射频隐身雷达波形设计技术研究综述

贾金伟， 刘利民， 韩壮志， 解 辉

(陆军工程大学石家庄校区，石家庄 050000)

0 引言

20世纪70年代,射频隐身技术随着美军“Have Blue”研究计划解密被提出，1980年代美军进行了大量关于射频隐身技术的研究，直至1990年代，美军的电子侦察装备有了极大的进步，飞行器面临着更加严重的生存威胁，所以美军以当时空战性能最好的战斗机F-35和F-22为载体，开始对射频隐身技术进行深入研究。进入21世纪，世界主要军事强国认识到射频隐身技术对于航空器的重要作用和意义，大力开展射频隐身领域的研究。在现代战场上，雷达从最初的对空警戒、火控跟踪到现在的高分辨成像、雷达哨兵值守，应用十分广泛，探测性能越来越强[1],已经成为现代战机获取信息不可缺少的重要手段。雷达的工作方式主要是向空间发射高功率电磁波，通过对回波信号的处理得到周围目标及环境信息。正是雷达的这种工作方式使其极易被敌方电子侦察系统发现，导致雷达受到“软杀伤”和“硬打击”，进而导致我方战机被击落。“软杀伤”主要是敌方对我方雷达的电子干扰，“硬打击”主要是敌方反辐射武器的精确打击。通过阿富汗战争、伊拉克战争以及2020年的阿塞拜疆与亚美尼亚战争可以看出，一旦雷达被敌方电子侦察系统侦察发现，很难避免受到攻击。由此可见，在雷达对抗中，提升雷达的战场生存率，最大程度地降低来自敌方的摧毁和干扰已经成为第一要务[2]。虽然“软杀伤”和“硬打击”对雷达产生了严重威胁，但它们有共同的前提：基于电子侦察系统对雷达电磁信号的侦察截获。所以，提升雷达的抗侦察能力已经成为我军在作战中亟需解决的关键问题，隐身、反隐身将成为未来攻防作战的基本特征和发展趋势[3]。提升雷达抗侦察能力的主要途径是提高雷达的射频隐身能力，进而从根本上改变被动挨打的局面。

射频隐身技术的核心在于辐射源与电子侦察系统的博弈，本质上是隐身与反隐身的对抗，最根本的技术是电磁捷变与电磁感知技术。机载射频隐身雷达主要聚焦于电磁捷变技术的研究与运用，电子侦察系统则主要在电磁感知领域进行研究。现阶段涉及射频隐身技术的综述文献有7篇，从不同的研究角度进行了较为完善的总结和整理，但也存在一些不足。文献[4]从宏观角度对射频隐身技术的基本手段进行分类，分析运用射频隐身技术所付出的代价，但其没有指出工程中容易实现的技术手段；文献[5]回顾射频隐身领域的发展历程，分析飞行器实现射频隐身的技术途径，但其不足之处是仅用1小节对工程中容易实现的技术途径进行阐述；文献[6]分析超声速飞行器对隐身技术的应用需求，总结未来可应用于超声速飞行器的隐身技术，但其偏向导弹领域和新概念性质，并未对已经可以仿真实现或工程应用的技术进行总结；文献[7]介绍射频隐身领域的发展历程和现状，从宏观上总结现有的射频隐身技术方法和射频隐身性能测试技术，但没有指出工程中容易实现的技术手段；文献[8]概括射频隐身技术的研究现状及主要矛盾，总结射频隐身领域的重要研究成果，提出当前研究中存在的问题，但没有指出工程中容易实现的技术手段；文献[9]阐述雷达系统射频隐身技术的概念及其重要性，梳理雷达射频隐身在时、频、空和能等多维空间的技术途径，但其主要是对技术进行归纳，并未涉及具体文献；文献[10]叙述射频隐身技术的基本概念和研究现状，评述当前射频隐身领域的研究成果，但其总结宽泛，没有指出工程中容易实现的技术手段。大部分综述文献主要是对射频隐身领域的发展、现状、实现技术和性能测试进行了较为宽泛的梳理，并没有对契合工程实际的方法和技术手段做更加细致的梳理总结，无法为科技人员做进一步的技术途径指引。

