正文

從隨機(jī)交錯的信號流中分離出各單部雷達(dá)信號的處理過程。分選的實(shí)質(zhì)就是對隨機(jī)信號流進(jìn)行去交錯的過程。

在高密度信號環(huán)境下工作的現(xiàn)代雷達(dá)偵察設(shè)備必須具備信號分選的功能。早期的雷達(dá)偵察設(shè)備所面臨的環(huán)境簡單：雷達(dá)數(shù)量不多，工作時間較長，信號形式簡單，信號參數(shù)不變或只是緩慢變化。因此，偵察設(shè)備所要處理的典型信號環(huán)境是單部雷達(dá)逐次照射而形成的周期性脈沖群(圖1a)。對這樣的雷達(dá)信號流，由于不是多部雷達(dá)交錯，而不存在分選問題，并且即使采用人工操作，使用模擬的信號分析設(shè)備也可測得雷達(dá)信號的參數(shù)，如脈沖寬度τ、脈沖重復(fù)頻率Fr、天線照射時間ta、天線掃描周期Ta和脈沖波形等。根據(jù)這些信號參數(shù)，便可對雷達(dá)屬性和威脅程度進(jìn)行識別。

60年代末和70年代初，隨著雷達(dá)和導(dǎo)彈武器的發(fā)展和大量使用，戰(zhàn)時一架飛機(jī)(或一艘軍艦)在作戰(zhàn)中會同時受到很多雷達(dá)的照射。其中，有各種警戒引導(dǎo)雷達(dá)，也有具有嚴(yán)重威脅的炮火瞄準(zhǔn)雷達(dá)、制導(dǎo)雷達(dá)和導(dǎo)彈上的尋的雷達(dá)。這時，雷達(dá)偵察設(shè)備所面臨的典型信號環(huán)境是由許多雷達(dá)輻射的信號所隨機(jī)交錯的密集脈沖流（圖1b）。密集信號的交錯使信號環(huán)境發(fā)生了質(zhì)的變化。對于這樣的信號流，如果不首先將隨機(jī)交錯在一起的信號去交錯，并分離成各雷達(dá)單獨(dú)的脈沖列(圖1a),就無法發(fā)現(xiàn)各雷達(dá)的照射，識別其屬性和威脅程度。因此，現(xiàn)代雷達(dá)偵察系統(tǒng)首先要具備的信號處理功能，就是對隨機(jī)交錯信號能進(jìn)行自動分選。只有在信號分選的基礎(chǔ)上，才能分別測出各雷達(dá)參數(shù)，進(jìn)而完成對各雷達(dá)的識別。

分選原理?

　利用信號自身具有的相關(guān)性實(shí)現(xiàn)信號分選。在隨機(jī)交錯的脈沖流中，同一雷達(dá)信號各個脈沖之間具有相關(guān)性，如具有相同的脈沖寬度、相同的重復(fù)周期、相同的載頻、來自相同的方向等。不同雷達(dá)信號的信號參數(shù)必然存在著差異。利用同一雷達(dá)信號的這種相關(guān)性和不同雷達(dá)信號的差異性，便可將每部雷達(dá)的脈沖列及其參數(shù)從隨機(jī)交錯的信號流中分選出來。一旦分選出各雷達(dá)信號的參數(shù)，就可以對雷達(dá)信號進(jìn)行分析和識別。

信號參數(shù)中可用于分選信號的參數(shù)稱為信號分選參數(shù)。信號參數(shù)是很多的，但可用作信號分選的參數(shù)主要有：脈沖重復(fù)周期或重復(fù)頻率、脈沖寬度τ、載頻f、信號的到達(dá)方向θ及信號的幅度(A)。信號的其他參數(shù)，如脈沖寬度的跳變、脈沖幅度的變化規(guī)律、脈沖重復(fù)頻率的跳變量和跳變規(guī)律、載頻的跳變量和跳變規(guī)律等，對于信號識別是非常重要的，但通常不用作分選參數(shù)。

在信號分選過程中，參與分選的信號參數(shù)越多，則分選功能越強(qiáng)，更能適應(yīng)密集信號環(huán)境，對復(fù)雜信號進(jìn)行分選。但是，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)分選，需要偵察系統(tǒng)具有瞬時測量這些參數(shù)的能力，如瞬時測量脈沖到達(dá)時間、脈沖寬度、脈沖幅度，瞬時測頻和測向等。此外，偵察系統(tǒng)還應(yīng)具有對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理的能力。

