雷达原理与雷达信号分选

激光雷达的工作原理与信号处理激光雷达（Light Detection and Ranging，简称LiDAR）是一种利用激光束探测目标并测量其距离、速度和方向等信息的技术。

它在自动驾驶、环境监测、地图绘制等领域得到广泛应用。

本文将探讨激光雷达的工作原理以及信号处理方面的内容。

一、激光雷达的工作原理激光雷达通过发射一束窄束激光，然后测量激光束被目标物体反射后返回的时间和强度，从而实现测量目标物体的距离和形状等信息。

其工作原理可以分为激光发射、目标反射和激光接收三个过程。

1. 激光发射：激光雷达通过激光发射器发射一束激光束。

一般而言，激光雷达会采用红外激光作为发射光源，因为红外激光有较好的穿透能力和抗干扰性。

2. 目标反射：激光束照射到目标物体上后，会被目标反射回来。

目标物体的形状、颜色和表面材质等因素会影响激光的反射情况。

3. 激光接收：激光雷达接收到目标反射回来的激光束，并通过接收器将激光信号转换为电信号进行处理。

接收器通常包括光电二极管和放大器等组件，用于接收和放大反射信号。

二、激光雷达信号处理激光雷达通过对接收到的激光信号进行处理，可以获得目标物体的距离、速度和方向等信息。

信号处理在激光雷达系统中起着重要的作用，是激光雷达工作的关键环节。

1. 距离测量：利用激光束的发射和接收时间差，可以计算出目标物体与激光雷达之间的距离。

一般来说，激光雷达系统会使用飞行时间（Time of Flight）或相位差测量法（Phase Shift）来实现精确的距离测量。

2. 速度测量：通过分析接收到的激光信号的频率变化，可以获得目标物体的速度信息。

激光雷达通常采用多普勒效应来实现速度测量，即利用光频移变化进行速度测量。

3. 方向测量：利用激光雷达的扫描方式，即通过旋转或扫描来覆盖整个空间，可以获得目标物体的方向信息。

通常情况下，激光雷达会采用机械扫描或电子扫描的方式进行方向测量。

4. 数据处理：激光雷达系统会通过采样和数字信号处理技术对接收到的激光信号进行滤波、去噪和数据分析等处理。

收稿日期:2005-01-12;修回日期:2005-07-06。

基金项目:国防行业重点预研项目(421010103);中国工程物理研究院科学技术基金资助课题(20050428)作者简介:李合生(1970-),男,博士后,副研究员,主要研究方向为信号与信息处理,电子对抗和模式识别等。

E 2mail :liheshengphd @雷达信号分选关键技术研究综述李合生,韩　宇,蔡英武,陶荣辉(中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900) 摘　要:复杂电磁环境下的雷达信号分选是雷达侦察干扰的核心技术,也是雷达截获领域一个从未停止的理论研究与技术实现问题。

系统地介绍了国内外近年来在雷达信号分选领域的关键技术研究现状和最新进展,包括雷达对抗电磁环境模拟、基于软件处理的雷达信号主分选计算负担估计、雷达信号分选算法、雷达信号分选的硬件实现技术、基于脉内特征参数的雷达信号分选及雷达信号分选仿真模型及评估。

指出了目前这一领域有待进一步深入研究和完善的问题,如高精度雷达参数测量技术、复杂信号分选的并行实现算法与硬件实现技术、高密集雷达脉冲流中的捷变频雷达信号分选与干扰技术等。

关键词:电子对抗;信号分选;脉冲描述字中图分类号:TN911 文献标识码:AOvervie w of the crucial technology research for radar signal sortingL I He 2sheng ,HAN Yu ,CA I Y ing 2wu ,TAO Rong 2hui(Inst.of Elect ronic Engineering ,China Academy of Engineering Physics ,Mianyang 621900,China ) Abstract :Radar signal s orting technology for complex emitter environment is a crucial technology ,and als o a problem of unceasing theoretical study and technology realization.The radar signal s orting technologies at home and abroad ,including radar electromagnetic environment simulation ,s oftware processing 2based computation burden estimation of radar signal s orting ,generic radar signal s orting alg orithm ,hardware realization technology for radar signal s orting ,inter 2pulse feature parameter 2based radar signal s orting and radar signal s orting simulation m odel and evaluation system ,are reviewed.S ome frontiers and re 2lated problems such as radar parameter measurement technology with high precision ,parallel alg orithm and hardware realization technology for complex signal s orting ,and frequency agile radar signal s orting and jamming technique in high 2density radar pulse train are als o discussed.K ey w ords :electronic countermeasures ;signal sorting ;pulse descriptive word1　引　言 在现代战争中,雷达电子战扮演着越来越重要的角色。

