第4章雷达侦察的信号处理.ppt

第4章 雷达侦察的信号处理 4.1 概述 4.2 对雷达信号时域参数的测量 4.3 雷达侦察信号的预处理 4.4 对雷达信号的主处理 4.5 数字接收机与数字信号处理 4.1 概 述 雷达侦察系统是一种利用无源接收和信号处理技术,对雷达辐射源信号环境进行检测和识别、对雷达信号和工作参数进行测量和分析,从中得到有用信息的设备。实现对雷达辐射源信号环境进行侦察的典型过程如下: (1)由雷达侦察系统的侦察天线接收其所在空间的射频信号,并将信号馈至射频信号实时检测和参数测量电路。由于大部分雷达信号都是脉冲信号,所以典型的射频信号检测和测量电路的输出是对每一个射频脉冲以指定长度(定长)、指定格式(定格)、指定位含义(定位)的数字形式的信号参数描述字,通常称为脉冲描述字PDW(Pulse Discreption Word)。从雷达侦察系统的侦察天线至射频信号实时检测和参数测量电路的输出端,通常称为雷达侦察系统的前端。 (2)将雷达侦察系统前端的输出送给侦察系统的信号处理设备,由信号处理设备根据不同的雷达和雷达信号特征,对输入的实时PDW信号流进行辐射源分选、参数估计、辐射源识别、威胁程度判别和作战态势判别等。信号处理设备的输出结果一般是约定格式的数据文件,同时供给雷达侦察系统中的显示、存储、记录设备和有关的其它设备。从雷达侦察系统的信号处理设备至显示、存储、记录设备等,通常称为雷达侦察系统的后端。 随着高速数字电路和数字信号处理(DSP)技术的发展,已经能够将宽带信号直接进行A/D变换、保存和处理(数字接收机),使传统的测向、测频技术等与数字信号处理技术紧密地结合到了一起,不仅改善了当前系统的性能,并且具有良好的发展前景。 ?本章在讨论前端对脉冲信号到达时间(tTOA)、脉宽(τPW)和幅度(AP)检测与测量的基础上,着重讨论雷达侦察系统中的后端对PDW信号流的信号处理过程、原理和方法,最后简要讨论与数字接收机技术有关的数字信号处理技术。 4.1.1 信号处理的任务和主要技术要求 雷达侦察系统中信号处理设备的主要任务是:对前端输出的实时脉冲信号描述字流{PDWi}∞i=0进行信号分选、参数估计、辐射源识别,并将对各辐射源检测、测量和识别的结果提供给侦察系统中的显示、存储、记录和其它有关设备。 雷达侦察系统前端输出的{PDWi}∞i=0的具体内容和数据格式取决于侦察系统前端的组成和性能。在典型的侦察系统中， 式中,θAOA为脉冲的到达方位角,fRF为脉冲的载波频率;tTOA为脉冲前沿的到达时间;τPW为脉冲宽度,AP为脉冲幅度或脉冲功率;F为脉内调制特征;i是按照时间顺序检测到的射频脉冲的序号。 对信号处理设备的主要技术要求有: 1.可分选、识别的雷达辐射源类型和可信度 雷达辐射源的类型一般分为信号类型和工作类型。信号类型是按照雷达发射信号的调制形式进行分类的,各种典型的雷达信号调制形式如图4―1所示。工作类型是指雷达的功能、用途、工作体制和工作状态等。雷达侦察系统所能够分选、识别的雷达辐射源类型主要取决于侦察系统的功能和用途。通常,电子情报侦察系统(ELINT)可分选、识别的雷达辐射源类型较多,以便广泛掌握各种雷达的作战信息; ? 电子支援侦察系统(ESM)可分选、识别的雷达辐射源类型主要是当前战场上对我方具有一定威胁的敌方雷达;雷达寻的和告警系统(RHAW)可分选、识别的雷达辐射源类型主要是对我形成直接威胁的火控、近炸、制导和末制导雷达。 可信度是考核信号处理设备分选、识别结果的质量指标。 2.可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计精度 ? 雷达侦察系统可测量和估计的辐射源参数包括由分选后的脉冲描述字PDW中直接统计测量和估计的辐射源参数,对PDW序列进行各种相关处理后统计测量和估计的辐射源参数。这些参数的种类、范围和精度是与雷达侦察系统的任务、用途密切相关的。典型雷达侦察系统可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计精度如表4―1所示。 3.信号处理的时间 雷达侦察系统信号处理的时间分为:对指定雷达辐射源的信号处理时间Tsp和对指定雷达辐射源信号环境中各雷达辐射源信号的平均处理时间 。 ? Tsp是指从侦察系统前端输出指定雷达辐射源的脉冲描述字流{PDWi}∞i=0,到产生对该辐射