雷达侦察设备对脉内调频信号分选识别方法
时间：2020-10-30 15:14:57 来源：达达文档网 本文已影响 人 
郑卉卉
摘要：本文就常见分选识别方法进行分析，给出瞬时测频技术、特征分析法、多向收集和筛选等，并论述不同方法的技术原理和优劣势，以期通过分析，为后续同类工作的开展和优化提供必要参考。
[关键词]雷达侦察设备脉内调频信号瞬时测频特征分析法
雷达侦察是指使用雷达设备，对反射电磁波的目标进行侦察。主要用于发现和识别飞机、舰船、导弹、卫星等目标，并测定其位置、速度和轨迹等。因能够反射电磁波的目标较多，雷达侦察设备对脉内调频信号的分选识别效果也引发了广泛重视，能否实现目标识别、进行通信干扰，也对相关技术提出了高要求。
1瞬时测频技术
瞬时测频技术是最早应用于雷达侦察活动的技术之一，其主要工作原理为相位比较，能够大范围进行脉内调频信号的拦截。20世纪后期开始用于电子情报侦察、雷达告警等作业中。以瞬时测频技术为依托的工作设备，结构简单、灵敏度高，分辨率也较理想。瞬时测频技术的核心设备为瞬时测频接收机、鉴相器。鉴相器一般为微波式，以实现目标信号的有效捕捉，其拓扑结构为功分器、90°电桥、检波器与差分放大器。在实际工作中，雷达设备的天线信号功率不完全相同，前端天线传输至输入端a点的信号功率为：Ea=2A，功分器对其进行处理，使其与信号来源的相位趋于一致，加工后功率为Eb=A。对Ea、Eb的特征进行匹配分析，如果信号来源为目标接受信号，二者一般是接近或一致的。如果信号来源为未知方，处理后的结果则体现出与Ea明显不同的特点，可进行读取或干扰。
瞬时测频技术的发展又催生了振荡器注定锁相技术，该技术强调在固定空间内进行作业，实现功率分析、波束扫描和控制。振动器模型是振荡器注定锁相技术的基础，借助模型，可以建立若干固定位置天线组成的振荡器阵列，阵列负责收集脉内调频信号，并输出其相位关系注入锁定振荡器，振荡器根据注入的信息进行频率测定和复制，在对其进行频率转换，了解信号内容，复制的信号则能对原信号进行加强或干扰。
2特征分析法
特征分析法是一大类方法的总称，雷达侦查设备脉内调频信号的分选识别几乎均强调对特征进行匹配，但在完成匹配后，鉴别工作需要独立进行，这使得调频信号分选识别效率无法保证。特征分析法下，强调将对应目标的重点信息进行提炼，完成快速的初步识别，主要应用于电子战活动中。如来自A目标的信号，其强度受到多重因素影响，强度是持续变化的，以F表达初始强度，雷达收集所获的强度信息将围绕F上下波动，呈现为一个非线性的数集：F=[F-n……F-2;F-1F;F1;F2……Fn]
该目标的属性影响其信号强度的变化规律，如高速飞行的导弹、和速度较慢的直升机，前者的动能更大，周边因素对其信号反射强度的影响较小，而直升机更容易受到气流等因素的影响，信号反射强度会出现更明显的波动，该规律得到捕捉后，可根据反射的基本强度值和距离，推算目标属性。之后通过二次、三次测定，使对应信息得到叠加。设二次测定结果为F2、三次测定结果为F3，以此类推，对应反射信号的强度值，在加权处理过后逐渐清晰，其变化规律和基本特点都能得到较完整的呈现。之后对其脉冲进行提取，做调制类型的识别，完成初步分选，每完成一个可确定的分选作业，均进行一次独立标识，即便接收对象为连续波上的叠加脉冲信号、复杂信号，也能逐步完成读取和分析。特征分析法的工作范圍较瞬时测频技术略低，其初步作业效率理想，但尝试实现对象目标的精细分析、信号的精准识别和后续处理，则需要较多的时间和精力。
3多向收集和筛选
多项收集和筛选，主要用于民用雷达侦察设备作业，如气象雷达等。该技术的特点为，广泛获取相似的脉内调频信号，再通过分离、降噪、提纯等方式完成信息识别和读取，技术上较为简单，不能适应信息战等复杂工作要求。如某地进行气象条件分析，共应用12个卫星进行作业，地面站的雷达为固定式，通过接收器的角度调整保证信息收集效果。为进一步提升信息收集的完整性，对接收器进行处理，使其由扇面接受改为360°无死角接受，天线阵元数目增加一倍，布置方式上，改为蛛网模式，以接收器为核心，呈“O”型逐步外扩。天线阵列的接受范围大大增加，接收器能够获取的信息也足够丰富、完整。完成某一个阶段的信息收集后，由雷达内置设备进行信号的分离、提纯，同类信号进行加权处理，提升可读性，不同类信号分别予以降噪和放大，了解其中的内容。
多项收集和筛选技术，可保证脉内调频信号分选识别具有较高的精确度，但总体工作的效率较低，且投资额度和管理难度也较大。值得注意的是，多项收集和筛选技术下的天线阵元布置，应避免各类干扰源，如金属、电磁信号、输电线路等，同时其信号接收的效率也可能受到多个因素的影响，导致衰减信号无法读取的问题，因此应将对应设备布置在与地面存在较高水平落差的地点，以保证接收效果。
4总结
综上，雷达侦察设备对脉内调频信号分选识别方法较为多样，均强调进行有效识别后的信号读取、干扰。目前多见的技术包括瞬时测频技术、特征分析法以及多向收集和筛选等，瞬时测频技术的适用性高，特征分析法则重视瞬间匹配重点信息，多向收集和筛选精确度高。后续工作中可结合具体需求选取对应技术。
参考文献
[1]张高峰，陈志刚，雷达侦察设备建模中的目标识别算法研究[J/0L].指挥控制与仿真：1-5.
[2]贾然。基于数据场和时域特征的复杂雷达信号分选方法研究[D].中国舰船研究院，2017.
