模塊的設(shè)計工作主要包括原始信息編碼、擴(kuò)頻和調(diào)制三個方面。在雷達(dá)通信系統(tǒng)紅，為了實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信號擴(kuò)頻的目的，常用的做法是對擴(kuò)頻碼序列和帶發(fā)射信號相乘，得到擴(kuò)頻碼比數(shù)據(jù)窄的時寬，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻序列的頻帶高于數(shù)據(jù)序列。

接收模塊的設(shè)計工作主要包括信號帶通采樣、信號濾波器的設(shè)計、信號的解調(diào)和匹配濾波器四個方面的內(nèi)容。濾波器是一個在接收系統(tǒng)中被多次使用的裝置，一般而言，高性能的濾波器具有強(qiáng)大的IP功能，可以自動實(shí)現(xiàn)對系數(shù)對稱性的發(fā)掘，從而達(dá)到減少資源浪費(fèi)。采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)過濾波器后，通常會采用差分相干解調(diào)法對信號進(jìn)行調(diào)試，最后交由匹配濾波器進(jìn)行相位搜索。

4 結(jié)束語

如前文所示，本文中對基于擴(kuò)頻技術(shù)下雷達(dá)通信信號處理的相關(guān)問題進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，通過對雷達(dá)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、擴(kuò)頻通信技術(shù)的相關(guān)理論技術(shù)、擴(kuò)頻序列的同步等技術(shù)進(jìn)行研究，得到了擴(kuò)頻喜好系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試方法，希望文本的研究結(jié)論可以進(jìn)一步豐富對于擴(kuò)頻技術(shù)下雷達(dá)通信信號處理相關(guān)問題的認(rèn)識。

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Spread spectrum technology under the analysis of the radar signal processing

Liu Lin (
Liaoning huludao 91202 troops,125004)

In the increasingly complex electromagnetic environment,the role of electronic equipment in the modern warfare is more and more big,with the rising number of electronic equipment used,interference between electronic equipment is also growing,in order to effectively reduce the effect of electromagnetic interference in operational platform,currently trying to more solutions have integrated operational platform and sharing system based on signal and the spread spectrum radar signal processing system, in this paper, the spread spectrum technology of radar signal processing are studied.

spread spectrum technology;Radar signal analysis;The signal processing