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基于软件无线电技术的雷达系统应用研究

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文以最具有代表性的单基地脉冲雷达为例，分析说明雷达系 统的基本组成和原理。雷达系统包括天线、发射机、接收机 和终端设备等，并通过这些设备分别完成不同的功能。雷达 的正常工作必须建立在高稳定度频率源的基础上，以建立系 统的工作频率为参考值，其激励信号是在低功率电平条件下， 由特定的高频脉冲波形形成。激励信号首先由发射机的功率 放大，其次通过末级功放模块进一步放大，得到足够强的脉 冲信号，最后由天线向自由空间发射。雷达系统中，接收模 块和发射模块通常共用一个天线，通过高速开关实现发射与 接收信号的时分利用。
软件开发与应用
信息与电脑 China Computer&Communication
2018 年第 21 期
基于软件无线电技术的雷达系统应用研究
刘晓平 （海军驻上海江南造船（集团）有限责任公司军事代表室，上海 201913）
摘 要：随着计算机技术和微电子技术的快速发展，软件无线电技术逐渐走进人们的视野。软件无线电技术是无线 电通信体系的一次变革，对无线电通信的发展产生了深远影响。软件无线电技术作为一个通信概念最早应用于通信领域， 但本质特征决定了它在雷达、数字电视等领域也具有广阔的应用前景。基于此，深入探讨了软件无线电技术在雷达系统 中的应用，以期对相关研究提供有价值的参考。
2.2 雷达与软件无线电
信号处理是雷达技术的核心，直接决定了雷达系统的性 能。目前，雷达系统广泛采用 AID、DSP 和计算机技术提高 信号处理能力，但由于硬件成本与性能的限制，其性能提高十 分有限。软件无线电技术的提出，进一步降低了雷达信号处理 对硬件性能的依赖程度。通过软件手段提升信号处理效率和精
２ 雷达系统分析
2.1 雷达的结构及原理
雷达一词来源于英文的 Radar，其中文意思为“无线电 探测和测距”，顾名思义，就是通过无线电波的形式探测周 围目标，测出空间位置和距离。这里所讲的无线电波实际是 一种电磁波的特殊频段，雷达充分利用了电磁波的反射原理 完成目标的探测和定位。为了说明雷达系统的基本原理，本
作者简介：刘晓平（1990-），男，山西朔州人，本科，助理工程师。研究方向：监造验收。
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2Байду номын сангаас18 年第 21 期
信息与电脑 China Computer&Communication
软件开发与应用
度成为雷达技术的重要发展趋势。一般来说，不同用途和功 能的雷达系统在性能指标方面有明显区别，例如载频、脉宽、 调制等均需要特殊设计，且这些参数都是由硬件参数决定，调 节范围有限。这种以硬件为核心的雷达设计思想不仅造成了雷 达功能的单一，而且严重限制了适应复杂环境的能力。
(Naval Representative Office of Shanghai Jiangnan Shipbuilding (Group) Co., Ltd., Shanghai 201913, China)
Abstract: With the rapid advancement of computer technology and microelectronics technology, software radio technology has gradually entered people's field of vision. Software radio technology is a revolution in radio communication system and has a profound impact on the development of radio communication. Although software radio technology as a communication concept was first implemented in the field of communication, its essential characteristics have determined its broad application prospects in radar, digital TV and other fields. Therofore, the application of software radio technology in radar system is discussed in depth, in order to provide useful reference for related research.
３ 软件无线电技术
3.1 软件无线电基本思想
软件无线电技术是无线电通信体系的一次变革，它完全 改变了传统无线电通信的基本思想，成为继模拟系统到数字 系统、固定设备到移动终端之后的一次历史性突破，对无线 电通信的发展具有深远影响。该技术通过进一步缩小宽带 A/ D 和 D/A 转换模块与天线模块之间的距离，通过软件设计实 现电台的主要功能，大大简化了系统的硬件结构，使系统功 能变得更加灵活。软件无线电系统接收到模拟信号后，第一 时间将其转化为数字信号，然后采用相应的软件算法完成信 号波型的配置，以满足雷达对各种信号的需求。一般情况下， 软件无线电系统由天线、射频变换器、A/D 转换器、D/A 转 换器、DSP 以及实时软件等构成。它的技术特点主要有两个 关键之处：一是 A/D 和 D/A 端与 RF 端非常接近，主要在中 频段完成信号采集；二是通过高速 DSP 和 CPU 代替传统电 路单元，通过 A/D 转换支持后续复杂信号的处理过程。A/D、 D/A 端与 RF 端的空间设计只是软件无线电的基本条件之一， 关键技术在于高性能 DSP 和 CPU 的数字处理能力，由其实 现软件无线电的根本目的。
关键词：软件无线电；雷达；数字信号处理 中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2018）21-084-02
Application Research of Radar System Based on Software Radio Technology
Liu Xiaoping
Key words: software radio; radar; digital signal processing
１ 引言
软件无线电（Software Radio）的概念最早由 20 世纪 90 年代初的美国学者 Jeo 和 Mitola 等人提出 [1]。它的核心思想 是进一步缩小宽带 A/D 和 D/A 转换模块与天线模块之间的距 离，同时通过软件设计实现电台功能 [2]。软件无线电思想颠 覆了传统方法，即通过硬件实现系统功能，它将目光转向了 软件技术。对雷达系统而言，通信功能和信号处理功能是整 个系统的关键，是软件无线电发挥作用的最佳舞台。

