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雷达系统中的信号处理技术摘要本文介绍了雷达系统及雷达系统信号处理的主要内容，着重介绍与分析了雷达系统信号处理的正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测几种现代雷达技术，雷达系统通过脉冲压缩解决解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾，通过MTD来探测动目标，通过恒虚警〔CFAR〕来实现整个系统对目标的检测。
关键词雷达系统正交采样脉冲压缩MTD 恒虚警检测1雷达系统概述雷达是Radar〔Radio Detection And Ranging〕的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。
雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角，还包括目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
典型的雷达系统如图1，它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。
图1雷达系统框图随着现代电子技术的不断发展，特别是数字信号处理技术、超大规模集成数字电路技术、电脑技术和通信技术的告诉发展，现代雷达信号处理技术正在向着算法更先进、更快速、处理容量更大和算法硬件化方向飞速发展，可以对目标回波与各种干扰、噪声的混叠信号进行有效的加工处理，最大程度低剔除无用信号，而且在一定的条件下，保证以最大发现概率发现目标和提取目标的有用信息。
雷达发射机产生符合要求的雷达波形，然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由雷达接收机接收，然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理，就可以获知目标的相关信息。
雷达信号处理的流程如下：图 2 雷达信号处理流程2雷达信号处理的主要内容雷达信号处理是雷达系统的主要组成部分。
信号处理消除不需要的杂波，通过所需要的目标信号，并提取目标信息。
内容包括雷达信号处理的几个主要部分：正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测。
正交采样是信号处理的第一步，担负着为后续处理提供高质量数据的任务。
一种改进的相控阵雷达和差波束测角方法张海龙;宋虎;张宁;匡华星【摘要】介绍了3种常见的和差波束测角方法.分析了不同测角方法的优缺点.结合实际项目工程应用提出了一种改进后的相控阵雷达和差波束比幅测角方法.在不同信噪比和T/R组件幅相不一致性的条件下对改进后的和差波束测角的精度影响进行了分析.实际数据测试结果证明了改进方法的正确性和有效性.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】4页(P26-29)【关键词】相控阵雷达;和差波束;信噪比;幅相不一致性【作者】张海龙;宋虎;张宁;匡华星【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153【正文语种】中文【中图分类】TN955.20 引言随着现代电子技术的飞速发展,为了适应现代战场环境的复杂化,实现对多个目标的高数据率跟踪，相控阵雷达系统应运而生。
相控阵雷达采用波束快速捷变的方式实现对多批目标的快速覆盖。
考虑到雷达系统的有限时间资源,一般相控阵雷达采用同时跟踪和搜索方式解决高数据率与波束空间覆盖的矛盾，跟踪方式大多采用和差波束单脉冲测角实现。
在有限的时间资源内利用和差波束实现对目标的高精度测量是现代相控阵雷达持续追求的目标。
因此,研究相控阵雷达和差波束测角及其性能具有很大的工程应用价值。
[1]近些年和差波束测角方法无论是在军用雷达还是在民用雷达应用的都比较多，一些研究所和高校在这方面也做了大量的工作。
研究表明，为了实现对目标的高精度测角，对相控阵和差波束形成方法的研究显得尤为重要。
