徐逸豪 电子科技大学 格拉斯哥通讯3班 2017200603007
【摘要】现代雷达在国防、生产及生活中均具有非常重要的作用,雷达信号处理是现代雷达系统的核心内容之一,其直接影响着雷达系统的适用范围和工作性能等,但雷达的工作方式及工作地点,又决定了雷达信号处理需要面对各种不同的需要和复杂的工作环境。基于此,本文针对雷达信号处理过程的功能与内容进行了介绍，并对当前进行信号处理技术研究的发展趋势进行了介绍。
关键词：现代雷达；信号处理；发展趋势
引言： 自二战以来，雷达就广泛应用于地对空、空中搜索、空中拦截、敌我识别等领域，后又发展了脉冲多普勒信号处理、结合计算机的自动火控系统、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。随着科技的不断进步，雷达技术也在不断发展，现代雷达已经具备了多种功能，如反隐身、反干扰、反辐射、反低空突防等能力，尤其是在复杂的工作环境中提取目标信息的能力不断得到加强。例如，利用雷达系统中的信号处理技术对接收数据进行处理不仅可以实现高精度的目标定位与跟踪, 还能够在目标识别和目标成像、电子对抗、制导等功能方面进行拓展,实现综合业务的一体化。
一、雷达信号处理的主要功能
在雷达系统的工作过程中，信号处理系统的主要功能是借助调制以及编码等技术对信号进行处理，以提升信号的稳定性和可靠性，降低在信号传输过程中被识别和拦截的可能性，提升信号传输中抗干扰性能和抗衰弱性能，提升信号的识别概率。当前军事对抗中电子对抗是重要的组成部分，借助电子干扰等手段来影响敌方的雷达系统运行质量，降低其对于己方的探测是提升优势的有效手段。为了降低电子对抗对雷达系统的运行影响，在实际的信号处理中一般会使用合适的前端设备来对脉冲通信信号进行识别以及处理，保证信号信息的获取质量，保证后续的计划可以正常进行。
二、雷达信号处理工作的主要内容
雷达信号处理工作是雷达系统的重要组成部分，信号处理系统可以对信号中的杂波进行处理，获得正确的信息。在信号处理中，主要的内容包括正交采样、脉冲压缩、MTD以及恒虚警检测。正交采样是信号处理的第一步，这一步骤的进行质量直接影响后续工作的进行，技术人员需要根据实际需求来对正交采样中的速度以及数据精度进行控制，将失真控制在一定的范围之内才能保证信号处理质量，避免对后续的处理步骤造成影响。在现代的雷达系统中，脉冲压缩技术得到了较为广泛的使用，脉冲压缩类的雷达具备高分辨率和较高的检测能力，具备优秀的抗干扰性能，有效的提升了雷达运行中的性能。雷达的功能要求其应当具备抑制杂波的功能，借助对滤波器结构的优化设计，技术人员可以实现对目标信号以及杂波的分离处理，完成对信号的处理。
三、信号处理的主要研究
1、雷达目标的识别分类
雷达系统的主要功能是对目标进行发现，并在探测中对目标的移动情况和位置进行确认和记录，以方便后续的反应。针对火力控制系统或是指挥系统，雷达系统还可以完成对目标性质的确认。目标识别功能是指雷达系统可以对目标运行中的类型进行识别和判断，满足指挥部门对信号的需求。雷达目标的识别分类功能主要是借助信号处理系统来完成的，主要的处理方法包括目标回波串以及高分辨率的图像识别等几类。
2、雷达抗电子干扰技术
现代的战争中为了降低雷达对己方行动的干扰，在行动过程中常会借助电子干扰等手段来降低雷达的探测性能，甚至影响雷达的正常功能。电子干扰在这个过程中对雷达的影响较大，且在雷达的正常运行中难以进行解决。现代雷达尽管具有抗电子干扰功能，但是，干扰并未得到根除。因此，当前的技术人员开始进行无源雷达的研究，无源雷达的探测范围更大、隐蔽性更强、信息的准确性更强，且无源雷达不辐射电磁波，受到电子干扰的可能性更低，是当前雷达研究的主要发展方向。
3、信号检测和视频信号积累
在早期的雷达研究中，雷达的主要功能是对目标的位置进行确认，因此对于信号的精确度和信号处理技术没有太高的要求。随着雷达技术的发展以及雷达功能的不断完善，当前的使用中对雷达的性能和信号处理能力有了更高的要求，当前的雷达发展中要求雷达具有在噪音背景之下发现目标、抗干扰以及目标识别能力。在现代雷达信号处理技术的研究中，恒虚警技术在信号处理中有着重要的作用，雷达的运行过程中，干扰情况是不可避免的，常见的几种干扰问题包括设备内部干扰、外部环境的干扰等类型，在干扰信号强度较高时技术人员需要保证信号传输中的信噪比，引入恒虚警处理设备，保证信号检测中的概率一致，避免信号检测能力的下降，保证雷达在强干扰环境之下进行运行。在雷达的运行中，视频信号的几类可以提升雷达目标发现和识别能力，因此是当前雷达研究中的重要组成部分。