雷达信号分选与协同干扰技术的研究541000摘要：雷达信号分选与协同干扰技术是雷达对抗领域的核心组成部分，对于提高我方雷达系统的抗干扰能力以及实施有效干扰至关重要，本文旨在深入剖析雷达信号分选与协同干扰技术的原理、应用以及发展趋势，为相关领域的研究和实践提供理论支持。

关键词：雷达信号分选；协同干扰技术引言在现代战争中，雷达扮演着至关重要的角色，然而，随着电子对抗技术的不断发展，雷达面临的干扰威胁也日益严重，因此，研究雷达信号分选与协同干扰技术，对于提高雷达系统的性能具有重要意义。

1.对现有分选算法的差异对比现有的雷达信号分选算法主要包括基于脉冲重复间隔（PRI）的分选方法、聚类分选方法以及基于脉内细微特征的分选方法等。

这些算法各有特点，在实际应用中显示出不同的性能。

基于PRI的分选方法，如直方图法、CDIF和SDIF等，主要利用脉冲到达时间差进行统计，从而分离出不同PRI的雷达信号。

这类方法在处理固定或规律变化的PRI信号时效果显著，但在面对复杂多变的PRI时可能受限。

聚类分选方法，如K-Means等，是通过计算脉冲参数之间的相似性来进行归类的，这类方法在处理无先验信息或参数交叠严重的雷达信号时具有优势，能够自适应地分离出不同的信号源。

基于脉内细微特征的分选方法则侧重于利用信号的指纹特征进行识别，这种方法具有较高的分辨率，但受限于指纹数据库的完备性和实时性。

各种算法的差异主要在于其处理信号的方式、适用场景以及性能表现。

在实际应用中，需根据具体的电磁环境和任务需求选择合适的分选算法。

同时，随着技术的发展，融合多种算法的优势，形成复合型的分选策略，将是未来研究的重要方向。

2.协同干扰技术研究干扰策略的制定需要根据敌方雷达系统的特性、工作频段、信号特征等因素，选择合适的干扰方式和干扰参数，这需要深入研究敌方雷达的工作原理，分析其信号特征，从而制定出具有针对性的干扰策略。

多个干扰源需要按照一定的规则和策略进行协同工作，以实现最佳的干扰效果，这涉及到干扰源的布局、功率分配、时序控制等多个方面，通过合理的协同配合，可以实现对敌方雷达的多角度、多层次干扰，从而有效破坏其正常工作或降低其性能。

一种雷达源信号分选检测方法作者：钱剑勋来源：《电脑知识与技术》2019年第17期摘要：本文针对雷达在完成自身目标探测功能的同时，兼顾监视周边频谱态势感知时如何在有限资源及时间内实时多源交织信号的分选问题，研究了一种雷达源信号分选检测方法，并开展了外场试验验证。

首先，阐述了雷达源信号监测的方法。

然后基于雷达信号的相关性和和噪声随机性，提出了动态聚类的分析方法实现雷达脉冲流的预分选，并用脉冲信号多个参数的加权欧几里德距离来表征雷达脉冲信号参数之间的几何距离，在工程应用上利用递推算法的小运算量实现实时计算。

最后，构建试验系统并给出探测试验结果。

结果表明：动态聚类的分析方法及相关算法具备可行性及实时性。

关键词：雷达信号分选;累积相关算法;动态聚类中图分类号：TP311; ; 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2019）17-0292-04开放科学（资源服务）标识码（OSID）：1 引言在现代电磁空间信息战中谁能够掌握电磁信号的控制权和战场雷达信号态势，谁就能充分发挥武器装备的作战效能。