[2]1 3种不同和差波束测角方法性能比较相控阵雷达按照搜索方式分为TWS和TAS两种类型。
对于TAS一般采用和差波束比幅测角方法。
和差波束测角主要是根据波束指向和目标位置，通过设置导向矢量，形成和波束与对应的差波束，然后将接收和差波束幅度值相比得到差比和的数值，利用此数值查找对应鉴角曲线，最终得到目标所在的波束偏角角度。
雷达天线雷达用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。
雷达在发射时须把能量集中辐射到需要照射的方向；而在接收时又尽可能只接收探测方向的回波，同时分辨出目标的方位和仰角，或二者之一。
雷达测量目标位置的三个坐标（方位、仰角和距离）中，有两个坐标（方位和仰角）的测量与天线的性能直接有关。
因此，天线性能对于雷达设备比对于其他电子设备(如通信设备等)更为重要。
主要参量雷达天线的主要参量有方向图、增益和有效面积。
方向图雷达天线具有一定形状的波束。
由于波束是立体的，常用水平截面的波束形状(即水平方向图)和垂直截面的波束形状（即垂直方向图）描述。
方向图呈花瓣状，故又称波瓣图(图1)。
常规方向图只有一个主瓣和多个副瓣。
副瓣电平通常低于主瓣20分贝以上，这样才可能用主瓣来分辨目标的方位和仰角。
主瓣半功率点（0.707场强点）间的宽度称为波束宽度。
增益雷达天线在最大辐射方向所辐射的功率与一假想的各向均匀辐射的天线在同一方向辐射的功率之比(其条件为两天线输入的功率相同)。
增益G 表示雷达天线在发射时聚束的能力。
有效面积雷达天线接收到的信号功率与来自最大辐射方向的信号的功率密度之比，即天线接收到的信号功率Pr=S×Ae。
式中S为信号功率密度；Ae为天线有效面积，表示雷达天线在接收时捕获空中信号的能力。
由互易定理可证明G＝4πAe/λ2，式中λ为信号波长。
对一定形式的天线，天线有效面积Ae与实际几何面积A 成正比，即Ae=ηA。
式中η为利用系数，一般小于1。
雷达天线设计的主要问题是：①提高天线增益和有效面积,以加大雷达探测距离；②压低天线副瓣电平,以减小测向模糊和提高抗干扰能力；③提高波束扫描速率，以便能同时观察多个目标;④展宽天线系统工作频带,以提高反有源干扰的能力；⑤采用多种技术提高测角精度。
搜索雷达天线搜索雷达又称警戒雷达，用于及时发现远距离目标。
搜索雷达天线相当大，面积一般为数十至数百平方米。
探测距离达几千公里的预警雷达的天线面积可达几千或几万平方米。
阵列通道噪声不一致性校正方法张广宇;王克让;王笃祥;李娟慧【摘要】以提高阵列系统波束合成信噪比为目标,提出一种基于噪声测量的通道噪声不一致校正方法,建立了通道噪声不一致校正的系统模型.从理论上证明了经此方法校正的波束合成信噪比优于传统幅度校正方法,给出了噪声不一致校正的步骤.此方法无需额外信号输入,可瞬时校正带宽,实现简单.仿真结果表明了此方法的优越性.【期刊名称】《航天电子对抗》【年(卷),期】2015(031)002【总页数】3页(P42-44)【关键词】波束形成;幅度误差;接收通道校准【作者】张广宇;王克让;王笃祥;李娟慧【作者单位】中国航天科工集团8511所,江苏南京210007;中国航天科工集团8511所,江苏南京210007;中国航天科工集团8511所,江苏南京210007;中国航天科工集团8511所,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN911.7传感器在空间位置的不同会引入波程差，导致了相位差，波束形成技术通过对此相位差进行补偿，实现各接收通道信号之间同相叠加,使得在特定方向最大信噪比(SNR)接收[1]，在声纳、雷达、通信等领域得到了广泛应用。
不过波束形成技术对阵列系统的幅相误差比较敏感，虽然工程设计人员尽力从硬件设计、电路制造和机械加工上保证各通道的一致性，但是由各通道中放大器、滤波器、衰减器、电缆等模拟器件电路特性的不一致带来的通道间幅相误差仍不可避免，其对系统合成增益、波束指向、零陷深度等会产生较大影响[2-3]。
通道的幅度误差与相位误差的测量校准是相互独立的两个过程，二者可以同时校正也可分开校正。
现有的幅度误差校正方法，一般认为通道的幅度误差主要来源于接收通道增益的不一致，因此常规校正都是从外部输入已知或者未知的信号，对经过通道后的信号进行处理得到幅度误差[4]。
