雷达与电子对抗技术的发展趋势分析

雷达抗干扰技术现状及发展探索

随着雷达应用的不断扩展，雷达干扰问题也日益引起人们的关注。雷达干扰会导致雷达的性能降低，影响雷达的工作效果。因此，如何抵御各种干扰成为了雷达技术研究的重要课题之一，雷达抗干扰技术也日益发展成熟。本文将介绍雷达抗干扰技术的现状及发展探索。

一、雷达干扰的种类

在了解雷达抗干扰技术之前，首先要了解雷达干扰的种类。雷达干扰可以分为内部干扰和外部干扰：

（1）内部干扰

内部干扰是因为雷达本身的元件、子系统或器件的工作不正常而导致的干扰。例如，由于本振或发射频率稳定度不好，会导致发射频率出现偏差；由于雷达发射功率的增加会使接收机饱和，从而产生自然抑制。

外部干扰是由雷达系统周围环境中的干扰源产生的干扰。常见的外部干扰有：

a. 来自天线方向上的干扰，如雷电辐射、电线杆等。

b. 由于雷达系统与雷达站周围的其他雷达系统产生的互相干扰。

c. 来自雷达干扰器、电磁炮等的干扰。

为了抵御不同干扰，雷达技术研究者已经提出了许多抗干扰技术。根据不同的抗干扰技术，可以将雷达系统的抗干扰措施分为两种：

（1）硬件抗干扰技术

硬件抗干扰技术主要包括对雷达接收前端的设计优化，例如对雷达前置放大器进行优化，对天线进行抗干扰设计等。

软件抗干扰技术主要是针对外部干扰的抵御，主要方法有以下几种：

a. 目标特征提取

对目标的特征进行提取，识别出目标的特定特征。在雷达信号中，目标的特征可以是它的特定频率、脉冲宽度和幅度等。通过识别出目标的特征，可以有效抑制干扰。

b. 先进的信号处理算法 先进的信号处理算法，如频谱估计、自适应滤波、小波变换等，可用于抑制干扰，并提高雷达的性能。

c. 多波束雷达

多波束雷达由多个天线构成，可以同时对多个目标进行检测。通过对多个波束的数据进行综合处理，可以有效降低外部干扰对雷达系统的影响。

第２９卷第２３期　２０１３年１２月　甘肃科技　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌｆ．２９Ⅳｏ．２３　Ｄｅｃ．　２０１３　

无源雷达在电子对抗中的作用及其发展趋势　

赵　健　（中国人民解放军９１４０４部队，河北秦皇岛０６６００１）　

摘要：无源雷达作为有源雷达的有力补充，由于其所具有的特点而极大地改变了现代电子作战模式。在给出无源　雷达的基本结构分类及技术特点的基础上，结合其在实战中的运用，系统阐明了无源雷达在现代战争电子对抗中的　作用地位，并指出了无源雷达的未来发展趋势。　关键词：电子对抗；无源雷达；发展趋势　中图文分类号：ＴＮ９５７．５１　

电子对抗的实质是敌我双方争夺电磁频谱控制　权的过程。夺取制电磁权就意味着能自由的使用电　

磁频谱，不受对方的电磁威胁，同时剥夺对方自由使　

用电磁频谱的权利。随着科学技术的发展，使电子　对抗的地位作用大大提高。有源雷达作为电子对抗　

装备，是一种自身定向辐射出电磁脉冲照射目标，进　

行探测和跟踪的传统雷达。它发射的电磁信号会被　敌方发现、定位，从而暴露自己¨－３］。于是就产生了　

自身不辐射电磁波的被动式新体制雷达，这种就是　无源雷达。　

１无源雷达技术分析　

无源雷达是借助非协同外部辐射源进行探测和　定位的被动式雷达，其自身不用发射机发射能量而　

靠接受温热物体或他源发射或反射的微波能量探测　

目标的雷达。系统主要组成如图１所示。雷达系统　

鉴别目标的能力，主要取决于目标之间的表面温差　

和目标的反射系数，天线波束与目标之间的入射余　角，无线极化和波束宽度与接受机的最小可检测电　子等。　

园　

图１无源雷达系统结构　由于是被动地接收目标反射的非协同式辐射源　的电磁信号，在对目标进行跟踪定位时，就避免了探　

测设备和反辐射导弹利用电磁信号对无源雷达进行　捕捉、跟踪和攻击，极大提高了系统的生存能力。　依据探测对象的不同，无源雷达可分为利用被　探测目标的自身辐射进行探测和跟踪，以及利用外　

