軟件化雷達技術淺析

雷斯元 由迪

摘 要 軟件化雷達具有標準化、數字化、模塊化的特征、開放式的體系架構以及“以軟件技術為核心，面向應用需求”的開發(fā)模式，靈活高適應性的系統(tǒng)架構使其具備更高的處理能力以及更低的維護成本。本文首先闡述了軟件化雷達的發(fā)展背景及基本概念，分析軟件化雷達技術發(fā)展的必然性以及該技術產生的影響，并對其今后的技術發(fā)展給出建議。

關鍵詞 軟件化雷達;數字化雷達;開放式架構

引言

伴隨數字化技術的發(fā)展與提升，雷達系統(tǒng)將由傳統(tǒng)意義上的“以硬件技術為核心”的傳統(tǒng)開發(fā)模式逐漸過渡到“以軟件技術為核心”的全新開發(fā)模式上。正是基于此趨勢，軟件化雷達應運而生。該技術主要通過對軟硬件系統(tǒng)的解耦，使得雷達系統(tǒng)能夠基于軟件化開發(fā)模式，更加靈活地進行系統(tǒng)功能的定義、資源的調配、性能的提升、工作模式的擴展等，從而不斷滿足應用需求[1]。

1軟件化雷達的發(fā)展背景

軟件化雷達的出現(xiàn)，是當前雷達系統(tǒng)的軍事應用需求與相關技術發(fā)展共同作用的結果。

當前雷達系統(tǒng)的軍事應用需求主要有如下三個特點：①雷達的探測環(huán)境漸趨復雜，在復雜的電磁環(huán)境中，雷達系統(tǒng)需具備根據實際環(huán)境實時分析并優(yōu)化配置參數來增強目標探測性能的能力;②雷達的探測模式逐漸多樣化，在完成多目標探測任務時，要求雷達系統(tǒng)具備靈活資源配置、功能及工作模式擴展的能力;③雷達的系統(tǒng)功能漸趨一體化，在地基、空基等平臺上，都要求雷達系統(tǒng)具備實現(xiàn)主/被動探測、多源信號融合等功能[2]。

雷達系統(tǒng)的相關技術發(fā)展主要有如下三個特點：①數字化技術迅猛發(fā)展，使得基于軟件化模式開發(fā)和配置雷達主要分系統(tǒng)模塊成為可能;②標準化和模塊化組件日趨成熟，使得雷達各分系統(tǒng)的通用性提升巨大;③系統(tǒng)優(yōu)化集成技術逐漸成熟，雷達系統(tǒng)具備更高的開放性[3]。

2軟件化雷達的基本概念

2.1 軟件化雷達的定義

軟件化雷達是具有標準化、模塊化和數字化技術特點的新型雷達系統(tǒng)，具有開放式體系架構，可以適應“面向實際需求，以軟件技術為核心”的開發(fā)理念，以軟件化開發(fā)模式靈活地實現(xiàn)系統(tǒng)擴展、更新和升級。

2.2 軟件化雷達的定位

數字化雷達系統(tǒng)包含了數字波形產生、高速數字采樣、數字信號處理等一系列高性能數字化技術，具備數字波形發(fā)射/接收、射頻采樣、數字波束形成等數字化能力，而軟件化雷達是在數字化雷達技術的基礎上，進一步強調系統(tǒng)開發(fā)的規(guī)范性和軟件可定義性、系統(tǒng)軟/硬件平臺的通用性和可擴展性、系統(tǒng)任務的靈活性和可升級性。當前的雷達系統(tǒng)，正處于從數字化雷達向軟件化雷達逐漸過渡的關鍵時期。而軟件化雷達的實現(xiàn)與發(fā)展，將為智能化雷達的發(fā)展提供堅實的基礎。

3軟件化雷達技術帶來的影響

3.1 對雷達系統(tǒng)研發(fā)模式的影響

傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)采用“以硬件技術為核心，面向專用功能”的研發(fā)模式，即用戶對研制方提出研制需求后，研制方將其分解為對應的技戰(zhàn)術指標，軟、硬件開發(fā)者根據具體指標，采用相應技術進行開發(fā)[4]。研制過程采用自上而下的串行研發(fā)模式，研制中存在各環(huán)節(jié)耦合性強、研制周期長等問題。

軟件化雷達則解決了上述問題，該系統(tǒng)采用分層解耦的設計思想，即通過指定一系列標準、規(guī)范和協(xié)議，使得系統(tǒng)各層次之間的開發(fā)相互獨立。由于不同層次的技術可以在技術標準和規(guī)范框架的指導下不斷更新，系統(tǒng)的研發(fā)可以形成一種各層次動態(tài)更新并行發(fā)展的模式。軟、硬件開發(fā)者可以在軟件化雷達體系架構規(guī)范的指導下，不斷更新平臺技術，同時，系統(tǒng)用戶和雷達系統(tǒng)方案設計者間通過密切聯(lián)系，可以對雷達系統(tǒng)的功能進行快速擴展、重構和驗證[5]。

3.2 對雷達系統(tǒng)應用模式的影響

傳統(tǒng)雷達的開發(fā)模式屬于定制型系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)的應用與裝備的技術狀態(tài)相互關聯(lián)。一旦系統(tǒng)型號確定、裝備研制完畢，可供修改、擴展的空間非常小，一旦用戶方在實際應用中出現(xiàn)問題或增加新的需求時，研制方往往不能及時有效地響應，降低了裝備更新的速度。

軟件化雷達分層并行的研發(fā)模式，能很好地解決這一問題，它支持系統(tǒng)對用戶動態(tài)需求的快速響應，并將新技術不斷通過升級擴展的方式應用于系統(tǒng)中。

4結束語

軟件化雷達解決了以往傳統(tǒng)雷達開發(fā)和應用過程中的研制周期長、系統(tǒng)擴展性差、升級換代難等問題。相關技術的發(fā)展，將雷達系統(tǒng)的比拼由傳統(tǒng)硬件過渡到軟件這一軟實力層面，其特有的開放式架構、軟件化平臺、行業(yè)標準規(guī)范等都是該軟實力所比拼的重要內容，無論是裝備研制方，還是設備使用方，都應該把握住這一發(fā)展機遇，加強合作，有針對性地開展相關課題的研究與演示驗證工作，提升我國的軟件化雷達技術實力，為后期智能化雷達技術的發(fā)展奠定基礎。

參考文獻

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[2] 張榮濤，楊潤亭，王興家， 等.軟件化雷達系統(tǒng)技術綜述[J]. 現(xiàn)代雷達，2016，38（10）：1-3.

[3] 湯俊，吳洪，魏鯤鵬."軟件化雷達"技術研究[J]. 雷達學報， 2015，（4）：481-489.

[4] 錢波， 龔璞， 王德生. 基于Linux的軟件化和網絡化雷達終端系統(tǒng)的實現(xiàn)[J]. 電子技術應用，2005，（7）：61-64.

[5] 陶冶. 軟件化雷達通用信號接收處理系統(tǒng)分析與設計[J]. 自動化與儀器儀表，2013，（2）：51-52，54.