彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及信號(hào)處理問(wèn)題分析

鄧桂福 田耕

摘 要：隨著我國(guó)軍事力量的不斷提升，國(guó)家越來(lái)越重視雷達(dá)技術(shù)的研究。在雷達(dá)技術(shù)中，彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其信號(hào)處理是較為關(guān)鍵的內(nèi)容，若是這一內(nèi)容沒(méi)有處理好，那么就會(huì)影響到雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展。在這種背景下，如何更好的處理彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)就成為了人們當(dāng)前關(guān)注的問(wèn)題。本文將據(jù)此內(nèi)容，展開(kāi)進(jìn)一步分析。

關(guān)鍵詞：彈載相控陣；雷達(dá)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；信號(hào)處理；分析

當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)成為了世界上較強(qiáng)的軍事大國(guó)，但比起一些超級(jí)國(guó)家以及發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)仍舊具有許多不足之處。在軍事力量不斷提升的時(shí)代背景下，精確制導(dǎo)武器逐漸成為了較強(qiáng)的武器，并且主導(dǎo)著整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)的走向[1]。因此，我國(guó)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于精確制導(dǎo)武器的研究，只有這樣才能為我國(guó)的安全提供保障。在精確制導(dǎo)物理中，雷達(dá)系統(tǒng)極為關(guān)鍵，較為優(yōu)秀的雷達(dá)系統(tǒng)能夠幫助精確制導(dǎo)武器更好的鎖定與追蹤目標(biāo)，從而成功實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的打擊。由于本文主要是針對(duì)彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及信號(hào)處理問(wèn)題展開(kāi)分析，所以接下來(lái)將談一談如何實(shí)現(xiàn)彈載系統(tǒng)的應(yīng)用[2]。

一、彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)概述

彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)主要應(yīng)用了時(shí)空自適應(yīng)技術(shù)，它目前已經(jīng)在遠(yuǎn)程預(yù)警機(jī)制中得到了較為廣泛的普及，越來(lái)越多的人意識(shí)到了這一系統(tǒng)的重要性，并且將其應(yīng)用在了實(shí)際工作中。彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)不僅能夠讓精確制導(dǎo)武器更加迅速的切入戰(zhàn)場(chǎng)，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)較為精準(zhǔn)的跟蹤與打擊，能夠大幅度提升國(guó)家的軍事實(shí)力。由于彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)擁有較強(qiáng)的特殊性，所以它在進(jìn)行工作時(shí)，通常都會(huì)呈現(xiàn)出較高的工作頻段，包括X波段、Ka波段等，從而提升自身的波束指向增益[3]。

二、彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及信號(hào)處理問(wèn)題的分析

（一）運(yùn)動(dòng)過(guò)于復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的校正

現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的形勢(shì)瞬息萬(wàn)變，若是導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)軌跡較為單一，那么很有可能會(huì)被攔截，進(jìn)而難以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的打擊。在這種背景下，導(dǎo)彈戰(zhàn)術(shù)規(guī)避動(dòng)作的提出，使得各個(gè)國(guó)家紛紛加強(qiáng)了對(duì)導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)，這在一定程度上為雷達(dá)系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，無(wú)論是偏航、俯仰或者是加速以及俯沖，雷達(dá)系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別這些運(yùn)動(dòng)軌跡，并對(duì)這些運(yùn)動(dòng)軌跡加以校正，只有這樣才能確保對(duì)目標(biāo)的精準(zhǔn)打擊。導(dǎo)彈在進(jìn)行俯沖動(dòng)作時(shí)，不僅會(huì)呈現(xiàn)較為復(fù)雜的近程雜波，而且還會(huì)呈現(xiàn)較為復(fù)雜的遠(yuǎn)程雜波，這都在一定程度上為彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)帶來(lái)了挑戰(zhàn)[4]。由于彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)具有抑制雜波的功效，所以雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別導(dǎo)彈的具體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)其雜波的抑制，但導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)軌跡的多變，使得雷達(dá)系統(tǒng)抑制雜波的難度進(jìn)一步加大了，從而為雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及信號(hào)處理帶來(lái)問(wèn)題[5]。

