摘要：随着信息技术的不断发展，雷达技术在航海、航空等诸多领域得到了广泛的应用，发挥着重要的作用，但由于雷达大多是独立工作的，彼此间缺少有效地信息共享，导致雷达的性能已经无法满足人类日益提高的需求。雷达系统与通信系统虽然在发射信号上有着明显的差异，但在硬件上有着相似之处，这给雷达通信一体化提供了可能。基于此本文对雷达通信一体化共享信号技术进行了研究。
关键词：雷达系统；通信系统；一体化技术；共享信号
1.雷达通信一体化技术研究
雷达通信一体化技术就是通过建立统一的一体化平台，利用通信信号实现雷达间目标数据的传输，从而实现多部雷达数据的最优组合，得到更加精确的目标信息，有效解决单部雷达的性能瓶颈问题。雷达通信一体化改变了传统雷达只发射接收雷达信号的现状，而是需要在雷达信号和通信信号间进行合理的切换和匹配。
2.雷达通信一体化的概念与具体设计
雷达作为军事领域常用的重要设备，主要负责在战场上针对作战目标进行探测与定位，随后将所获取的信息借助网络数据链形式向作战指挥控制中心上传并存储，便于指控中心针对信息进行及时处理。然而随着雷达技术的广泛应用，其弊端也逐渐暴露，鉴于作战现场环境的复杂性与雷达设备本身性能问题，不仅信息传输的信号存在不稳定的特点，导致传输过程中时常出现误码问题，妨碍指控中心的信息处理，甚至还会因安全性不良而导致情报为敌军所截取，导致信息泄露、造成难以预估的影响。而通过将雷达设备与通信系统进行一体化构建，可以有效提高信息传输效率，增强情报的保密性，进一步提升雷达通信系统的总体作战性能【1】。
从设计原理角度来看，雷达与通信系统都以电磁波技术作为载体，依靠电磁波的发射与接收进行工作；从系统结构来看，雷达与通信系统都包含发射机、接收机以及信号处理器；从工作频率来看，远程雷达在隶属于甚高频的通信频段范围内工作，通信系统则在原属于雷达的频段范围内工作；从信号角度来看，二者的信号特征缺乏显著差别，当前使用的频率再用技术致使二者信号存在一定相似性。鉴于此，应当以雷达系统为基础，进一步引入通信功能，实现二者的融合。
雷达设备中的发射机可兼任通信发射机功能，借助雷达接收机接收一体化信号，借助雷达天线承担通信天线，借助无线电技术发挥无线通信作用。同时，还应在雷达通信设备中增加信号分离器，确保将雷达所接收到的目标回波信号与通信信号实现完全分离，方能进行信号处理。通过硬件设备共享使得雷达通信设备发射出一体化信号，既能够实现目标探测，还具有通信传输效能。最后，针对通信接收设备，要将软件无线电技术应用于接收机前端，将接收机中涵盖的通信信号进行分离，借助解码获取到真实通信信息；针对雷达设备，应利用信号分离器将接收机后的目标回波信号进行分离，传送到信号处理器及数据处理器中，完成有效信息的提取与处理。
3.雷达通信一体化共享信号技术分析
3.1微波前端技术
通常来说，在雷达通信一体化系统中，该系统要分别完成雷达信号与通信信号的处理，要想提高截获目标信息的有效性与准确度，既要确保该一体化系统的微波前端具备充足的瞬时带宽，也要求位于射频前端处的瞬时动态范围足够大，且噪音系数较低【2】。其涉及到的关键技术，包括低噪声、大动态射频信道技术，高精度、快速调谐、低相位噪声本振技术等。受接收机工作性能影响，无法在宽频带的同一时刻完成信号接收，为最大限度弥补信号损失，应针对接收机的本振频率进行调节，确保其能够快速有效实现任意频率变换。同时，要想确保接收机频率测量保持较高精度，首要前提就是提高本振频率精度与频谱纯度。本振技术对于雷达通信一体化系统发挥着重要作用，但该技术所具有的高精度、高调谐速度以及低相位噪声等指标之间存在冲突，因此还需投入更多的研发器件、创新数字电路技术，实现技术突破。