电子技术·Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　多功能相控阵雷达关键技术及其发展趋势分析　本文对多功能相控阵雷达的　实现原理与应用领域以及发展概　况等进行了简要的介绍，分析研　究了该类型雷达中所使用的关键　技术及其性能特点，对未来相控　阵雷达的发展趋势进行了展望　【关键词】多功能相控阵雷达关键技术发　展趋势　多功能相控阵雷达是一类有多辐射单元　依照特定的排列方式构成的定向天线阵列，其　可以通过电控的方式自由调节各阵元的幅度激　励与相位关系，相较于传统的机械扫描雷达而　言，其适应性和抗干扰性有了很大幅度的提升，　不仅可以大幅缩短搜索、定位与跟踪时间，还　能够实现多目标、多方向、多功能的雷达应用。　特别是其在功能方面的拓展使得其可以同时完　成多部普通雷达的工作内容，如多目标跟踪、　捕获、识别、制导甚至是性能评估等。　１多功能相控阵雷达发展现状　多功能相控阵雷达的发展经历了无源、　有源以及数字三个阶段。无源相控阵雷达配置　了中央功率产生器，可以通过雷达内的无源网　络对发射功率进行调整，如使用透镜系统或波　导网络对阵元的信号发射功率进行分配等。相　较于传统的机械雷达，其最大的特点是为每一　阵元分配了独立的移相器。有源相控阵雷达则　是为每一阵元配置了一组完整的Ｔ／Ｒ组件，利　用该组件完成中央功率产生器的相关功能，且　其功能更完善如相位与增益可调，集成度与灵　敏度更高。数字相控阵雷达则将进一步提升了　固态集成电路的占比，将数字波束形成技术应　用到相控阵雷达中来提升雷达的扫描频率、扫　描范围以及抗干扰性。　２多功能相控阵雷达关键技术　２．１射频技术　多功能相控阵雷达所采用的设计思路为　模块化设计思路，该思路下个功能和技术的集　成度更高，更换与调节更灵活。射频技术是指　其使用了多种材料和Ｔ／Ｒ组件来提升雷达在不　同射频波段的功率性能和抗噪声性能。特别是　以碳化硅和氮化镓为代表的单片微波集成电路　Ｔ／Ｒ组件的应用使得多功能相控阵雷达在ｓ波　文／孙京　段上下频段以及宽能量禁带等方面的性能得到　了极大的提升。　２．２子阵列集成技术　该技术可提升相控阵天线的一次成功概　率，降低其经济成本。其仍旧以模块化设计思　路为核心，可以通过表面安装技术与电路板组　件封装相结合，通过嵌入式处理方式将波束形　成、功率控制等集成到模块中，还可以预留出　必要的接口进行功能或模块拓展，最后环节通　过印制电路板技术一次成型。　２．３多波束形成技术　该技术是多功能相控阵雷达的核心技术　之一，其以数字技术为基础，可以直接应用微　波集成技术和中频直采技术对信号进行高精度　抽样与检测，可以在ｓ波段以及２５００阵元量　级的阵列单元级中实现多波束形成。其应用优　势在于可以采用多中行个弄自适应算法对波束　形成方法进行调整，可以有效解决多通道接收　机一致性较高的问题。但是需要注意的是，其　物理实现对设备复杂性的要求较高。　要进一步对其损耗、重量以及适用频率范围等　参数进行控制，同时还应该增大其输出功率。　