雷達信號分選
正文
從隨機交錯的信號流中分離出各單部雷達信號的處理過程。分選的實質就是對隨機信號流進行去交錯的過程。在高密度信號環境下工作的現代雷達偵察設備必須具備信號分選的功能。早期的雷達偵察設備所面臨的環境簡單:雷達數量不多,工作時間較長,信號形式簡單,信號參數不變或只是緩慢變化。因此,偵察設備所要處理的典型信號環境是單部雷達逐次照射而形成的周期性脈衝群(圖1a)。對這樣的雷達信號流,由於不是多部雷達交錯,而不存在分選問題,並且即使採用人工操作,使用模擬的信號分析設備也可測得雷達信號的參數,如脈衝寬度τ、脈衝重複頻率Fr、天線照射時間ta、天線掃描周期Ta和脈衝波形等。根據這些信號參數,便可對雷達屬性和威脅程度進行識別。

分選原理 利用信號自身具有的相關性實現信號分選。在隨機交錯的脈衝流中,同一雷達信號各個脈衝之間具有相關性,如具有相同的脈衝寬度、相同的重複周期、相同的載頻、來自相同的方向等。不同雷達信號的信號參數必然存在著差異。利用同一雷達信號的這種相關性和不同雷達信號的差異性,便可將每部雷達的脈衝列及其參數從隨機交錯的信號流中分選出來。一旦分選出各雷達信號的參數,就可以對雷達信號進行分析和識別。
信號參數中可用於分選信號的參數稱為信號分選參數。信號參數是很多的,但可用作信號分選的參數主要有:脈衝重複周期或重複頻率、脈衝寬度τ、載頻f、信號的到達方向θ及信號的幅度(A)。信號的其他參數,如脈衝寬度的跳變、脈衝幅度的變化規律、脈衝重複頻率的跳變數和跳變規律、載頻的跳變數和跳變規律等,對於信號識別是非常重要的,但通常不用作分選參數。
在信號分選過程中,參與分選的信號參數越多,則分選功能越強,更能適應密集信號環境,對複雜信號進行分選。但是,實現多參數分選,需要偵察系統具有瞬時測量這些參數的能力,如瞬時測量脈衝到達時間、脈衝寬度、脈衝幅度,瞬時測頻和測向等。此外,偵察系統還應具有對所測數據進行實時處理的能力。
脈衝重複頻率是最早用於信號分選的單個參數。因為對於低密度的信號環境利用脈衝等間隔地重複出現這一特性,易於從交錯信號流中分離出單部雷達的脈衝列。但僅用脈衝重複頻率進行單參數分選時,只能適應信號密度不高的環境,而且只能分選重複頻率不變的信號。如要對重複頻率變化的信號或大量交錯的信號進行分選,就需要藉助其他信號參數才可完成。
在參數分選中,脈寬和方向是十分有用的分選參數,一般可認為是不變化的。當密集的信號流中有多個重複頻率變化和載頻捷變的信號時,就需藉助於脈寬τ和方向θ這兩個參數才可完成分選任務。用精確的到達方向θ作為密集信號的預分選參數,是解決各類頻率捷變、重複頻率捷變和脈寬變化的信號分選時的可靠途徑。

分選技術 信號分選技術有硬體分選和軟體分選兩類。硬體分選是利用邏輯電路進行信號分選,具有處理速度快和實時性好等優點,一般用於預分選。軟體分選主要是用計算機對到達時間進行相關運算。先將脈衝重複周期固定不變的雷達信號取出來;然後,根據其他參數的相關性取出脈衝重複周期跳變或抖動的雷達信號,也可取出載頻捷變等複雜雷達信號。

上述分選方法有較強的分選功能,但實時分選信號的能力受計算機速度的限制。對高密度信號進行分選,常在預分選之前插入一個剃除器,把已分選過的信號參數存在剃除器中,信號流的脈衝逐個與存儲的信號參數進行高速比較,凡是參數相同的脈衝均被剃除,使進入分選的數據率降低到預分選和計算機能夠適應的範圍。