1 射频隐身雷达发展概况

1.1 射频隐身的概念及原理

“射频隐身”一词最早由LYNCH D，Jr.在其编写的IntroductiontoRFStealth(《射频隐身导论》)一书中提出，最初是指通过各种方法，使飞机等各类航空器的雷达、通信等机载武器系统射频信号特征降到最小，使敌方电子侦察系统不能及时发现和确定辐射源[11]。随着科技的发展，所有的武器系统都在更新升级，科研人员发现在众多的机载武器系统(尤其是雷达这类需要向外辐射高功率电磁波的武器系统)中，更需要对射频信号进行精确管理和“隐身”，以防止敌方反辐射导弹、电子干扰系统对我方雷达的干扰和打击。

射频隐身雷达的直接对抗对象是具备信号截获、分选和识别功能的电子侦察系统。雷达的射频隐身技术本质上是以减小雷达信号的参数特征为手段，降低电子侦察系统对信号的截获、识别等能力，从而提升雷达的抗侦察、抗干扰能力[12]。

1.2 射频隐身雷达的发展

现代雷达常常陷入两难境地：一方面希望发射足够强的信号，可以从电磁密度极大的环境中探测目标；另一方面又希望发射足够弱的信号，使敌方电子侦察系统难以截获、分选到雷达射频信号，即射频隐身雷达。从雷达设计的角度来思考，这两种需求具有矛盾性。这种矛盾的需求需要对雷达信号和系统进行优化设计，使雷达的探测性能和对抗性能达到某种合理的平衡[1]。射频隐身雷达是通过抗截获、抗分选、抗识别手段对抗敌方电子侦察系统的截获、分选和识别，而低截获雷达主要是通过抗截获手段对抗敌方电子侦察系统的截获。在实际工程领域中低截获雷达也具备射频隐身性能，所以从广义上讲，低截获雷达也是射频隐身雷达，所以统称为射频隐身雷达。射频隐身雷达自1970年代被提出以来，其发展一直受到国内外广泛关注。最初，FOREST于1983年在《低截获概率雷达技术》一文中第一次引入了低截获概率雷达方程[13]；后来，SCHLEHER在1985年发表了《隐身雷达的截获》[14]；SCHRICK和WILEY也发表了关于雷达灵敏度与截获机灵敏度之间关系的文章而受到关注[15]。随着研究的深入，射频隐身雷达逐渐发展起来。

在我国，射频隐身雷达的研究起步虽晚但是发展很快。在2007年，陈国海发表了关于射频隐身领域的论文，阐述了未来战斗机对于射频隐身的需求，从机载雷达的辐射特性、低截获概率和未来军事需求等方面预测未来射频隐身技术的发展方向[16]。

机载射频隐身雷达作为航空武器中的重要装备，应用广泛、功能齐全，主要用于目标搜索定位、火控识别跟踪、目标分派、海上潜望镜扫描探测和武器发射引导。机载射频隐身雷达具有隐蔽导航、多地形跟踪等多种工作模式。

国内外典型机载射频隐身雷达有以下3种。

1) 国产KLJ-7A机载有源相控阵雷达(如图1所示)[17]。这是一款极具创新意义、具备国际领先水平的“广角”雷达,可以通过3个天线阵面及其机械摆动来实现雷达的大广角探测，不仅可以探测飞机前侧的目标，还可以实现对飞机后侧目标的探测，探测角度超过300°[18]。其具有全方位、全高度、全天候对目标的探测、跟踪能力；具备对空搜索、多目标跟踪扫描等功能，可同时攻击多个目标。该款雷达在技术层面与F-22的AN/APG-77多模雷达无代差，功能层面与F-35的AN/APG-81雷达相类似。

图1 KLJ-7A机载有源相控阵雷达Fig.1 KLJ-7A airborne active phased array radar

图2 AN/APG-77多模雷达Fig.2 AN/APG-77 multi-mode radar

2) 美国AN/APG-77多模雷达(见图2)。F-22“猛禽”战斗机机载有源相控阵雷达AN/APG-77具有探测距离远、电子侦察、控制多枚导弹的功能，能够克服各种天气影响，实现全天候探测、多目标跟踪。另外，有源相控阵列使雷达具有敏捷的波束控制和宽带宽等特性[19]。

