陳麗芳

【摘 要】雷達技術對人類探索未知領域有著重要的作用，雖然雷達在軍事方面的應用相較與民用和研究用所占比重極大，但是隨著雷達技術的發(fā)展和人類社會的進步，最終雷達技術會更多的應用于人們生活。本文結合實際對雷達的信號處理和數(shù)據(jù)處理的技術進行介紹分析，總結對雷達技術的現(xiàn)實應用。

【關鍵詞】雷達；信號處理；數(shù)據(jù)處理

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人類不斷涉及未知領域，對未知領域進行積極的科學探索，雷達作為一種基礎的科研探測裝置而被廣泛應用，無論是海陸空還是離開地球的太空探測，都可以用雷達進行數(shù)據(jù)的探測與收集。通過雷達獲得信息準確性高，但是怎樣將雷達獲得的信息轉化為我們進行研究的數(shù)字或其他數(shù)據(jù)形式，這便是本文的主題。

一、雷達技術的具體解釋說明

雷達技術實際上是對電磁波的應用，利用不同頻率段的電磁波對物體進行發(fā)射，與物體接觸后反射回饋至發(fā)射源，通過對時間或得到的其他反饋進行處理得到所需數(shù)據(jù)。雷達發(fā)射的電磁波可因實際需要進行高低頻率的調整。因電磁波傳播的特殊性，使其可在任何介質中進行傳播，并且具有操作簡單、數(shù)據(jù)準確性精確性高，在各個領域都有廣泛應用，無論是生活、科研還是軍事領域。

二、雷達信號接受及處理的基礎技術

雷達技術得到推廣后，雷達的信號處理技術也在不斷發(fā)展，通過信號的處理能夠實現(xiàn)對物體間的距離，物體的角度，形狀以及運動物體的速度等性質進行探測。雷達信號處理技術有波形和干擾抑制技術，脈沖壓縮和信號相參積累技術，陣列信號處理技術，目標檢測技術，目標特征信息提取和識別技術，信號處理系統(tǒng)設計技術等。

（一）雷達信號處理的流程分析

雷達信號的處理的基本流程為：電磁波發(fā)射，電磁波信號反饋，現(xiàn)象體現(xiàn)，信號調節(jié)，信號成像，信號的自動檢測，信號跟蹤，信號目標的識別。其中信號調節(jié)部分可細分為接收機信號變換，電磁信號波的形成，電磁脈沖壓縮，電磁波的雜波清理（信號清晰化），多普勒處理。雷達信號處理時，根據(jù)實際情況的不同，會有不同類型的操作和信號提取，主要分為兩類。一類是單脈沖處理技術，就是對單一的電磁脈沖進行信號的處理工作，詳細操作有兩點，為脈沖壓縮和波形匹配。另一類是多脈沖處理技術，由于是針對多條電磁脈沖波進行技術處理，所以耗時較長，采用較多數(shù)學函數(shù)的計算方法，進行多普勒處理。信號調節(jié)和干擾抑制技術主要是針對數(shù)據(jù)的SIR進行處理，為后續(xù)信號數(shù)據(jù)的轉化，提供基礎。由于雷達接收信號時，會將各種電磁波信號全部接收下來，其中有著各種電磁波信號的干擾，這就需要對接收到的全部信號進行檢測，找到需要的信號段，進行下一步的相關處理，不過檢測技術無法達到完美，總是會有其他信號被檢測入內，對所需的信號產生強干擾。在進行信號處理之后便是數(shù)據(jù)處理，在信號處理之后，就可以得到目標電磁波信號段，然后就可以將信號數(shù)據(jù)化，得到所需的數(shù)據(jù)。

（二）雷達接收的信號組成

雷達接收信號時，由于自然間或者是其他人為的電磁波的干擾，使得接收到的信號是由多個信號疊加在一起的亂碼信號，然后進行上文提到過的信號處理工作。信號組成是很復雜的包含著各種雜波和目標波，我們需要針對目標信號的一些特異的性質進行區(qū)分。舉例來說，雷達發(fā)射一段窄帶帶寬信號后，調整幅度以增加信號的穩(wěn)定性，采用相位調制法對信號進行擴展處理，但是接收的時候，由于脈沖回波和相位調制法造成的后續(xù)影響導致電磁波發(fā)生變化。但是波的變化是有規(guī)律可循的，通過對時間延遲的掌控和幅度及函數(shù)的計算，可以對目標信號進行估算，當然計算是有誤差的，這也是不可避免的。