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基于DSP的软件无线电技术在雷达中的应用

基于DSP的软件无线电技术在雷达中的应用

基于DSP的软件无线电技术在雷达中的应用
李涛;孙志勇
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2004(023)0z1
【摘要】本文介绍了软件无线电的概念、特点及其结构.基于DSP技术,软件无线电技术在雷达接收机中的应用.并给出了一个典型雷达应用的实例,指出了其优点.【总页数】2页(P61-62)
【作者】李涛;孙志勇
【作者单位】空军第五研究所,北京,100085;解放军电子工程学院316室,安徽,合肥,230037
【正文语种】中文
【中图分类】TN99
【相关文献】
1.STC技术在雷神一次雷达中的应用 [J], 周文海;
2.基于DSP、DDS和ARM的雷达中频信号模拟器设计与实现 [J], 赵将;单涛;陶然
3.DSP在交通测速雷达中的应用 [J], 陈亮;蒋国平
4.基于DSP的雷达中频信号模拟器设计 [J], 余云智;程健庆
5.SHARC DSP在机载雷达中的应用 [J], 吴金方
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软件无线电在雷达系统中的应用和前景

软件无线电在雷达系统中的应用和前景


图 2/ ,,- 和 )%% 相结合的组合式频率合成器框图
,,- 和 )%% 相结合构成组合式频率合成器可 以实现较宽频带和极小跳频间隔， 并且在较高参 考频率下允许较宽的环路带宽， 比常规的多环和 单环方式有更快的跳频速度。另外， ,,- 输出较 高参考频率允许环路在设计输出频率时采用较低 的环路分频比， 从而改善了锁相合成器的相位噪 声， 同时 保 持 了 细 小 的 跳 频 间 隔。理 想 状 态 下， ,,- 可以产生相对较低的任意频率， 而分频比则 可以通过软件任意控制， 只要 0#. 频带足够。这 种应用软 件 无 线 电 技 术 的 数 字 频 率 源 可 任 意 重 构。 智能天线遵照自适应天线的抗干扰原理， 依 靠阵列信号处理和数字波束形成技术， 可以等效 提高天线的增益， 大大减小多径干扰， 大幅度降低 设备成本， 提高系统可靠性。天线阵收到信号后， 通过由处理器和权值调整算法组成的反馈控制系 统， 根据一定的算法判断信号和干扰到达的方位
很好的拓扑结构、 总线方式、 节点处理能力， 决定 构造系统的通信能力， 构形能力和伸缩能力， 并以 此达到系统的通用性、 需要的复杂程度和工程实 现。 可编程可重组的高速实时信号处理系统， %(（ %./.012 (./312 -45678854， 数字信号处理器） 、 ’-9: （ ’.72; -45/41<<1=27 9107 :441>， 现场可编程门阵 （ :@@2.610.53 (@76.A.6 )307/4107; ?.46B.0， 列） 和 :()? 专用集成电路） 并举， 通用型 %(- 和专用型 %(- 并 计算机软件、 举， 作为硬件平台； 而各种 %(- 软件、 控制器软件， 均采用并行处理方式构成系统。可 以这样理解： 这种信号处理系统是， %(- 以软件方 式， -’9: 和 :()? 以硬件方式来共同完成数字信 号处理。鉴于 %(-、 ’-9:、 嵌入式计算机、 控制器 均具备可编程能力， 因而它们比较适合软件无线 电的需要。 图 C 所示为一共享数据总线的高速实时多数 据流信号处理系统。 从前端接收的信号将在这里进行测频、 测时、 测向的预处理， 进行各种算法的时域 " 频域脉冲压 缩、 D!% " D!) 滤波、 恒虚警处理和极化分析、 波束 分析、 扫描分析等等。因此， 该系统除了应能适应 运算处理的高速度、 高精度、 大动态范围、 大运算 量外， 还应该具有高速率的结构和指令集、 较大的 内存容量和较低的功耗。 注意， 在该系统中， 存在着许多各种不同功能 芯片之间的相互连接。对于这些连接， 可以考虑 （ )3F(>807< -45/41<<1=27 用 E100.67 公司的 .8@9%? 97374.6 %./.012 ?4588@5.30， 在系统可编程通用逻辑 互联器件） 系列器件来实现。这是一种被用来在 板级支持高性能电子系统的新器件， 能在板级提 供灵活有效的信号走线， 使互联器件集成化、 可编 程化， 支持其高速应用。它通过在系统可编程能 力， 为数字系统设计提供更大的灵活性。这样， 在
基于软件无线电结构的雷达数据处理单元设计