3) 美国AN/APQ-181机载雷达(如图3所示)。AN/APQ-181雷达工作在J波段，是美国空军B-2隐形轰炸机的现役射频隐身雷达，具有21个工作模式，能够实现目标搜索、识别、定位和跟踪，同时还可以为导弹等武器系统指示目标。

图3 AN/APQ-181机载雷达Fig.3 AN/APQ-181 airborne radar

1.3 射频隐身技术的发展概况

雷达射频隐身主要是通过低截获技术、抗分选技术实现对抗敌方电子侦察系统的目标，所以，雷达的射频隐身就是降低电子侦察系统对我方雷达信号探测、信号分选和信号匹配3种功能[20]。根据所见文献，现在常用的雷达射频隐身技术主要分为4大类，即辐射源功率控制技术、低截获波形技术、定向天线技术以及信号的最大不确定性技术。任何一项技术都不是单一的一个设备、一种方法就可以实现的，而是多个设备、多种方法协同配合的综合体现[8]。如表1所示，对4类技术的优缺点做简要对比分析。

表 1 实现射频隐身的4类技术优缺点对比分析

2 射频隐身雷达的应用需求

战机在空中作战，没有雷达指引就无法发挥出真正的战斗力。但是，如果使用雷达，又会使战机的对外辐射电磁强度成倍增加,所以，对于机载雷达而言，电子侦察系统和反辐射导弹是其主要“克星”。从器件组成来看，反辐射导弹的核心器件在于导引头，导引头的本质是电子侦察系统的微型和简化版本。归根结底，机载雷达的根本对手是电子侦察系统。下面对电子侦察系统的主要特点及技术指标进行分析。

2.1 电子侦察系统的主要特点

电子侦察系统主要有以下3个特点。

1) 远距离侦察，长时间预警。雷达接收机接收到的是发射信号经目标反射后的回波信号，而电子侦察系统接收到的是雷达的发射信号，与雷达接收机相比，具有单程接收的优势。由雷达方程可知，电子侦察系统的侦察距离远大于雷达探测距离，大约是雷达探测距离的平方。所以，空战中敌方电子侦察系统可以先于我方预警雷达发现我方战机。将电子侦察系统应用于预警机等高空平台，可以实现大视野预警，预警时间更长，对于我方战机极为不利。

2) 侦察带宽大，侦察形式隐蔽。电子侦察系统的接收带宽较大，对于频率在1.5 MHz～40 GHz的信号都可以接收，并且由于电子侦察系统只接收外部辐射源信号，不对外发射电磁信号，不会受到针对性的电磁干扰，侦察形式极其隐蔽。

3) 侦察信息丰富，生成电磁侦察综合态势。电子侦察系统对辐射源的侦测参数涵盖时域、频域、能量域等多个领域，通过与数据库的对比，判断目标的类别、型号、威胁等级等信息，同时可对目标的方位、位置进行测量，通过与有源探测情报的融合，形成战场电磁环境的综合态势。

2.2 电子侦察系统的技术指标

电子侦察系统有以下3个技术指标。

1) 辐射源工作参数测量。

对辐射源工作参数测量主要分为两部分:第一部分是雷达信号的脉冲重复周期、脉冲宽度及天线扫描时间等时域信息的测量;第二部分是雷达信号的频率、频率变化率及频率调制特征等频域信息的测量。以上参数都是基于数字信号处理技术进行的测量。与传统模拟检波的方式相比，数字信号处理技术可以自适应地设置检测门限，降低噪声对信号质量的影响，进一步提升测量精度。

2) 侦察距离与侦收灵敏度。

侦察距离受制于电子侦察系统的系统灵敏度。与雷达类似，系统灵敏度主要取决于侦察天线的增益和截获接收机的灵敏度。相较于雷达的探测距离，电子侦察系统的侦察距离至少是雷达的1.2～1.5倍[26]。系统灵敏度越高，理论侦察距离越远，但会受到地球视距的限制。典型的视距算式为

(1)