4、雷达脉冲压缩技术
在雷达的运行中，其识别目标和获得信息的主要原理是对回波的信号进行合理的处理，进而获取信号中的有用信息，在这个过程中要想提升信息获取质量，对信号的波形进行优化设计是非常重要的。不同的信号波形会直接影响雷达的信号发生形式、信号处理形式以及运行中的抗干扰能力。在现代雷达的发展中，技术人员为了提升发射机的功率一般会选择时宽较宽的脉冲。在未来的雷达研究中使用雷达脉冲压缩技术可以提升雷达运行中的作用距离以及信息获取精度，提升雷达的分辨率。同时，借助脉冲压缩技术，雷达在运行中可以降低互相干扰问题的出现概率，是未来雷达研究中的重要技术。
四、雷达信号处理的发展趋势
雷达信号理论形成于20世纪40～50年代。Wiener1942年建立了最佳线性滤波和预测理论，North1943年提出了匹配滤波器理论，Urkowitz把匹配滤波器理论推广到色噪声场合，建立了“白化滤波器”和“逆滤波器”的概念。从此，人们对雷达信号形式及处理的认识上升到了一个新的高度，极大地推动了雷达技术理论的发展。进入90年代后，随着反辐射武器的发展，在雷达技术的发展和进步的同时，现代雷达所面临的挑战也严峻起来。现代雷达信号处理的发展趋势主要是以下几个方面。
1、推广数字化技术
自从20世纪70年代数字技术进入雷达信号处理领域以来，雷达信号处理呈现出蓬勃发展的趋势。70年代以前，雷达信号处理技术主要采用模拟电路，这严重制约了信号处理的发展。例如，在雷达信号处理理论方面，“匹配滤波理论”，“傅里叶变换算法”早就提出，但在当时来说实现起来非常困难。就是现对简单的“一次对消”和“二次对消”等动目标显示技术在实现上也只能采用水银延迟线和固体延迟线等，既笨重，性能也差。随着数字技术的进展，这些理论和算法迅速在雷达信号处理系统中得到推广应用，数字技术也得到了雷达技术人员的认同。信号处理技术实现手段的强化，大大促进了信号处理技术的迅速发展，使现代雷达信号处理系统向着数字化、软件化、模块化的方向迅速发展，应用范围也越来越广。
2、雷达信号处理的多功能应用
雷达信号处理的领域非常广泛，可以设计气象、导弹制导、空间卫星、航空领域等。自从20世纪40年代初期，人们就已开始使用雷达进行气象观测和大气物理探测的研究，经过多年的发展，气象雷达成为雷达领域的一个重要组成部分；现代战场上，雷达已经成为各类军事武器装备的重要组成部分。根据雷达应用的技术的不同，可以将雷达分为脉冲多普勒雷达、相控阵雷达和合成孔径雷达等，各种性能的雷达根据其性能被应用到各个领域。
3、雷达信号处理算法的发展
雷达信号处理向多功能方向的发展对信号处理理论的发展提出了新的需求，而雷达信号处理数字化技术的进展又为各种信号处理理论在雷达信号处理中的应用提供了可能，所以雷达信号处理的算法发展很快。自适应信号处理算法20世纪中叶，美国的B.Widrow和M.hoff提出了最小均方自适应算法；70年代，自适应动目标显示（AMTI）开始应用于雷达；80年代出现了自适应波束形成算法；现在自适应信号处理已在雷达中得到了比较广泛的应用，如自适应杂波对消、自适应干扰抑制、自适应频率控制、自适应波形捷变、二维或多维自适应处理等。新的信号处理理论逐步进入雷达信号处理领域 在雷达目标识别中，子波形分析、模糊理论、神经网络、分形算法和遗传算法已经被越来越广发地应用，以数据信息挖掘为代表的人工智能技术正在引入。在SAR图像处理中，各种图像处理算法也被全面应用来解决有关问题
随着现代技术的发展和革新，雷达系统中的信号处理技术的完善程度不断提升，应用领域得到了极大的扩展，在实际研究中，技术人员要对雷达信息处理系统进行不断的完善，保证雷达的正常功能和抗干扰能力，更好的在各个领域中进行使用。
参考文献
赵晨光 现代雷达信号处理及其发展趋势探讨[J].电子技术与软件工程,2014,4(8):21-23.
熊孝华 杨安会 现代雷达信号处理及发展趋势研究[J].中国高新技术企业 ，2011（13）：23-24
徐金华 百度文库 现代雷达信号处理技术及发展趋势.