现代雷达目标探测的功能越来越多，作为大功率孔径的传感器，雷达全方位的空域覆盖范围可以达到几百上千公里，雷达只具有单一目标探测功能是对资源的巨大浪费。

因此，雷达装备在满足常规战术技术指标的要求下，还应具有气象感知、电子干扰、电子侦察及通信等功能。

本文就雷达对目标探测和工作重频较高，占用资源较多的情况下，如何有效、实时、高可靠地實现周边环境频谱态势感知（信号监测及分选）。

雷达辐射源信号分析和识别的基础和前提是对截获的密集交错信号进行分选[1]，只有将属于每一部雷达的脉冲分选出来，才能对雷达辐射源相关的参数进行精准的估计。

2 信号检测方法2.1雷达信号检测技术累积相关算法主要适用于低信噪比雷达信号的检测。

该算法利用信号的自身相关性和噪声的随机性等特点来实现对低信噪比雷达信号的检测。

这种算法工程实现计算量小，复杂度低，主要通过递推运算，每次运算只需要一次复乘和两次复加，就可以实现对雷达信号的实时检测。

雷达侦察设备对脉内调频信号分选识别方法【摘要】本文主要探讨雷达侦察设备在对脉内调频信号分选识别方法中的应用。

首先介绍了脉内调频信号的特点及雷达侦察设备的工作原理，然后分析了现有的识别方法。

接着详细阐述了基于频谱特征和基于时频分析的识别方法。

在结论部分总结了目前研究成果，并展望了未来的研究方向。

通过本文的研究，可以为雷达侦察设备在脉内调频信号分选识别方法方面提供参考，促进雷达技术的发展和应用。

【关键词】雷达侦察设备、脉内调频信号、分选识别方法、频谱特征、时频分析、研究背景、研究意义、工作原理、现有识别方法、研究成果、未来研究方向。

1. 引言1.1 研究背景脉内调频信号是一种常见的信号类型，其在现代雷达侦察中具有重要的作用。

由于脉内调频信号具有频率变化、时间变化等特点，其识别对于雷达侦察设备来说具有一定的挑战性。

通过对脉内调频信号进行准确的识别分选，可以有效提高雷达侦察设备的目标识别准确率和可靠性，同时有助于对目标性质和行为进行更精准的分析。

目前，针对脉内调频信号的识别方法已经得到一定程度的研究和应用，但仍然存在一些挑战和亟待解决的问题。

对脉内调频信号识别方法进行深入研究，提出新的有效方法，对于提高雷达侦察设备的性能具有积极的意义。

通过本文的研究，将探讨基于频谱特征和时频分析的脉内调频信号识别方法，为未来的研究提供参考和借鉴。

1.2 研究意义雷达侦察设备对脉内调频信号的识别方法在军事领域具有重要的意义。

脉内调频信号具有较强的抗干扰能力和隐蔽性，常被用于伪装目标或干扰雷达侦察系统。

对脉内调频信号进行准确、快速的识别具有重要的实际意义。

雷达侦察设备是军事情报获取的重要手段，对脉内调频信号进行分选识别有助于提高情报获取的准确性和效率。

当前现有的识别方法存在一定的局限性，需要进一步完善和提升。

深入研究雷达侦察设备对脉内调频信号的识别方法，不仅有助于提高军事情报获取的能力，还有利于提升国防安全水平。

研究意义在于为我国军事技术发展提供技术支持和创新思路，同时也有助于推动雷达侦察领域的科学研究和技术进步。

雷达原理与雷达信号处理技术雷达（Radar）是一种用于探测和测量目标位置、速度和其他相关信息的电子设备。

雷达广泛应用于航空、军事、气象和监测领域等，它通过发射和接收电磁波来实现目标的探测和测量。

本文将介绍雷达的工作原理以及雷达信号处理技术。

一、雷达原理雷达的基本原理是利用电磁波在空间中的传播特性来实现对目标的探测。

雷达系统由发射系统、接收系统和信号处理系统组成。

（一）发射系统雷达的发射系统主要由一个高频发射器和一个天线组成。

高频发射器产生高频电磁波，并通过天线将电磁波辐射到空间中。

电磁波在空间中以光速传播，并在遇到目标后被目标散射回来。

（二）接收系统雷达的接收系统主要由一个接收天线和一个接收器组成。

接收天线接收到目标散射回来的电磁波，并将其导入接收器。

接收器对接收到的信号进行放大和处理，并将处理后的信号传送给信号处理系统。

（三）信号处理系统雷达的信号处理系统对接收到的信号进行处理和分析，提取目标的相关信息。

常见的信号处理技术包括脉冲压缩、MTI（移动目标指示）和MTD（移动目标检测）等。

二、雷达信号处理技术雷达信号处理技术是一系列用于提取目标信息的算法和方法。

下面介绍几种常见的雷达信号处理技术。

（一）脉冲压缩技术脉冲压缩是一种用于减小雷达接收信号的脉冲宽度，并提高雷达的距离分辨率的技术。

传统雷达的脉冲宽度较长，导致距离分辨率较低。

脉冲压缩技术通过发送一系列多个波形的脉冲信号，并在接收端将它们合并起来进行处理，从而减小脉冲宽度，提高距离分辨率。

（二）MTI技术MTI技术是一种用于抑制地面回波干扰的技术。

在雷达工作时，地面回波往往比目标回波要强，会对目标的探测产生干扰。

MTI技术通过比较连续两个脉冲序列之间的差别，将地面回波和目标回波区分开来，从而实现对目标的探测。

（三）MTD技术MTD技术是一种用于检测运动目标的技术。

雷达在探测目标时，如果目标静止不动，其回波信号的频率不会发生改变。

然而，如果目标发生运动，回波信号的频率将发生多普勒频移。

高密度环境下雷达脉冲信号分选技术研究摘要：针对高密度环境下的雷达脉冲信号分选技术展开讨论，分析信号分选原理与特点，总结分选流程与技术应用，最后阐述雷达脉冲信号分选算法的实际运用，选择最佳分选技术，优化电子对抗雷达脉冲信号分选效果。