式中:H1和H2分别为发射端和接收端的高度；R为视距。接收机灵敏度与通道噪声系数、数字接收机检测带宽、可接受的虚警率相关，实际工程应用中需要根据使用环境、侦察对象等因素取值。

3) 侦察范围。

侦察范围主要包括侦察频谱范围、侦察空域范围。电子侦察系统的频率侦察范围在统筹考虑国际电信联盟规定的雷达、通信系统工作频率和军事领域实际应用的基础上，通常的频率侦察范围为1.5 MHz～40 GHz。由于不同的电子侦察系统采用的测向技术体制不同，其空域覆盖范围也有差异，大致的空域侦察范围如下：方位面瞬时空域覆盖范围为360°，俯仰面瞬时空域覆盖范围为±20°。

以上是电子侦察系统的主要特点及技术指标。纵观世界，电子战领域最先进的装备是美军EA-18G电子战飞机[27]。EA-18G装备的电子战系统数量较多、功能比较强大，在电子侦察方面主要是ALQ-218(V)2战术接收机。ALQ-218(V)2战术接收机安装在EA-18G翼尖，可实现360°覆盖，方位精度达到2°，具有宽波段接收能力，可以通过射频频谱搜索、检测，提供精确辐射源识别和定位。根据当前公开的资料，ALQ-218(V)2战术接收机是世界上为数不多可以同时实现电子侦察和全频段电子干扰的系统。由此可见，雷达的“克星”——电子侦察系统技术先进、发展迅猛。战机只有解决好机载雷达的射频隐身问题，才能从根本上提高雷达的电子防御能力，焦点无疑是射频隐身波形的设计。

3 射频隐身雷达波形设计研究现状及难点分析

雷达信号波形的设计是非常关键的，信号波形不仅决定了雷达系统的体制，还确定了信号的形式以及接收信号处理设备的基本特性[28]。雷达要想在军事战争中立于不败之地，必须具有强的抗干扰和抗侦察截获能力。通过对射频隐身雷达技术的深入研究，大大加强了现代战场中雷达的反对抗能力[29]，真正解决雷达既要发射电磁波探测目标、感知战场环境，又要避免因使用高功率射频而导致侦察截获被敌方感知这个矛盾，并且波形设计无需对现有列装的雷达做工程量更大的改造，只需将信号发射、接收及处理系统升级。所以，对于我国雷达技术的发展而言，研究射频隐身雷达的波形设计具有深远意义。射频隐身雷达信号的波形设计已成为雷达系统总体设计的一个重要内容，尤其是大时宽带宽积的雷达信号波形设计及具有大带宽和快速捷变能力的信号设计更是国内外研究的热点话题。射频隐身雷达波形设计的主要方法大致分为3类，分别是基于复合信号的射频隐身波形设计、基于信号参数广泛随机变化的射频隐身波形设计以及基于优化算法的射频隐身波形设计。

3.1 基于复合信号的射频隐身波形设计技术

由于射频隐身雷达对抗的是高灵敏度截获接收机，此类接收机瞬时带宽较宽、频率分辨率极好、动态范围较宽，所以单一信号的雷达波形难以胜任射频隐身这个重任，通常是由两种单一体制信号复合而成。