但是实际阵列系统中，除通道增益不一致外，各个通道噪声系数也不一致，最终导致各个通道的噪声能量并不一致，并且这种不一致与信号增益的不一致存在一定差异。
比幅单脉冲测角波束指向偏差分析朱灿;钱国栋;张宁;匡华星【摘要】主要阐述了被动超视距相控阵雷达中波束指向偏差对比幅测角精度的影响.研究了面阵存在倾斜时波束方向图切割方法和工程中面阵安装精度对波束指向的影响,提出了被动相控阵雷达比幅测角时方向图切割准则与面阵安装精度要求.理论仿真和工程实践结果证明了所提出方法的正确性.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2018(038)002【总页数】4页(P10-13)【关键词】被动相控阵雷达;比幅测角;波束方向图切割;面阵安装精度【作者】朱灿;钱国栋;张宁;匡华星【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;海军驻南京地区雷达系统军事代表室,南京210003;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153【正文语种】中文【中图分类】TN955.20 引言多数战术三坐标雷达和超远程相控阵雷达均采用单脉冲测角方法来获得目标的角度信息[1]，即通过形成两个天线波束方向图，对它们接收到的回波信号进行幅度或相位比较，再通过内插运算来确定目标偏离中心位置的角度。
在被动超视距相控阵雷达中，由于目标辐射源方向及其运动特性未知，通常采用同时多个独立的、主瓣相邻的接收波束进行方位扇区覆盖，以提高辐射源截获概率，缩短截获时间。
此时，对于同一个辐射源信号来说，存在一对相邻波束分别输出最强和次强信号，可通过双波束比幅测角的方法进行辐射源方位测向，即通过比较相邻波束输出信号包络幅度的相对大小来确定辐射源的方位。
[2]比幅单脉冲测角误差来源于波束指向偏差和比幅区间内波束方向图畸变导致的波束中心偏移量误差。
大多数研究从接收信号的信噪比变化[3]、通道幅相一致性[4-5]等方面展开测角误差理论分析。
本文主要从工程实现角度出发，在分析双波束比幅测角原理的同时，对单脉冲比幅测角工程应用中天线波束方向图切割方法和面阵安装精度对测角精度的影响进行了研究。
副瓣匿影技术在雷达中应用作者：袁进刚刘坤坤来源：《科技信息·上旬刊》2017年第02期摘要：副瓣匿影（SLB）作为一种常见的抗干扰技术，因其简单且抗干扰效果良好而被广泛使用。
副瓣匿影对于抑制从雷达天线副瓣进入的低占空比、高强度的脉冲干扰非常有效，最常见的应用范围就是抑制从雷达副瓣进来的假目标等欺骗式干扰。
关键词：旁瓣匿影；自适应副瓣对消；欺骗式1 引言从降低天线副瓣干扰方面考虑，雷达抗干扰技术主要包括自适应副瓣对消技术和副瓣匿影技术。
自适应副瓣对消是利用辅助天线接收的干扰信号来压低通过主天线或相控阵天线副瓣方向进来的定向干扰，但是不能抑制虚假目标转发式干扰，因此需要使用副瓣匿影抑制假目标干扰。
2 雷达副瓣匿影的实现2. 1 雷达副瓣匿影实现的目的欺骗式干扰侧重于伪造真实回波，通过信号处理后形成虚假目标，与真实目标混合，使雷达丧失探测及跟踪真实目标的能力，即掩盖真实目标，制造虚假目标。
副瓣匿影最初是用来抑制从天线副瓣进入的强杂波干扰，最后发展成为对从副瓣进入的脉冲干扰均适用的一种抗干扰措施。
2. 2 雷达副瓣匿影实现原理副瓣匿影是一种对付副瓣干扰的技术。
它使用一部增益小于主天线主瓣增益而大于主天线旁瓣增益的辅助天线，主、辅天线波瓣图如图1所示。
图1中，A为主天线，B为辅助天线。
天线A主瓣中信号增益比在天线B中的增益大。
对于主天线旁瓣中任一处信号，天线B的增益比天线A的大。
副瓣匿影主要由主辅两个独立通道组成，与副瓣对消不同，副瓣匿影采用主辅通道回波信号进行比幅，然后再利用选通的原理来抑制干扰。
因此副瓣对消是消除干扰，副瓣匿影是阻止干扰进入。
图2中，A、B 天线均与自己的接收机连接，主、辅通道接收到的回波信号同时送给比较器，在接收机的输出端比较两路信号的幅度电平。
主通道处理主天线A接收的回波信号，辅助通道处理辅助天线B接收的回波信号。
主通道输出的信号与辅助通道输出的信号经过比较器进行幅度比较，根据比较结果来决定是否关闭主通道的信号输出。