预计下一代ｘ波段的Ｔ／Ｒ组件对多面阵甚至　是共形天线等的支持性会更高。　３．２共形相控阵　相控阵需要承载在多种平台中以执行相　应的任务，如飞机、导弹、舰艇等。为增强雷　达与平台间的结构一体化特性，其需要向共形　方向不断演进。共形相控阵不仅可以利用承载　平台的结构特性进行载荷扩展，还能够进一步　增大天线阵列的孔径，减少阵元间的相互干扰，　提升雷达性能，此外，共形天线不再需要额外　的天线罩等装置的支持，可以帮助减少飞机的　雷达特征。　３．３无模块结构设计　有源电子扫描平面阵列无模块结构设计　可以进一步提升数字硬件的应用范围，使得雷　达的集成度更高，重量更轻，可有效消除金属　结构对Ｔ／Ｒ单元间的射频隔离与封闭，将相互　问的影响控制在最小程度。　２．４双极化技术　３．４新技术、新器件的应用　雷达对目标对象的识别、反隐以及干扰　抑制等都是通过对目标回波的极化特性进行判　断来实现的。多功能相控阵雷达的双极化技术　可以为每个阵元分配一组共两个相互独立的极　化通道，然后利用天线阵元的双通道特性来获　得差动反射率的偏差，增强目标回波的极化特　征。　２．５　ＭＩＭ０技术　ＭＩＭＯ技术，即多输入多输出技术，可　以利用雷达天线阵列的多天线特性向空域目标　发射多束探测信号，然后对回波信号进行分集　接收和数据融合处理，实现参数可识别性能的　提升和发射方向图的设计。同时，ＭＩＭＯ技术　还可以帮助相控阵雷达克服其因横截面积起伏　所引起的性能不稳定问题，显著改善目标的检　测结果与参数估计精度。　３多功能相控阵雷达的发展趋势　３．１新一代Ｔ／Ｒ组件　随着相控阵雷达数字化程度的提升，可　应用其中的技术和算法种类越来越堵偶，雷达　所能够实现的功能也越来越丰富，如空时自适　应处理技术、自适应数字波束形成技术、微带　天线技术、固态相控阵技术以及其他改进技术　等都会对改善雷达的性能、增强雷达的实用性、　拓展雷达的作用范围、提升雷达的抗干扰能力　等带来极大的提升，使其更加适合未来的作战　环境。　参考文献　【１］李均阁．雷达技术发展综述及多功　能相控阵雷达未来趋势…．甘肃科　技，２０１２，１　８：００７．　［２］罗敏．多功能相控阵雷达发展现状及趋势　［Ｊ］．现代雷达，２Ｏ１１，３３（９）：１４－１８．　［３】陈立，潘谊春，郑凯．相控阵雷达的发展　…．舰船电子工程，２００９（５）：１　３－１　７．　［４］文树梁，袁起，秦忠宇．宽带相控阵雷达　的设计准则与发展方向［Ｊ］．系统工程与　电子技术，２　００５，２　７（６）：１００７—１Ｏｌ１．　新世纪中的Ｔ／Ｒ组件经历了“砖块”、“瓦　片”、扁平封装、三维面板／集成电路等多个　作者单位　阶段，每一阶段都大幅降低了Ｔ爪组件的重量、　中船重工第七二三研究所江苏省扬州市　体积以及生产成本。但是其仍旧存在较大的发　２２５ＯＯ０　展空间，下一代的Ｔ／Ｒ组件和ＭＰＭ模块等需　１３６·电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ

