扩频技术下的雷达通信信号处理分析

刘 林

(辽宁葫芦岛91202部队，125004)

扩频技术下的雷达通信信号处理分析

刘 林

(辽宁葫芦岛91202部队，125004)

在日益复杂的电磁环境下，电子设备在现代化作战中发挥的作用越来越大，伴随着电子设备使用数量的不断增加，电子设备之间的干扰亦在不断增强，为了有效的降低电磁干扰对于作战平台的影响，目前尝试较多的解决方法有一体化作战平台和基于信号共享系统而产生的扩频雷达信号处理系统，本文对扩频技术下的雷达通信信号处理进行分析研究。

扩频技术；雷达信号分析；信号处理

雷达和通信是作战平台两个最重要的组成部分，对满足小型化、多功能化的现代化战争需求具有十分重要的现实意义。在现代军事领域中，扩频技术在导航系统、军事干扰系统等领域中得到了广泛的应用，取得了长足发展。扩频技术的应用在一定程度上能够保障在复杂电磁环境中的军事通信畅通无阻，从而促进了军事通信技术的发展。

1 扩频通信技术的理论基础

通信雷达在探测获得目标参数后，需要将获得的参数传递给其他相关的参数控制设备。通常而言，目标参数的传递需要借助通信系统来完成。所以选择一种恰当的通信流程和工作方式对于雷达通信系统的正常工作十分重要。常规的雷达通信系统由三部分组成，即地面通信雷达、中间通信和其他相关设备等。雷达通信系统的运作流程可以概括为：首先，地面雷达对外发出探测信号，探测信号在遇到探测目标后，会产生回波，当地面雷达接收到回波信号时，需要对接收到的信号进行处理，对获得的具体参数进行计算，最终形成控制指令通过通信的方式发送至相关的处理设备，相关的处理设备对接受到的指令信号进行处理后，交由执行装置进行执行，最终完成整个预定的目标。

扩频通信技术是一种利用频率更高的伪随机序列对信号基带中的有用信息进行调试，将经过调试后的频谱信号分布在一个带宽更高的频带中进行传播的通信技术。扩频通信技术的理论基础是香农公式。理论分析认为，可以采取用信道宽度换取信号噪声功率比的方式达到预定信道容量的要求。换言之，即便在低信号噪声功率比甚至是信号被噪声淹没的条件下，可以采用增大信道宽度的方式达到准确传输特定信号的目的。与常规的通信技术相比，扩频通信系统需要在信号的发送端添加扩频模块，而在信号的接受端需要增加解扩模块，两个新模块的加入在一定程度上提高了雷达通信系统的抗干扰能力

现代化的军事作战需求对军事通信技术提出了较高的要求，在现代通信中，扩频技术得到了广泛应用。以扩频技术作为技术支撑的码多分址技术具有其较强的抗干扰、抗衰减等优良性能，可以进行多地址通信和实现低功率谱密度，成为了现代通信技术中基于扩频通信的技术典范。

扩频通信技术可以分为直接序列扩频和跳变频率扩频两种。直接序列扩频通常采用的是将伪随机序列和原始信号作为模二加，在用一个伪随机序列表示信息码元，伪随机序列具有高码率的特征。之所以信号的频谱可以被扩展，是由于码片的速率较信息码元速率高很多的原因。同一个扩频码和接收信号在接收端处需要在进行一次是时域相乘，由于与扩频码的相关性不高，因此，在接收信号的存在的干扰和噪声可以看做是扩频，信号的功率被抑制。有用信号和同一个扩频码相乘两次可以还原为有用信号本身，同时信号能量重新在较窄的带宽能聚集、压缩，从而实现信号的解扩。

跳变频率扩频则是将扩频码的载波频率变为不断变化的随机跳变。跳频方式亦可被视作一种载波按照一定规律变化的多频频移键控。调频频率系统的离散频率范围从几千到220，在跳频系统中，可以对扩频码选择不同的信道，这区别于直扩系统。