杨红兵等[30]设计了对称三角线性调频连续波信号，这种信号的截获因子小于1，时宽带宽积在信号调制带宽为5 MHz时达到6667，远大于一般脉冲压缩雷达的100～1000[31]，所以波形不易被截获。但三角线性调频信号与锯齿线性调频信号相比，在相同频偏和调频率的条件下，三角波的调频周期较长，使得载波频率参数的改变缺少灵活性，容易被电子侦察系统侦察到信号参数。潘玮[32]提出了锯齿形线性调频与伪码调相的组合信号和频率捷变与伪码调相的组合信号，这两种信号具有近似于“图钉型”的模糊函数,具有良好的距离分辨力和速度分辨力，并且锯齿形线性调频信号的周期短、调频速度快，留给电子侦察系统侦察信号参数的时间很少，有利于射频隐身功能的实现。但是即使是锯齿形线性调频信号，其频率仍然在连续不断地变化，一旦被电子侦察设备侦察到调频率和脉冲宽度并计算出调频带宽，便可实现对频率的大致跟踪。所以，针对线性调频信号的缺点，产生两种不同的解决方案。一种方案是彭智慧[2]设计了基于Costas序列矩阵的频率编码信号和不同长度的Frank序列的相位编码相结合的信号。该复合信号频率不再是连续变化的，而是将频率跳变序列分布在等时间间隔内发射，频率以跳变的方式进行发射，这样敌方电子侦察系统对于频率的侦察、分选十分困难。仿真证明，这种新型的雷达波形比单一调制信号波形具有更好的低截获特性。另一种方案是付银娟等[33]提出了脉间Costas频率编码、脉内非线性调频的NLFM-Costas复合信号。该复合信号脉内频率变化从线性变化改进为非线性变化，即使被电子侦察设备侦察到调频率和脉冲宽度之后根据脉宽计算出瞬时调频带宽，也不会实现对频率的跟踪。通过仿真得到NLFM-Costas信号的功率谱密度(PSD)、模糊函数、峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平等。结果表明，NLFM-Costas复合信号具有近似于“图钉型”的模糊函数，自相关性能良好，具有更好的射频隐身性能，在现代战场环境下具有良好的应用前景。付银娟等[34]设计了正交频分非线性调频多路输入多路输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)信号，在脉间Costas频率编码、脉内非线性调频的基础上，对每个子脉利用多相码序列进行相位调制，增加相位的多样性和随机性，进一步增强了信号的抗侦察性能。仿真发现，信号具有高主副瓣比，具有较强的射频隐身能力。通过脉络图对以上内容做简要梳理，如图4所示。

图4 基于复合信号的射频隐身波形设计脉络图Fig.4 Context diagram of RF stealth waveform design based on composite signal

基于复合信号的射频隐身波形设计方法主要是以脉冲调制为基础，对线性调频信号、非线性调频信号、频率编码信号、相位编码信号、巴克码信号这些基础典型信号进行组合，使组合后的信号参数能够在脉内或脉间变化起来，从而使电子侦察系统不能截获射频信号或是不能够准确测出信号参数。但设计方法缺乏严谨的理论支撑，主要依赖于科研人员对基础信号优缺点的掌握情况，然后再根据信号的优缺点取长补短进行组合。虽然可以通过仿真证明设计的信号射频隐身效果较好，却无法证明所设计的组合信号在哪一种条件下隐身效果是最好的，适用于哪一种环境。

3.2 基于信号参数广泛随机变化的射频隐身波形设计技术

基于信号参数广泛随机变化的射频隐身波形设计方法本质上就是将序列生成理论与信号设计相结合，把生成的随机序列作为信号的某一个或几个参数，进而增加了信号的伪随机性，信号的抗截获性能显著提升。

杨宇晓等[35]提出了一种基于混沌序列的射频隐身跳频周期设计方法。该方法将混沌序列映射到信号的跳频周期，采用经典的Logistic映射生成混沌序列，并将其在跳频周期空间进行映射，以控制跳频信号的跳频周期。调频周期的不确定性远优于传统固定周期方法，具有更好的射频隐身性能。王志涛[36]设计了混沌二相码调制线性调频正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)信号，每个码元均采用相同调频斜率的频率调制，增大了信号频谱使用率，再由混沌序列对相位进行编码成为混沌二相码信号。所设计的信号具有良好的低截获性能。杨宇晓等[37]提出了一种基于四维超混沌系统跳频频率和跳频周期联合跳变的射频隐身通信信号设计方法，有效提高了信号的抗分选和抗截获能力。以上3种波形设计方法运用混沌序列代替噪声序列，希望设计的信号具有类似噪声的随机性和混沌的确定性。但随着神经网络等大数据技术的发展，在神经网络对混沌系统进行深度学习之后，混沌系统仍存在被识别和预测的可能性，所以，唐骏[38]提出了一种将混沌信号噪声化的算法。首先将混沌信号在计算机中用浮点数表示，然后对信号的尾数进行异或和交织运算，得到了噪声化的混沌信号。新的混沌信号分布更加均匀，低截获性能更好。通过结构简图对以上内容做简要梳理，如图5所示。

图5 基于信号参数广泛随机变化的射频隐身波形设计结构简图Fig.5 Structure diagram of RF stealth waveform design based on wide random variation of signal parameters

