1、雷达通信一体化系统分析 田红 袁吉珊 南京长江电子信息产业集团有限公司 摘 要： 随着电子、通信等技术的发展, 战场作战环境日趋复杂, 面临的战场威胁与日俱增, 各种电子设备的性能也在不断提高。传统的做法只是在单个设备上进行性能优化, 而利用各种电子技术, 把不同用途的设备进行整合, 构成一体化的电子系统已经成为一个新的研究方向。研究雷达通信一体化系统, 将在很大程度上提升作战平台的作战威力和信息化水平。雷达与通信不仅有相似的工作原理, 而且系统资源也有很多的共同性, 所以雷达和通信实现一体化完全是具有可操作性的。本文就二者的相似性方面进行分析, 并且提供实现一体化的构想。关键词： 雷达; 通
2、信; 一体化; 1 引言雷达与通信由于研究对象存在差异, 导致了二者被严格区分, 从而产生了目前存在的雷达对抗和通信对抗的现象。现实中, 雷达和通信两者作为获取、处理、传输、交换信息的两种方式, 虽然在软硬件上面有所区别, 但是二者又有相似的工作原理、工作频率以及系统结构等。所以, 雷达和通信存在着共同性, 这就为实现雷达和通信的一体化提供了基础, 两者的硬件共享也是有可行性的。如果将雷达系统与通信系统有效的结合在一起, 不仅对提高军队在战场上的作战能力具有极大的帮助, 还能有效克服情报传递速度慢, 错误率高以及保密性不高等方面的不足。该系统与原有的雷达系统相比加入了通信的调制与解调设备, 把
3、发射端的信号调配到雷达信号一起表达, 这样就能表达出一体化的信号, 在接收端对两种信号进行区别分离, 使系统实现探测与通信的功能, 从而实现雷达和通信一体化。2 雷达与通信一体化研究的目的实现雷达与通信一体化具有十分重要的意义, 具体表现在以下三个方面:(1) 雷达与通信系统一体化可以实现资源共享, 最大限度地利用雷达设备, 使雷达的优良性能为通信服务。在接收方能实现雷达与通信信号的完全分离与处理, 并分别实现雷达与通信两种功能且不相互影响。(2) 雷达和通信的一体化可以大大提高作战平台的作战威力。首先一体化设计提高了设备的可用性和可靠性。高科技电子装备, 承担着信息获取和联网传递等方面的任务
4、, 是信息化条件下电子对抗体系的核心要素。一体化系统可实现资源共享、动态可组和高可靠利用, 同时减小系统电磁干扰和能源消耗, 提高电子系统的综合性能。其次, 可以实现雷达目标信息和通信信息同时传输, 提高信息传递的实时性, 降低对通信设备的依赖程度, 保密性也有所提高。(3) 雷达和通信的一体化可应用于多个领域。雷达和通信一体化不仅可提高军队作战水平, 在航空、汽车等领域也大有用处, 它能够极大地便利信息传递, 同时还有利于提高指挥的灵活性以及智能性。3 雷达与通信系统的互通性分析要想实现雷达和通信的有效结合, 就必须对二者进行透彻研究, 以此做为实现一体化的基础。二者在以下几个方面具有互通性
5、:(1) 雷达系统和通信系统的理论基础均涉及电磁场、数字信号处理、计算机技术等。数据融合、人工智能等一些新的技术也分别运用于两者。因此雷达与通信系统的一体化从理论上讲是完全可以实现的。(2) 雷达系统和通信系统在原理上都以发射和接收电磁信号实现其功能。(3) 雷达系统和通信系统整体结构相同, 雷达系统是通过天线、发射、接收、信号处理, 然后达到终端。而通信系统是通过接收机、天线以及信号发射器组成。(4) 雷达系统和通信系统使用的频率及信号的调制特征有相似之处, 两者之间的差异变得越来越小, 未来必定会朝着一体化的方向发展。4 雷达通信系统一体化设计可行方案对于雷达和通信系统的一体化设计, 不仅
6、理论基础已具备, 硬件资源也可共享。其中一种方案是雷达天线、发射机和接收机与通信硬件共享。雷达通信系统一体化设计框图如图 1 所示。图 1 中, 虚线框内的部分为雷达系统的硬件资源, 虚线外的部分是系统为增加通信功能所需要增加的硬件。雷达通信一体化系统是在原有雷达系统的基础上增加通信调制、解调设备, 在发射端把通信信号调制到雷达信号上, 用雷达天线、发射机和接收机完成收发功能, 雷达系统与通信系统一体化是在接收端增加信号分离器, 用多种信号算法分离并还原两种信号, 通信信号分离出来进行解码和恢复即可获得通信信息;而对于雷达方, 目标回波信号分离出来后, 送至雷达信号处理分系统, 进行相应的信号
7、处理和数据处理, 然后送至终端进行显示。雷达通信一体化系统既要有雷达的目标探测功能, 又要有通信的信息传输功能, 关键在于一体化信号设计和信号分离。4.1 一体化信号要同时满足雷达和通信设备的要求一体化信号调制方式的选择尤为重要, 它不但会影响通信的性能, 更可能会对雷达的探测性能产生影响。雷达信号选用 LFM 或二相编码都可与通信信号进行一体化设计而不影响雷达的探测性能。图 1:雷达通信一体化系统框图 下载原图4.2 信号分离是信息处理和识别的基础, 在信号分析与处理中占有重要地位目前, 信号分离主要有乘法性信号分离和加法性信号分离两种。其中, 对于加法性信号分离, 已有众多成熟算法, 如:
8、ICA 分离、LMS 分离、谱分离、盲分离、自适应分离等。对于乘法性信号的分离, 可采用同态滤波算法, 先将乘法性信号转变为加法性信号, 然后用已有的加法性信号分离方法实现雷达信号与通信信号的分离。5 结束语在分析了雷达与通信的相似之处后提出里雷达通信一体化设计方案, 该方案不仅能节省资源, 更能提高军队的作战实力。但是目前雷达通信一体化系统刚刚起步, 尚有许多难点需要我们进行深入探究。参考文献1黄鹤, 雷达-通信一体化系统设计J.雷达科学与技术, 2014 (05) :460-464. 2邹广超, 刘以安, 吴少鹏等.雷达通信一体化系统设计J.计算机仿真, 2011, 28 (08) :1-4. 3胡飞, 崔国龙, 孔令讲.雷达通信一体化网络设计J.雷达科学与技术, 2014 (05) :455-459. 4李廷军等.雷达-通信一体化研究J.现代雷达, 2001, 23 (02) :1-2.