2 扩频技术中扩频序列的同步

在雷达通信系统中，扩频序列的同步居于十分重要的位置，在扩频通信中，通常需要满足的同步包含两点，分别是一般的载波同步和扩频码的同步。目前，在扩频通信技术中较为广泛采用的接受同步法包括滑动相关捕获法、匹配滤波器捕获法和并行相关捕获法等方法。在这三种接受同步法中，滑动相关捕获法是一种相位匹配捕获法，通过滑动本地的伪码来搜寻所需的相位，直至出现所需的峰值信号，捕获成功。并行相位捕获法则是通过借助一个相关器，将多路的相关性计算结果传输至比较电路中，以相关性最大的电路作为成功的捕获电路。匹配滤波捕获器利用的是一个快速捕获器，通过对相关数据进行计算分析，由于匹配捕获器的频谱特性和输入信号的频谱特性完全一致，因此在雷达信号系统中被广泛使用。

3 扩频信号系统的设计与调试

基于扩频技术的雷达通信系统扩频功能的实现需要结余扩频码序列对原始信号的频谱进行扩展。因此在信号发射机的上除了要有载波调制模块外，还需要有扩频信号的调制模块。新的组成结构对雷达通信系统提出了跟高的要求，而对于扩频信号系统的设计和调试工作主要集中在对于发送模块和接受模块两部分。

发送模块的设计工作主要包括原始信息编码、扩频和调制三个方面。在雷达通信系统红，为了实现对数据信号扩频的目的，常用的做法是对扩频码序列和带发射信号相乘，得到扩频码比数据窄的时宽，实现扩频序列的频带高于数据序列。

接收模块的设计工作主要包括信号带通采样、信号滤波器的设计、信号的解调和匹配滤波器四个方面的内容。滤波器是一个在接收系统中被多次使用的装置，一般而言，高性能的滤波器具有强大的IP功能，可以自动实现对系数对称性的发掘，从而达到减少资源浪费。采样后的数据进过滤波器后，通常会采用差分相干解调法对信号进行调试，最后交由匹配滤波器进行相位搜索。

4 结束语

如前文所示，本文中对基于扩频技术下雷达通信信号处理的相关问题进行了深入细致的分析，通过对雷达通信系统的结构、扩频通信技术的相关理论技术、扩频序列的同步等技术进行研究，得到了扩频喜好系统的设计和调试方法，希望文本的研究结论可以进一步丰富对于扩频技术下雷达通信信号处理相关问题的认识。

[1]张国强.扩频技术下雷达通信信号的处理策略研究[J]. 数字通信世界, 2016(1).

[2]喻方惟.扩频技术下的雷达通信信号处理分析[J]. 通讯世界, 2015(3):39-40.

[3]黎立.基于扩频技术的雷达通信信号处理实现[D]. 南京理工大学, 2014.

[4]郁如圣.基于制导雷达的通信信号处理研究[D]. 南京理工大学, 2012.

[5]宋强.相位编码雷达基于通信指令的空中目标定位技术研究[D]. 南京理工大学, 2010.

[6]郗洪.智能扩频通信信号处理的研究[D]. 西北工业大学, 1999.

[7]陈华.某扩频通信系统信号处理单元的设计[J]. 长岭技术, 2004(3):1-12.

[8]胡哲颖.基于扩频技术的雷达通信信号处理研究[J]. 中国电子商务, 2014(17):88-88.

Spread spectrum technology under the analysis of the radar signal processing

Liu Lin (
Liaoning huludao 91202 troops,125004)

In the increasingly complex electromagnetic environment,the role of electronic equipment in the modern warfare is more and more big,with the rising number of electronic equipment used,interference between electronic equipment is also growing,in order to effectively reduce the effect of electromagnetic interference in operational platform,currently trying to more solutions have integrated operational platform and sharing system based on signal and the spread spectrum radar signal processing system, in this paper, the spread spectrum technology of radar signal processing are studied.

spread spectrum technology;Radar signal analysis;The signal processing