虽然混沌系统属于确定性系统，由确定的迭代关系式生成混沌序列,但是混沌序列又具有极大的随机性，并且混沌系统对迭代初值具有敏感性，即两个非常相近的初始值，经过系统演化被不断放大，最终形成完全不同的运动轨迹，同时还具有遍历性。将混沌序列映射到信号的一个或多个参数，混沌系统的随机性增加了波形的抗截获性能，但由于混沌系统本身是确定性系统，有完全确定的数学方程式，对于信号回波也方便处理。混沌系统的确定系统随机性、初值敏感性、遍历性，这3大特性决定了该理论在射频隐身波形设计领域的重要地位。在以后的设计工作中该理论会被科研工作者广泛使用。

3.3 基于优化算法的射频隐身波形设计技术

基于优化算法的射频隐身波形设计方法就是首先根据射频隐身的目的写出准则函数，然后运用优化算法对波形进行优化以得到准则函数的最优解。所以，优化后的波形隐身性能获得显著提升。优化算法多种多样，本节主要对现有文献进行综述。2013年，施荣华等[39]提出一种粒子群算法与遗传算法相结合的混合布阵方法，有效降低多输入多输出(MIMO)雷达稀疏天线阵列的峰值旁瓣电平，射频隐身性能得到提升；2015年，杨宇晓等[40]将通信信号的跳频周期和跳频间隔作为优化对象，提出一种以最大条件熵为优化目标，联合设计跳频周期和跳频间隔的方法，该方法以拉格朗日乘子为优化粒子，利用混合混沌粒子群优化算法对最大条件熵的对偶规划进行优化计算。该文献提出的最大熵方法具有最大的跳频周期、跳频间隔不确定性和最小的截获概率。2016年，黄玲[1]提出将频率分集阵列雷达波束方向图的能量分布问题转化为二阶的非凸优化问题，通过二分法和凸优化联合优化的方法求出最优解，降低了雷达信号在目标处的被检测概率。2021年，郝志梅等[41]基于频率编码捷变和调频斜率捷变的复合波形编码技术，在波形正交约束的基础上构造了一种复合频率编码的非线性代价目标函数，提出了基于频率编码捷变或调频斜率捷变的复合波形簇优化设计方法。利用模式搜索算法获得了具有良好自相关和互相关旁瓣特性的宽带正交低截获概率波形簇。所设计的波形能够获得低自相关旁瓣和低互相关旁瓣，LPI性能较好。通过结构简图对以上内容做简要梳理，如图6所示。

图6 基于优化算法的射频隐身波形设计脉络图Fig.6 Context diagram of RF stealth waveform design based on optimization algorithms

运用优化算法对波形进行优化这个思路比较独特、效果较好。但必须要解决两个问题:第一个是需明确使用的准则函数是什么，准则函数如何体现出信号的射频隐身特性，即按照准则函数设计的信号射频隐身效果较好；第二个是需确定使用的优化算法是什么，确保使用的优化算法能够找到全局最优解，而不是找到局部最优解，甚至根本找不到最优解。只要将这两个问题解决好，就能解决波形设计问题。这种方法在今后的科研工作中一定会有进一步的发展，尤其是人工智能算法的蓬勃发展，使得寻优算法有了巨大的进步，期待人工智能寻优算法更好地解决波形设计问题。

3.4 其他射频隐身波形设计方法

以上3种波形设计方法是射频隐身波形设计的主要方法，除此之外也有一些其他的方法，在这里做个简要的介绍。

潘玮[32]提出了采用“伪装欺骗信号、多通道发射”的射频隐身雷达波形设计思路。设计出了射频掩护信号和工作信号同时发射的信号工作方式。工作信号是由线性调频伪码调相和频率捷变伪码调相两路信号复合而成。射频掩护信号是由频率捷变伪码调相与随机脉位调制复合而成。工作信号与射频掩护信号同时发射后，空间中的信号波形杂乱无规律，雷达信号更具有低截获性。虽然信号具有低截获性，但无论是工作信号还是掩护信号调制都十分复杂，而且掩护信号会消耗较多的发射能量，雷达的能耗效率较低。肖永生等[42]结合最优匹配照射-接收机理论与序贯假设检验方法，提出了一种新的射频隐身雷达信号设计方法。通过发射信号的回波将雷达周围的环境信息反馈给雷达系统，然后雷达根据环境信息自适应调整、设计发射信号，形成一个雷达与环境交互的闭环系统。由于雷达信号会发生自适应变化，信号之间的相关性减小，雷达照射次数减少，辐射功率降低，从而实现了雷达系统的射频隐身。