3.2多载波Chirp共享信号技术
线性调频信号是雷达广泛采用的脉冲压缩信号，具有良好的测距测速性能。由于 单路Chirp信号传输速率低，采用多载波复用技术与线性调频技术相结合可提高系统的通信速率．为避免数据传输对雷达探测的影响，可设计一组多载波Chirp 信号群，奇数路子载波信号用于通信信息传输，偶数路子载波信号用于雷达目标探测。为提高系统的频带效率，可使各相邻子载波间具备准正交性。系统原理框 图如图1所示．接收端，通信采用相干解调的方法，雷达接收机通过并行接收累积，经信号处理获取目标的距离和速度参数。
图1 基于多载波Chirp共享信号系统框
3.3数字接收机技术
理想状态下，电子侦察接收机应当具备高灵敏度与截获概率，在全频段中实现应对多种信号的精准检测，既能够针对同时到达的多个信号进行有效检测与处理，也能够将弱信号从强信号中分离、进行实时处理。伴随当前信号数字化处理技术的进一步发展以及相关器件的发明完善，如今最为理想的选择即为宽带数字接收机。大动态、大带宽、高灵敏度的数字接收机具有极为显著的优势性能，不仅可在多个频段、各种模式间进行灵活切换，还能够在应对雷达设备与通信系统中各具差异的传输体制时体现出良好的适应能力，针对雷达信号、通信信号以及敌我识别信号进行同步、一体化侦查，根据接收机的性能需求实现同步拓展【3】。
然而伴随当前侦察系统中信号频率宽度的逐渐增加，造成雷达与通信信号之间的功率差距越来越大，为了进一步提高信息截获效果，要求侦查系统应不断提高瞬时带宽、接收信号动态与灵敏度，这就对于模数转换器的工作性能提出了更高要求。鉴于射频前端接收到的信号数目繁多、种类各异，各个信号之间的强弱差距、功率大小也存在明显区别，因此射频前端接收到的信号动态范围应大于80dB。但当前市面上的模数转换器很难合乎标准，即使满足高位数要求，采样速率却呈现出较低水平。现有的模数转换器既无法满足数据处理要求，又无法满足射频前端信号动态范围要求，导致该技术的应用处于瓶颈期，需进行进一步的完善解决。
3.4OFDM共享信号波形技术
在雷达系统中应用OFDM技术，可以产生较大的信号带宽，提高雷达分辨率。针对OFDM雷达信号加载通信数据，可以实现目标探测与数据通信的同步进行，同时在接收端处消除通信信号波形的影响，为雷达执行目标探测提供稳定保障，不仅可以有效提高雷达信号处理水平，还有助于提高通信速率。通过雷达接受回波，并进行OFDM解调，即可得到接收数据信号。OFDM是一种具有良好抗多径衰落性能的高速数据通信技术，该技术在雷达中的应用为雷达通信一体化信号共享找到了新的结合点【4】。
结语：
总而言之，将雷达与通信系统进行一体化设计，不仅可以将雷达设备进行充分合理利用，推动雷达与通信系统的设备共享，还可以利用计算机实现二者的组网，针对系统工作的过程进行实时监测与调控，最大限度避免误差的出现，使系统的作战性能得到充分的改善与提高。
参考文献：
[1]肖博，霍凯，刘永祥. 雷达通信一体化研究现状与发展趋势[J/OL]. 电子与信息学报：1-12[2019-01-29].
[2]胡飞，张京国，高宠，李喆. 一种雷达通信一体化方法[J]. 现代雷达，2017，39（10）：1-5.
论文作者:刘海起,吕茂斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/30
标签：信号论文; 通信论文; 接收机论文; 技术论文; 系统论文; 载波论文; 通信系统论文; 《防护工程》2018年第35期论文;