科技应用

12 2015年7期 机械电子技术的发展现状及未来趋势分析 李瑞祥 天津市亚安科技股份有限公司，天津 300384 摘要：无论是促进机械行业发展，还是提高社会生产力，机械电子技术都发挥着重要作用。随着科学技术的发展，智能化、数字化和网络化逐渐凸显出其自身的优势，必然会成为机械电子技术未来的发展趋势。我国机械电子技术发展历史短，技术水平与国外有较大差距，应在原有基础上扩大研究队伍，重点培养有关人才，尽快提升我国机械电子技术发展水平。 关键词：机械电子技术；发展现状；未来趋势 中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1671-5780（2015）6-0012-01 1 导言 机械电子在近年来得到了快速发展，而我国进入新世纪以来，机械电子制造业的发展也取得了一定的成就。随着知识经济的到来，机械电子技术更新周期加快，这就为我国机械电子行业的创新发展提出了新要求。经济知识时代的到来使科学技术成为第一生产力。机械电子技术的不断创新发展对于现代机械设备具有举足轻重的作用。机械电子在未来的发展必须与社会科学技术发展相适应。在未来，机械电子技术的发展呈现出智能化的特点，在信息技术快速发展的过程中。 2 机械电子技术简介 机械电子技术主要是指机械制造行业广泛的使用电子技术实习机械共功能以及信息处理功能，机械电子技术是机械设置以及电子化技术与软件工程相互结合的一种系统性技术。在我国，机械电子技术是一项新型的、独立的科学技术。它的基本特征概括来讲，就是综合性的使用微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、机械电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，从系统性的角度出发，对其进行的系统功能目标的一种优化组合。现代化工企业都必须具有高技术的产业链条和设备，这些都需要机械技术的支持。因此机械电子技术的发展以及创新对于我国建立现代化化学工业企业至关重要。现代机械电子技术是对传统机械技术的一种改良，是一种具有高度科学性、具体的、客观的技术类型。现代机械电子技术的快速发展对于生产工业的改良起着重要的推动和促进作用。 3 机械电子技术发展 机械电子技术又被称为“机电一体化技术”，这一概念最早起源于日本，日本企业界早在20世纪70年代就提出了机电一体化技术这一概念。追溯机电一体化技术发展的历史，根据技术的不断创新和变革，到目前为止历经了四个阶段。20世纪50年代，世界上第一台数控机床的问世可以说是为“机电一体化”的发展奠定了技术基础。随着微电子技术的应用与发展，将电子科技的发展带入一个前所未有的高度。进入20世纪70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程逻辑控制器更多地具有计算机功能，可编程逻辑控制器的发展为“机电一体化”提供了坚实基础。进入21世纪，机电一体化不断与前沿技术相结合，如与现代光学技术相融合，利用各种类型的激光加工机械，如激光切割机、激光焊接机等。机电一体化技术与现代光学技术的创新融合使得“机电一体化技术”飞跃上一个新台阶，形成了光机电一体化系统。随着机械电子技术与多领域技术的不断融合，机械电子技术的发展速度和发展高度不同程度地得到了提升，技术革新周期明显缩短，应用范围日益广泛。 4 机械电子技术在未来的发展趋势 伴随着现代科学技术的快速发展，机械电子技术也在应用技术不断创新的推动下逐步形成一个新型的技术领域。机械电子技术具有其它许多技术无可替代的重要作用，同时它又是一种多学科的交叉融合，所以，机械电子技术在未来的发展趋势备受关注，该技术将朝如下几个方向发展。 4.1 智能化 智能化，顾名思义，是要求机械电子产品具有类似人的思考、判断和决策的能力。机械电子产品在早期就有自动化操作的优点，随着科学技术的不断发展，机械电子技术正在将智能化成果融入其中，来实现高效、精确生产。未来人们会将更多的人工智能元素植入到产品的设计、开发与研制的方方面面，使产品尽可能具备与人思维协调的操作功能。比如可在CNC数控机床上设置人机对话功能，通过设置智能接口和智能工艺数据库使人们的操作以及对机器的维护更加方便。随着神经网络、模糊控制、灰色理论等一些人工智能新技术的不断发展，为机械电子技术的智能化提供了更广阔的技术支持，使其智能化程度不断提高。 4.2 数字化 机械电子产品数字化的产生是基于微控制器技术的发展。而近年来随着计算机网络技术的迅速崛起，如计算机集成制造、虚拟设计等技术，使数字化机械电子产品的设计与制造水平得到了快速提高。数字化的机械电子技术产品具有更友好的人机界面，更容易操作和维护。数字化技术的应用还有助于实现远程操作和控制，而且基于数字化技术的机械电子产品，其输出不再是单一的模拟信号，而是经过处理之后的数字信号，会使人们的使用更加方便。 4.3 网络化 近年来，网络普及率大幅提高，以网络为媒介的监视技术和远程控制技术也得到了长足发展，可以说网络技术已经渗透到了社会生活、生产的各个领域，成为人们生活中必不可少的工具。将互联网应用到机械电子技术中，它可以帮助其实现多个终端的连接，解决因为距离的障碍而不能传输信息的问题。 5 结论 无论是从促进机械行业发展的角度，还是从提高社会生产力的角度，机械电子技术的创新和发展都是必经之路。只有在生产中不断探索创新，创造出符合市场需求的产品，才能从根本上保证产品的市场占有率，使产品保值增值，从而提高企业的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]山红.汽车电子技术现状及发展趋势展望[J].无线互联科技，2014（2）：194. [2]冉书明.机械设计制造及自动化的未来发展趋势初探[J].电子技术与软件工程，2014（10）：251.