3.5 射频隐身雷达波形设计难点分析

射频隐身雷达波形设计难点主要有以下3个方面。

1) 建立科学严谨的复合信号射频隐身波形设计理论体系。基于复合信号的射频隐身波形设计缺乏科学的理论指导，主要体现在组成复合信号的基础信号如何选择方面。当前主要依靠信号设计人员对基础信号优劣之处的掌握，没有严格的信号设计准则。

2) 使用随机性更好的伪随机序列对信号参数进行调制。受到计算机有限精度的影响，伪随机序列会出现短周期现象，导致经过伪随机序列调制的波形参数仍存在明显的周期性，波形的射频隐身性能大幅下降。选择合适的伪随机序列或改善伪随机序列的短周期现象成为下一步波形设计的重点。

3) 选用优化性能更好的优化方法。优化速度、优化误差等优化算法的性能决定了波形的射频隐身性能和实时性，所以要将优化方法的选择作为波形设计的重要步骤，选用与波形生成更契合的优化方法，将波形的射频隐身性能提升至最大。

为了实现信号的射频隐身、抗干扰目的，科研工作者曾运用噪声对信号参数进行调制，使波形参数具有随机性[43],但这种发射信号不利于回波的接收处理。虽然可以运用自相关法对信号进行处理，但这种方法无法处理非平稳的回波信号，在以后的波形设计中应尽量避免使用完全随机的序列对波形参数进行调制，以免导致单基地或多基地雷达系统回波处理较为困难。

4 总结与展望

本文从射频隐身的概念入手，阐述了射频隐身技术的原理和方法，梳理了射频隐身雷达的发展，阐明了射频隐身雷达的应用需求，然后详细分析了射频隐身雷达波形的设计方法，并对每一种方法做了梳理和简要评述。尽管目前射频隐身雷达的波形设计研究比较多，但仍有以下两点内容可供参考。

1) 波形设计与回波信号处理这两个领域的研究没有紧密地联系在一起。研究波形设计的科研工作者只钻研波形设计与生成，却忽略了对回波信号的处理，导致设计出来的射频信号波形隐身效果很好，但这样的波形发射出去，接收机对接收到的回波不能方便地处理，而且处理速度较慢、数据量较大。应该将波形设计与回波信号处理这两个领域关联在一起，统筹考虑信号的发射和接收，打通信号的全流程。

2) 设计的新波形缺乏工程实践的验证。在当前的科研工作中，评估设计的新波形隐身性能是否良好仍停留在仿真层面，并没有运用实际的装备实验验证，尤其是针对未来电磁环境密集复杂的情况，现在仍无法实际验证。

未来将重点关注以下两个方面。

1) 将射频隐身波形设计与人工智能算法的发展、伪随机序列生成理论紧密地结合在一起。用人工智能算法的寻优特性寻找最优的信号参数，以得到射频隐身准则函数的最优解，最终提升雷达的抗截获能力。运用最新的伪随机序列生成理论生成相应的序列，然后将序列映射到信号的一个或多个参数，增强信号的随机性，从而提升信号的射频隐身性能。

2) 建立射频隐身性能评估模型。射频隐身技术的发展离不开性能评估技术的支撑。在以往的性能评估中，普遍建立“发射机-接收机”模型，通过接收机对信号的接收或分选结果来衡量信号射频隐身性能。但这样的评估模型受接收机的信噪比等接收性能影响而不能客观、真实地反映信号的射频隐身性能。因此，需要建立一种基于发射信号参数和工作状态的射频隐身性能评估模型，该模型不依赖于发射机和接收机，可以对任何信号的射频隐身能力进行评估，是信号射频隐身能力的一种本质描述。