基于软件无线电结构的雷达数据处理单元设计

元具有高速实时大数据量处理能力 ， 设计结构体现 了很好 的开放性 、 灵活性和兼容性的特 点。
关键词 ： 软件无线 电， 数据处理器 ； 带通采样 ； Ｉ Ｆ Ｒ滤波器 ； Ｈ ； 中图分类号 ： ＴＮ９７ ５ ５． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５ －９４ ２ １ ） １０ ８－５ ２ ８０ ３ （０ ００ －０ ８ ０
可 能通 过软 件来 接 收各 种 形 式 的信 号 ， 成各 完
并提供系统级支持 。本文重点探讨数据处理模 块的算法分析和硬件实现 。
Байду номын сангаас
种算法的运算 ， 输出各种数据格式 的运算结果； 数据处理系统则 以嵌人式计算机作为通用 的、 开放 式 的硬件 平 台， 可能 用软 件来 实 现 各 种 尽
程 门阵 列 （ Ｐ Ｆ ＧＡ） 行 数 字 信 号 处 理 发 展 迅 进 速 ， 成本 、 能 、 在 性 尺寸等 方面 的具有相对 优势 ，
系统则 为“ 件 无 线 电” 术 的应 用 提 供 了舞 软 技
台。我们可以这样理解 ： 发射系统通过软件控 制 而任 意 变换 各 种波形 ； 收系 统 和信 号 处理 接 系统 可在一 个通用 的 、 放式 的硬件平 台上 ， 开 尽
高速 实 时数 字 信 号处 理 是 系 统 的关 键 ， 对 系统性 能 要 求 很 高 ， 此 ， 乎 所 有 的 通 用 因 几
Ａ Ｄ设计大大简化 ， 比常用的窄带超外差前 ／ 且 端更 为简 单 ， 目前 较 为可 行 的软 件无 线 电 的 是
设计 方案 。基 于此 ， 文 中数据 处 理 单元 如 图 本 １中虚线 框 内所示 。 系统前 端是 两面直 径 ２ 的天线 ， Ｏ米 通过 接
随着软 件无 线 电在通 信 领 域 的广 泛 采 用 ，
基于软件无线电平台雷达方式通信研究与实现

基于软件无线电平台雷达方式通信研究与实现

基于软件无线电平台雷达方式通信研究与实现发表时间：2020-12-15T06:37:24.627Z 来源：《防护工程》2020年25期作者：王友龙杜运[导读] 近年来，随着第四代雷达技术的快速发展，关于其核心部件数字阵列模块的通讯技术也在逐步的提升，并且该种技术已经逐步的应用在国防领域之中。

如果将软件无线电平台的雷达方式与通信技术进行融合会进而来形成了空中作战的软件无线电平台雷达方式的通讯，从而可以提升平台的移动速率，进一步的解决多普勒频移带来的影响。

因此在本文中增加了对软件无线电平台雷达方式通信的研究力度，进而保证雷达方式通讯的实现。

王友龙杜运中国电子科技集团公司第三十八研究所 230088摘要：近年来，随着第四代雷达技术的快速发展，关于其核心部件数字阵列模块的通讯技术也在逐步的提升，并且该种技术已经逐步的应用在国防领域之中。

如果将软件无线电平台的雷达方式与通信技术进行融合会进而来形成了空中作战的软件无线电平台雷达方式的通讯，从而可以提升平台的移动速率，进一步的解决多普勒频移带来的影响。

因此在本文中增加了对软件无线电平台雷达方式通信的研究力度，进而保证雷达方式通讯的实现。

关键词：第四代雷达、软件无线电平台，雷达方式，通信1. 将通讯功能加载到雷达系统中的具体实施方案简单来说，如果将通讯功能加载到雷达系统中，就可以使得雷达设备中具有通讯功能，同时具备了雷达的探测以及在空中织网的能力。

根据当前一体化系统的设计原则，将通讯功能融入的雷达系统一共有三种方式，首先第一种是分波速体制，也就是指将雷达的波速划分为几个等级的分波束，并且在每个等级中都有相对应的功能。

这种方法可以将雷达阵面划分从几个不同的区域，从而来产生对应的波速，而且可以实现雷达和通讯系统的共同作用。

但是，这种方法会存在一定的缺点，会影响到雷达系统各部分功能的性能。

第二种方法是同时体制，也就是将雷达和通信的信号共同使用同一种波形，或者是通过正交波形来合成，进而实现雷达通信的共同作用，把这种实现的方案中，雷达可以完全的使用系统中的能量，但是对于通信功能来说，会受到雷达波束方向的限制。