关键词：高密度；雷达脉冲信号分选技术；电子对抗；抗干扰性电子对抗行业在信息化环境冲击下，逐渐实现了现代化电子对抗这一目标。

但与此同时，行业环境也呈现出高密度特点，集中表现为信号密集且复杂。

随着行业领域的发展，也涌现出一些全新的雷达体制，新型雷达抗干扰性得到提升。

处在这一高密度环境下，雷达脉冲信号分选技术也面临更高的要求。

面对关键干扰辐射源，引导对抗系统要快速明确干扰方式，选择脉冲流。

对于信号分选技术，一方面要简洁化处理相关设备，另一方面加强分选效率与准确性，多路接收信号处理也应该注重效率的提升。

基于此，围绕高密度环境下的雷达脉冲信号分选技术，建议结合现阶段电子对抗领域发展进行探讨。

一、雷达脉冲信号分选概述当雷达分选系统在工作环境下运行，接收不同辐射源会在系统内部接收机端形成相应的信号。

所谓雷达脉冲信号分选，一般是基于宽频段与宽空域的运行。

现如今我国雷达技术水平不断提升，运行环境也日趋复杂且具有高密度特点[1]。

辐射源数量增多，分选系统信号环境密集度高，必须要提升分选系统处理能力。

雷达电子防护方面技术水平提升，辐射源信号模式也越来越复杂，应用LPI技术、频率捷变和脉内调制等成为关键要求。

与此同时，辐射源工作频段增多，各个频段辐射源甚至出现重叠工作频段现象。

基于此。

信号截获技术创新，脉冲分选技术也在其影响下不断发展。

为了能够适应雷达电子对抗设备的要求与现代化工作环境，雷达信号环境必须要保证时域、频率、空域、功率谱密度、极化满足要求。

二、雷达脉冲信号分选技术的应用（一）雷达脉冲信号分选流程多参数雷达信号分选需要进行预处理、主分选、后续处理。

①预处理阶段。

已知脉冲辐射源信号经过匹配扣除之后，通过DOA、PW、RF等方式进行分选，在这一阶段需要将接收脉冲信号流稀释，做好前期准备工作；②主分选。

基于机器学习的雷达信号分选和目标识别（论文阅读学习记录—持续记录）机器学习在雷达信号分选技术上的应用包括信号分离、确定脉冲参数、形成单部雷达脉冲序列，然后针对雷达目标识别进行分类并划分威胁程度等。

在一维距离像识别过程中包括去噪和雷达目标型号识别。

该论文（学习内容）重点研究了机器学习中的聚类技术以及目标识别技术，以满足我国的电子对抗等领域的需求。

电子侦察是指通过雷达发射信号去搜索和截获敌方的电子系统发出的电磁辐射信息以获得对方的相关战术或设备信息，及时作出相对应的防御策略或发出干扰信息。

雷达信号分选技术、识别技术是雷达侦查信号处理系统的关键环节。

雷达信号分选精度是判断一个雷达信号处理系统性能的重要指标。

雷达信号处理系统得到天线截获的混叠信号然后将进行去交错，将不同雷达的脉冲序列分离，并对脉冲序列的调制方式进行识别，进一步对雷达辐射源型号进行识别，然后做出威胁评估等级再做相应的预防措施和干扰。

雷达高分辨一维距离像（HRRP）指雷达信号发射后通过散射中心向后散射在径向方向上占据多个连续的距离单元，通过回波信号矢量叠加形成的投影分布。

目前人们将人工智能和机器学习加入到雷达工作模式识别中以提高识别正确率。

最常用的两种机器学习识别法一个是基于参数估计的雷达辐射源及工作模式识别，一个是基于句法的雷达辐射源和工作模式识别。

（1）参数估计法识别雷达工作模式（2）句法识别雷达工作模式基础知识介绍雷达信号分选技术是指将这些按到达时间组成的交叠脉冲流进行去噪、去干扰并分离出每部雷达的信号脉冲流，对每部雷达根据其得到的脉冲流来获得该雷达的相关参数的一个过程。

雷达信号脉内参数（ PDW）：1、到达时间TOA一个雷达脉冲有上升沿和下降沿，脉冲到达时间是指侦查系统接收一个脉冲上升沿到达的时间点，TOA 是脉冲参数中最直接的参数，一些其他的脉内参数或脉间参数需要通过 TOA 进行计算可得，所以 TOA 也是最重要的一个雷达脉冲参数。