（二）雜波距離不一，較為模糊

彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)不需要有太遠(yuǎn)的工作距離，但是它應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的探測(cè)能力。隨著軍事力量的不斷變革，現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)爭(zhēng)模式也在逐漸演變，并且演變成為了今天的先敵發(fā)現(xiàn)再施以打擊的戰(zhàn)爭(zhēng)模式。在這一戰(zhàn)爭(zhēng)模式中，雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，它直接影響到戰(zhàn)爭(zhēng)的可行性，若是雷達(dá)系統(tǒng)不具備較高的探測(cè)能力，那么極有可能會(huì)被敵對(duì)國(guó)家占據(jù)先手，進(jìn)而失去戰(zhàn)略機(jī)會(huì)。在這種背景下，加強(qiáng)對(duì)彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的探測(cè)能力分析就成為了重點(diǎn)內(nèi)容。由于彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的性質(zhì)所致，所以它的模糊范圍比起不模糊范圍要更加廣闊，這就使得雜波呈現(xiàn)距離不一的清醒。經(jīng)過(guò)研究不難發(fā)現(xiàn)，非正側(cè)陣的雜波往往存在著非均勻性，特別是前視陣?yán)走_(dá)，它具有極強(qiáng)的非均勻性。近程雜波的非均勻性也對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。比起傳統(tǒng)的機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)而言，彈載雷達(dá)系統(tǒng)的視距問(wèn)題一直都是難以解決的問(wèn)題，如何解決那些模糊的部分，成為了軍事研究部門(mén)的重點(diǎn)內(nèi)容。在瞬息萬(wàn)變的現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上，探測(cè)能力在很大程度上決定了戰(zhàn)場(chǎng)的走向[6]。因此，針對(duì)彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)視距較為模糊的問(wèn)題，國(guó)家應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)其的關(guān)注，并且展開(kāi)相應(yīng)的解決工作。目前，解決思路大致可以歸類為幾種：首先，工作人員可以采用低重頻體制。然而低重頻會(huì)使得設(shè)計(jì)難度大幅度提升，終其原因是由于低重頻會(huì)帶來(lái)更多的測(cè)速盲區(qū)以及多普勒模糊所導(dǎo)致的，所以只有具備較高技術(shù)素養(yǎng)的技術(shù)人員團(tuán)隊(duì)，才能夠?qū)崿F(xiàn)這一設(shè)計(jì)，這就對(duì)技術(shù)人員提出了更高的要求；其次，工作人員還可以設(shè)計(jì)天線，以此降低近程雜波的回波強(qiáng)度。然而在實(shí)際工作中，天線的設(shè)計(jì)也較為復(fù)雜，這都使得設(shè)計(jì)人員無(wú)從下手；再其次，工作人員可以使用三維自適應(yīng)處理，即“方位，俯仰以及時(shí)間”。然而這種設(shè)計(jì)方法不僅難度較大，而且缺乏樣本，所以它的應(yīng)用范圍也受到了一定限制，雖然技術(shù)人員還能夠通過(guò)俯仰維預(yù)濾波進(jìn)行對(duì)近程雜波的抑制，但是這種方法需要許多先驗(yàn)信息，所以也難以實(shí)施；最后，工作人員還可以直接數(shù)據(jù)域，這種自適應(yīng)處理方法具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，它能夠有效解決雷達(dá)系統(tǒng)視距模糊的問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)雜波的抑制。然而這種方法也有著一定的限制條件，那就是它會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的自由度下降，且測(cè)角與測(cè)速的性能也會(huì)顯著下滑。綜上所述，針對(duì)彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)視距模糊的問(wèn)題，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，展開(kāi)設(shè)計(jì)，從而確保雷達(dá)系統(tǒng)能夠具有較高的探測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可行性。

（三）雷達(dá)系統(tǒng)的工作模式及其實(shí)時(shí)性

空時(shí)自適應(yīng)處理可應(yīng)用于多種模式，包括跟蹤模式以及掃描模式等，無(wú)論是應(yīng)用于哪種模式，都能夠有效提升系統(tǒng)的可行性以及全面性。然而在實(shí)際工作中國(guó)，空時(shí)自適應(yīng)處理未能夠充分發(fā)揮自身的價(jià)值，這是由于它的計(jì)算較為復(fù)雜所導(dǎo)致的。在掃描模式中，雷達(dá)系統(tǒng)將會(huì)耗費(fèi)極為龐大的計(jì)算資源，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成一定的負(fù)擔(dān)。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)處理器的研究，確保雷達(dá)系統(tǒng)能夠具有較強(qiáng)的反應(yīng)能力，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高機(jī)動(dòng)能力目標(biāo)的追蹤，進(jìn)而確保自身的可靠。此外，彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)在進(jìn)行對(duì)目標(biāo)的跟蹤時(shí)，還應(yīng)當(dāng)能夠?qū)ο闰?yàn)信息進(jìn)行分析，從而大幅度縮小對(duì)目標(biāo)的搜索范圍，將運(yùn)算量降至最少，從而降低最自身的實(shí)時(shí)性要求。因此，工作人員還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)實(shí)時(shí)處理器的探究，確保處理器結(jié)構(gòu)較為完善，只有這樣才能讓系統(tǒng)具備與時(shí)俱進(jìn)的處理能力。

結(jié)束語(yǔ)：

彈載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及信號(hào)處理的問(wèn)題，需要技術(shù)人員的攜手并進(jìn)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)其的關(guān)注，并解決這些問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

鄧桂福（1983.1.10），男，漢族，四川遂寧人，碩士，工程師，研究方向：雷達(dá)系統(tǒng)/雷達(dá)信號(hào)處理.

田耕（1984.7.8），男，漢族，重慶巫山人，本科，工程師，研究方向：雷達(dá)射頻微波方向，科研項(xiàng)目管理.