脈沖重復(fù)頻率是最早用于信號分選的單個參數(shù)。因?yàn)閷τ诘兔芏鹊男盘柇h(huán)境利用脈沖等間隔地重復(fù)出現(xiàn)這一特性，易于從交錯信號流中分離出單部雷達(dá)的脈沖列。但僅用脈沖重復(fù)頻率進(jìn)行單參數(shù)分選時，只能適應(yīng)信號密度不高的環(huán)境，而且只能分選重復(fù)頻率不變的信號。如要對重復(fù)頻率變化的信號或大量交錯的信號進(jìn)行分選，就需要借助其他信號參數(shù)才可完成。

在參數(shù)分選中，脈寬和方向是十分有用的分選參數(shù)，一般可認(rèn)為是不變化的。當(dāng)密集的信號流中有多個重復(fù)頻率變化和載頻捷變的信號時，就需借助于脈寬τ和方向θ這兩個參數(shù)才可完成分選任務(wù)。用精確的到達(dá)方向θ作為密集信號的預(yù)分選參數(shù)，是解決各類頻率捷變、重復(fù)頻率捷變和脈寬變化的信號分選時的可靠途徑。

雷達(dá)信號分選

現(xiàn)代雷達(dá)偵察設(shè)備一般采用多參數(shù)分選。整個分選過程分為兩個階段，即預(yù)分選和脈沖重復(fù)周期分選。多參數(shù)分選的原理如圖2。以脈沖重復(fù)周期、脈沖寬度τ、到達(dá)方向θ三參數(shù)分選為例，預(yù)分選是在方位θ和脈寬τ二維空間進(jìn)行的。根據(jù)參數(shù)測量精度墹θ和墹τ,這個空間按縱橫分別劃分為m和n個等分，因而整個空間被分為mn個子區(qū)間。預(yù)分選將隨機(jī)脈沖流中具有相同方向θ和相同脈沖寬度τ的脈沖數(shù)據(jù)存儲在同一子區(qū)間里，然后，逐個地對各子區(qū)間根據(jù)脈沖到達(dá)時間進(jìn)行脈沖重復(fù)周期的分選。

分選技術(shù)?

　信號分選技術(shù)有硬件分選和軟件分選兩類。硬件分選是利用邏輯電路進(jìn)行信號分選，具有處理速度快和實(shí)時性好等優(yōu)點(diǎn)，一般用于預(yù)分選。軟件分選主要是用計(jì)算機(jī)對到達(dá)時間進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。先將脈沖重復(fù)周期固定不變的雷達(dá)信號取出來；然后，根據(jù)其他參數(shù)的相關(guān)性取出脈沖重復(fù)周期跳變或抖動的雷達(dá)信號，也可取出載頻捷變等復(fù)雜雷達(dá)信號。

雷達(dá)信號分選

信號的分選過程如圖3。在分選以前要求接收機(jī)對隨機(jī)交錯信號流中的每個脈沖進(jìn)行脈寬、載頻、到達(dá)時間、到達(dá)方向、脈幅的測量，經(jīng)過模擬-數(shù)字變換，以二進(jìn)制數(shù)據(jù)送到相關(guān)處理電路。相關(guān)處理后，對每個脈沖形成一組反映其參數(shù)的脈沖數(shù)據(jù)描述字，然后，通過計(jì)算機(jī)在脈沖數(shù)據(jù)描述字的基礎(chǔ)上進(jìn)行信號分選。

上述分選方法有較強(qiáng)的分選功能，但實(shí)時分選信號的能力受計(jì)算機(jī)速度的限制。對高密度信號進(jìn)行分選，常在預(yù)分選之前插入一個剃除器，把已分選過的信號參數(shù)存在剃除器中，信號流的脈沖逐個與存儲的信號參數(shù)進(jìn)行高速比較，凡是參數(shù)相同的脈沖均被剃除，使進(jìn)入分選的數(shù)據(jù)率降低到預(yù)分選和計(jì)算機(jī)能夠適應(yīng)的范圍。