雷達信號處理技術是指抑制雷達接收機輸出信號中的噪聲、雜波和干擾，從中檢測和提取目標有用信息的技術，屬於軍事術語。
基本介紹
- 中文名：雷達信號處理技術
- 所屬類別：軍事術語
信號檢測是判決目標是否存在。提取目標有用信息包括目標的距離、速度、角度、運動狀態、形狀、姿態、散射特性（雷達截面積、極化）等。常規雷達信號處理從檢測回波中提取出坐標參數，形成以距離、方位、仰角表示的點跡。早期雷達採用模擬信號處理技術，現代雷達廣泛套用數位訊號處理技術。按處理域的不同，可分為時域信號處理技術和空域信號處理技術。對信號的時間函式或時間序列進行處理的技術。主要包括：脈衝壓縮、動目標顯示、都卜勒濾波、動目標檢測、恆虛警檢測等技術。①脈衝壓縮技術。實現雷達信號的時軸方向匹配濾波，即發射時採用寬的有限峰值功率的編碼或調頻脈衝，接收時將回波信號經匹配濾波器壓縮成一個窄脈衝。這樣，發射的寬脈衝保證了雷達的探測距離，而壓縮的窄脈衝，提供了雷達高的分辨力和測距精度。②動目標顯示技術。利用都卜勒效應，使雷達能夠顯示具有一定運動速度目標回波的技術。是一種消除固定雜波（包括地面、海浪、移動的雲雨和箔條引起的雜波）的技術。雷達回波經處理後得到視頻信號，固定雜波的視頻信號的幅度是不變的，運動目標的視頻信號因受都卜勒頻率調製而起伏變化。將相鄰周期的視頻信號相消，則雜波信號被消除，而運動目標的信號被檢測出來。③都卜勒濾波技術。實現雷達信號的頻率軸方向匹配濾波，即將接收的N個脈衝，調整其相位，輸入到都卜勒濾波器組進行相干積累，從某個與信號的都卜勒頻率相對應的濾波器輸出中得到目標信號。都卜勒濾波器不僅可以進一步抑制剩餘的地物雜波，而且能抑制具有不同徑向速度的氣象雜波，同時對均勻頻譜的雜亂分量也只是選通其中一小部分，因而抑制雜波的效果更好。大多採用快速傅立葉變換算法來實現都卜勒濾波。④動目標檢測技術。在動目標顯示後面連線都卜勒濾波器組，自適應地濾除各種雜波，以更好地檢測出運動目標。動目標顯示還不足以充分壓制強雜波，經過窄帶的都卜勒濾波器過濾之後，輸出的信雜比可以改善更多。動目標檢測中的都卜勒濾波器數目，通常取16個或8個，也有少到4個的。⑤恆虛警檢測技術。在噪聲和雜波背景下，調整檢測門限，使檢測目標回波信號（超過檢測門限）的虛警機率保持恆定的處理技術。套用恆虛警檢測，可以避免過多的虛警數。調整檢測門限有兩種基本方法：一是基於被檢測單元周圍的參考單元的噪聲和雜波幅度的統計平均值；二是基於被檢測單元過去觀察的雜波時間統計量的“雜波圖法”。是對空間分布信號序列進行匹配濾波處理的技術。用一組陣元構成的陣列天線採集空間目標的信號，通過波束形成技術使天線的波束主瓣指向所需方向，同時實現超低副瓣，在干擾方向形成深的凹口，從而檢測出目標，抑制干擾和雜波。空域信號處理技術包括數字波束形成技術、方向超分辨技術、空時二維處理技術等。①數字波束形成技術。陣列天線各個單元信號由多通道接收並進行數位訊號處理，求出每個單元的權值，從而形成所需的接收波束。形成的波束具有超低副瓣的性能，易於實現自適應處理，實現對有源干擾的抑制，同時形成多波束。②方向超分辨技術。在不增大天線孔徑尺寸的條件下提高雷達角分辨力的技術。在常規天線系統中，波束寬度正比于波長與孔徑之比λ/D，角分辨力取決於天線的孔徑尺寸；方向超分辨技術利用陣列天線的離散信號，對其進行加權或直接參量分析的數位訊號處理，則可以得到遠小於天線波束寬度的超分辨力。③空時二維處理技術。對雷達回波在空域和時域二維同時進行信號處理的技術。一般情況下分別從天線形成的波束進行空域濾波，用都卜勒濾波器進行時域濾波。但是，對於平台運動的雷達（如機載雷達），其地雜波譜在空時二維之間有很強的耦合，需要採用空時聯合的二維處理。早期雷達的功能是在雜波背景下搜尋和跟蹤飛機一類的目標，採用模擬信號處理技術，依靠顯示器和人眼觀察來完成信號檢測和參數提取。20世紀60年代，數位技術開始套用於雷達信號處理領域。60～80年代中期，數位訊號處理理論和微電子技術迅速發展，中、大規模積體電路開始套用於雷達信號處理，具有代表性的成就是動目標檢測器、數字動目標顯示技術和數字脈衝壓縮技術等。80年代中期以後，隨著數位技術的實際套用和不斷發展，出現了超大規模、超高速積體電路，以及各種數位訊號處理晶片，信號處理技術從模擬轉向數位化，信號處理的功能大為提高，促進了空域和空時域信號處理，包括相控陣和數字波束形成、方向超分辨、空時二維自適應信號處理和合成孔徑等技術的實現和發展。現代雷達面臨的電磁環境更加複雜，並向多功能發展，要求雷達信號處理技術必須要有新的、突破性的進展。複雜背景下的小目標、隱身目標的高靈敏度檢測、高分辨技術、精確空域處理、空時二維處理、目標識別、雷達成像技術等，將是雷達信號處理技術今後發展的重要內容。
發布者：中國軍事百科全書編審室
