雷达信号环境的一体化模拟方法探讨

周楚雄

摘 要：本文通过对信号环境下雷达类装备的研究，以满足雷达装备在复杂电磁环境中的应用需求。在以信号相干特征为划分依据，对信号环境进行分类，据此提出一体化雷达信号模拟方案，并对其中的难点和技术做了简要论述，以期为实验雷达类装备在复杂电磁环境适应性研究方面提供方法支持。

关键词：信号环境；复杂电磁环境；电磁环境模拟

中图分类号：TN971 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0204-01

目前，在利用四类模拟器——环境杂波模拟器、目标回拨模拟器、干扰信号模拟器、背景信号模拟器——对雷达系统进行测试的过程中，发现了大量的问题。细究起因，发现在对四环境要素（目标回波、环境杂波、北京信号、干扰信号）进行进行分解时，主要考虑的信号来源，但是这几个要素之间具有一些共性，致使在评估时无法把发现的问题精准的归入四类环境影响要素中。比如干扰信号模拟器的遮盖性干扰特征就与背景信号模拟器类似，目标回波和环境杂波又与干扰性好模拟器的欺骗性干扰特征类似，几种问题相互交合，难以归类。

1 电磁环境分析

按雷达信号探测能动性分类，雷达分为主动探测雷达装备和被动探测雷达装备，以主动探测雷达为对象进行研究，信号一般分为两种，其一是由雷达发射设备自身发出，然后被反射回来的主动搜寻信号，被视为有用的；其二是并不是雷达主动寻找的信号，“被进入搜寻目标”的信号总和，根据具体情况，这些信号被称为杂波、噪声或干扰。

对应的在衡量雷达功能效率时，就有了信杂比、信噪比、信干比三个物理指标。雷达装备只是根据自身特性进行发射和接受信号，并不能分辨出有用与无用，但对于设计者来说是为了获得“有用信号”，在后续处理中，设计者根据相关信号的能量大小选择继续探究还是丢弃。但是若从雷达类装备角度考虑，信号当分为相干类与非相干类两大类。相干类的特征是与雷达发射装备直接相关的信号，而随机的信号归入非相干类。以此为前提，来提取探测过程中所需要的目标回波[1]。

2 一体化设计分析

雷达在实际工作过程中同时接到两种信号，即相干类与非相干类，那么，信号环境模拟器的设计分为两类，一类是相干类信号模拟器，一类是非相干类信号模拟器，共性是都有信号发射并伴有波形产生，区分在于信号特征参数。在具体设计模拟器时，硬件架构两者应统一实现，在系统软件操作界面体现不同点。

2.1 系统架构

一体化机构硬件系统主要包含三个部分天线集阵、射频通道和信号处理机。软件系统的功能主要实现对信号存储和提取，输出控制及数据库等等。其中，硬件系统有四个输入通道和六个输出通道，各通道根据功能划分为上中下，上面是为了产生非相干类干扰信号，如有源欺骗类信号，中间通道可用来产生杂波目标回波等相干类信号，下面是为了生成噪声干扰等非相干类信号。

2.2 技术重点

实现以上描述的设计，需要突破以下几项重点技术。硬件上，主要解决宽带在接受和采集信号方面的技术，从雷达发射信号的频谱特征、波形特征等列为重点实现对象。软件上要突破数据处理技术，即把采集到的数据按模型库做模块化处理，然后按照参数特征做信号合成。

3 实现路径难点分析

一体化系统是为了雷達类装备更好的适应复杂电磁环境，有效的评估其适应能力，需要获取重要参数指标，难点在于以下几个方面，参数指标确定依据，实验内容如何设计，如何根据试验内容模拟定量环境要素，其中的关键点在于参数指标的设定。确定可靠的参数指标的困难在于这些数值虽然与多种物理量相关性强，但是却并不是一一对应的关系，以至于没有办法纳入现有的函数关系中，主要依赖工作人员的经验性认知。在相干类信号环境中，信号间的差异和不同点是考虑重点，比如，目标回波信号在位置、速度和数量等信息特征上与欺骗类信号不同，而信号的特征事实上包含了信号的反映内容，那么信号特征差异也就意味着信息的差异。对于非相干类信号环境，相同能量值对应各种频带和到达角，即函数关系的差异化。即便这三个参数一致，能量值与脉冲仍然不是一一对应的。所以，问题可以表述为如何设定参数的区间值，而不是固定值。

在具体实现路径上，依据本文对信号的划分，可以试用一种新的做法。首先统一测验相干类信号，把特征相似的信号与目标回波归类为“相似类信号”，继而划分取值区域，为复杂电磁环境中雷达适应能力的重要参考。也就是说，如果“相似类信号”值越大，说明雷达适应能力越弱，反之，说明雷达装备的适应性比较强。其次，用相同的做法对非相干类信号统一测验，在该类信号与雷达运行过程具有相关性的基础上，根据显示非相干类信号与目标回波关系的数据称为“相关强度比”，继而确定取值区域，作为衡量雷达装备适应复杂电磁环境能力的另一个指标。雷达若在“相关强度比”高值域正常工作，说明适应性强，反之，说明适应能力差。

另外，在整体控制上，相干类与非相干类信号之间的比例关系确定，然后可以对现实场景进行分布和时序控制等方面是又一个难点。

笔者通过对信号的重新分类，在此基础上提出一体化设计构想，以满足雷达类装备更好的适应复杂电磁环境，在提出相关技术难点的同时，也讨论了解决的思路和路径，仅作为进一步研究复杂电磁环境适应性的参考。

参考文献

[1]蒋立正，孟新，刘洪亮，等.某雷达信号环境模拟器杂波模拟方法研究[J].计算机仿真，2007，24（12）：295-299.