三、雷達所得數(shù)據(jù)的處理技術

雷達在信號處理之后，會進行數(shù)據(jù)處理，所謂數(shù)據(jù)處理，就是將目標信息轉化為可以直接利用的信息或者數(shù)據(jù)，它的實際操作流程包括雷達探測數(shù)據(jù)的形成、信息的挖掘處理、狀態(tài)的控制、多種方式顯示、按需分發(fā)等。進行雷達數(shù)據(jù)處理過程中，會運用到點跡形成和能聚技術，簡單說就是將多個目標點跡匯聚成一個點跡，然后進行相關的數(shù)據(jù)處理輸出，其主要技術目標是目標的方位等基本信息和幅度、多普勒頻率等物理學信息，按照一定的算法進行技術處理。幀間濾波技術是對雷達反饋的多幀圖像進行處理，其主要利用了目標波與雜波的性質區(qū)別，根據(jù)目標波的實際運動特征、位移的相對均勻性和目標點跡信息進行排除。機動目標跟蹤技術是在研究了目標的機動性特點后，處理各種機動性問題后，運用算法計算。相控陣雷達的波束調度和跟蹤技術通過對目標區(qū)域進行波束的調度進行更全面的掃描，而跟蹤處理是對雷達數(shù)據(jù)處理緊跟流程，反饋得到點跡數(shù)據(jù)時及時進行相關處理。多雷達點跡融合技術是通過計算機軟件對雷達點跡集中處理，精確率大大提升，且比人工增加了對點跡進行時間對齊、空間統(tǒng)一等功能。雷達信息顯示與控制一體化技術，通過對原始回波和處理后的回波的顯示，進行目標識別。

四、雷達技術的實際應用及發(fā)展

雷達技術大概在上個世紀末開始便在我國進行生活方面的應用，實際上雷達技術的應用幾乎涉及各個領域。雷達在歷史進程中不斷發(fā)展，不停進行工藝技術的革新。最早在19世紀中葉，被提出定義概念，進入到科學家的大腦中，漸漸發(fā)展，無線電波的產生，音頻的傳輸，直至第一次世界大戰(zhàn)，被作為德國軍事的數(shù)據(jù)傳輸手段進入軍事領域，并且雷達進入世界舞臺，為雷達技術的產生鑒定了基礎。再到第二次世界大戰(zhàn)，雷達技術得到完善，正式出現(xiàn)在戰(zhàn)場上，被廣泛使用，第一座軍事用雷達站也建立起來，甚至組成了雷達網絡，當時的雷達頻率是30兆赫，體現(xiàn)出雷達技術還是較落后。上世紀雷達技術進入二次發(fā)展時期，在學術界已經對雷達技術賦予新的相關學術定義，數(shù)學方面研究出了雷達技術計算的詳細體系構成，為雷達技術的發(fā)展進一步提速，為使其進入高潮階段鑒定了基調。到80年代，DBF技術得到推行，使雷達技術發(fā)展進入高潮期。但是雷達也具有其弊端，那就是能夠被其他信號干擾甚至阻斷，且這方面技術被研發(fā)出來后，很快發(fā)展，實現(xiàn)低成本制作，并且體型越來越迷你化，這就是干擾雷達。

雷達技術除了在軍事有著極廣泛的應用外，在民間應用也得到充分的發(fā)展。像是交通業(yè)的雷達測速，移動終端的遙感雷達以及航空航天中的飛行器的雷達信號控制，還有平時家里的電視機，收音機等也一定程度上運用了雷達技術。

五、結束語

雷達技術的發(fā)展歷程是很艱難的，從雷達技術的定義被提出到現(xiàn)在社會對雷達技術的廣泛應用，只用了不到200年。一個技術的產生到完善發(fā)展花費200年，200年與人類的科學歷史歷程相比較，只是很短的一瞬，在這極短的一瞬時間，就會產生對人類進步如此重要的技術，科學真的是一個非常神奇的領域。

【參考文獻】

[1]賁德， 張弓， 劉彥東. 雷達信號處理?？把訹J]. 數(shù)據(jù)采集與處理， 2014， 29（4）：483-485.

[2]郭甲龍. 基于DSP和FPGA的雷達信號處理實驗樣機的設計與實現(xiàn)[D]. 西安電子科技大學， 2014.

[3]王棟. 基于TI6678的雷達信號處理平臺設計研究[D]. 西安電子科技大學， 2015.

[4]曹流. 現(xiàn)代雷達信號處理的技術和發(fā)展趨勢[J]. 工程技術：文摘版， 2016（10）：00030-00030.

[5]劉賀. 線性調頻連續(xù)波雷達信號處理研究及數(shù)據(jù)分析[D]. 西南交通大學， 2016.