雷达侦察的信号处理

雷达侦察信号处理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。信号处理流程（1）典型的射频信号检测和测量电路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）。（2）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。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0{(,,,,,)}iiiiiAOARFTOAPWPiiiPDWftAF典型雷达信号调制形式信号处理设备的主要技术要求可分选、识别的雷达辐射源类型和可信度可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计精度信号处理的时间可处理的输入信号流密度信号处理的基本流程（1）信号分选的基本流程（软件）电磁环境数据生成PDW形成RF匹配PW匹配PRI匹配DOA分选RF分选PW分选PRI分选剩余脉冲分选统计分析关联处理雷达识别威胁判别雷达数据库NoNoNoYesYesYesCBA三参数的空间分辨:AOARFPWf（1）已知辐射源的分离与扣除读取脉冲描述字pdwPW匹配开始RF匹配已知辐射源数据库保存匹配成功数据PRI匹配结束保存剩余数据NNNYYY已知辐射源扣除是将已知辐射源从脉冲流中扣除，以达到稀释脉冲流的目的以第1个脉冲作为第1个分类的中心下一个脉冲DOA与第一个心值匹配开始是否已每个脉冲都进行完毕结束YNNY和所有类别中心进行了比较?与下一个中心值进行比较误差范围?将该脉冲作为新类别的中心值将该点分到该类重新求该类脉冲的中心值(算术平均)YN去除脉冲数少于5个的类别（2）到达角（DOA）分选到达角的分选采用C-均值算法PW和RF分选过程与DOA分选相似（3）脉冲重复间隔（PRI）分选脉冲重频分选可以分为两部分，脉冲重复间隔的确定以及重频确定后的分选（序列检索）。从任一PDWi,j起，如能其后出现N个连续的周期都能与某雷达信号的tPRI特征相符合，则此PDWi,j便被作为该雷达的一个分选脉冲；如果在T时间内的分选脉冲数多于检测门限V，便判为该雷达存在，否则为不存在。——动态关联法动态关联法优点：1、能在很大程度上消除虚假脉冲2、运算量不大缺点：1、仅适用于PRI恒定或PRI抖动很小的雷达信号2、对线性调频、频率捷变等雷达的分选过于依赖DOA、PW等参数相关函数PRI鉴别法相关函数法PRI鉴别技术的实质是计算延迟后的重合脉冲数，再根据计算结果以脉冲数最多的基波来确定其PRI。图4―12几种典型tPRI工作样式的脉冲波形雷达信号时域参数的测量tTOA的测量τPW的测量AP的测量tTOA的测量Δt为时间计数器的计数脉冲周期，T=Δt·2N为时间计数器的最大无模糊计数范围时间计数器位数有限,为防止长脉冲重复周期的雷达信号产生周期测量模糊,应保证:TTrmax(4―5)Trmax为雷达侦察系统最大无模糊可测的雷达脉冲重复周期。减小Δt可降低量化误差,提高时间分辨力，但对于相同的T，减小Δt意味着提高计数器级数N，加大tTOA测量的字长，增加信号处理时数据存储和计算的负担。sv(t)信号脉冲前沿的陡峭程度也将影响tTOA测量的准确性，而脉冲前沿既取决于输入信号si(t)本身，也取决于侦察接收机的信道带宽Bv。通常在脉冲时域参数测量电路中,按照侦察系统的最小可检测脉宽来设置Bv:minPWmin1PWB为克服信号时域重合对tTOA检测和测量的影响，尽量将tTOA检测与测量电路放在方位、频率滤波处理之后，可充分利用设备在方位、频率上同时测量能力，降低si(t)在时域参数测量时的信号重合概率。如果在输入信号si(t)中同时存在两个信号si1(t)、si2(t),则由于信号的交调，将使合成信号si(t)的包络呈现较复杂的起伏。|si(t)|={|si1|2+|si2|2+2|si2|cos［(ω1-ω2)t+φ1-φ2］}1/2图4―5si(t)中同时存在两个信号时的包络(a)合成矢量；(b)合成波形τPW的测量门限检测启动前,脉宽计数器的初值为零,门限检测信号①启动脉宽计数器对时钟②计数,当sv(t)低于门限UT时,信号①使计数器停止计数，①的后沿使读出脉冲触发器产生锁存信号③,将脉宽计数值存入τPW参数锁存器,③的后沿微分信号④使脉宽计数器重新清零,以便进行下一脉冲的脉宽测量。AP的测量门限检测①前沿迟延τ后用作采样－保持和A/D变换器的启动信号②,A/D变换器经过时间tc变换,发读出允许信号③,其前沿微分脉冲④将A/D变换数据存入AP参数锁存器。迟延τ是为了使A/D变换的采样时刻更接近于输入信号脉冲的顶部。