浅谈通信信号对雷达信号干扰的分析
马跃
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马跃,. 浅谈通信信号对雷达信号干扰的分析[J]. 信号处理与图像分析,2021.4. DOI:10.12721/ccn.2021.157029.
摘要: 随着我国通信技术的不断发展,通信信号给雷达信号带来的影响也越发巨大。减少和消除通信信号对雷达信号的消除,成为当前一个关键重要的问题,对于相关行业的发展和社会生产生活有着重要的意义价值。
关键词: 通信信号;雷达信号;干扰分析
DOI:10.12721/ccn.2021.157029
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引言:现代通信的快速发展和广泛应用,对于社会生活生产都有着相当大的帮助,我国的信号基站设备仪器也愈来愈多。但是随着通信系统基站数量的增加和使用频率的上升,通信信号基站对于雷达信号的影响程度也在逐渐的加深。目前我国应用的通信技术仍然是以采用一种属于连续性的波调制中的正弦信号为主要载波,并在同一频率下,会对雷达信号的发送产生干扰,进而影响到雷达站工作的开展。

1.通信信号对雷达信号干扰分析

通信信号对雷达信号的干扰,是有分析方法的,目前主流分析方法主要分为特征子空间投影法和最小二乘法等两种。其中,对特征子空间投影法的分析,是在充分利用特征子空间的特性基础上,开展降维和增强稳健性分析,并完善其在波束形成与利用、DOA估计以及超分辨率处理等角度的分析,加强对干扰信号的消除效果,尤其是位于基站密集区域的消除利用。在具体应用中,需要通过减少输入带干扰的方法,不断提高对通信信号传输信息数量的掌握程度,从而在选择合适的大特征值基础上,弥补由于实际操作中选取特征值数量不足的效果,减少对信号消除的影响效果;如果一旦选择过多的特征值数量,就会将信号中的必要信号进行消除,因此需要选择合适的合理的特征值。进行信号对消,从而消除相关的干扰信号。同时,对于加强信号功率与输入干扰的相关分析,则需要了解输入干扰功率与特征值之间的正比关系;输入干扰功率的增加会间接导致前特征值与后特征值差值增加,确定感染子空间的维度的难度就会降低,从而产生更加良好的干扰抑制效果。

2.雷达通信一体化系统设计思路

不管是雷达系统,还是通信系统,在运行原理上都能实现电磁波信号的发射或者接收。爱系统结构上,两者之间呈现出重叠状态,例如,天线、发射器等。在频率上,通信系统只能在雷达范畴内接收相应信号,而远程雷达则可以根据通信范畴进行信号接收。在信号特征上,不具有显著性,当前广泛应用的频率复用技术让现代雷达与通信信号之间有着一定相似性。即便雷达和信号两者间有着诸多差异,但是其在工作原理以及系统结构上存在一定相似性,因此在雷达系统设计过程中,通过把通信技术应用其中,利用雷达天线或者接收机实现信号的发射或者接收,也可以在软件无线电技术的作用下,将雷达和通信信号进行整合,从而达到雷达通信一体化效果[1]。在虚线框中,雷达系统中含有大量的硬件资源,虚线外则包含一些能够改善通信功能的内容,雷达系统发射机也可以作为通信发射机,雷达天线则可以当做通信发射和接收天线,雷达接收机拥有接收一体化信号的功能。通过在雷达通信一体化系统中安装信号分离器,能够把雷达目标回波信号与通信信号充分分离,只有将信号传递到对应处理器中,实现信号处理。在此过程中,不管是雷达中发射机,还是接收机,都可以和通信系统实现信息传递和共享,发射的信号也就是雷达通信一体化信号,其中不但包含探测目标功能,也具有通信功能。针对通信接受设备来说,通过在接收机中安装一个软件无线电设备,能够把通信信号从中分离,实现通信信号的解读和处理。

3.通信信号对雷达信号干扰消除方法

我国通信信号的强度不断提升,雷达信号受其影响,工作质量降低,一般而言,通信信号带较窄,被称之为窄带干扰。在减少和消除通信信号对雷达信号干扰的工作过程中,需要根据和依照雷达信号工作的实际环境、频率信号灯,在信号理论的基础上进行选择,选择高精度远距离作用性能的调频信号。同时,还需要制定相应的信号干扰处理方案措施,进行信号干扰的处理工作。调频信号在被脉冲压缩后,可以提高信号的速度分辨率和距离分辨率之间的矛盾,因此,可以依据此在雷达工作系统中设置信号脉压系统,形成信号过滤系统,使雷达在工作中无法接收通信信号,只能与所需信号进行发射和接收工作,从而减少和消除通信信号对雷达信号的干扰。

4.雷达通信一体化共享信号技术

4.1 OFDM共享信号波形技术

在雷达通信一体化共享信号技术设计过程中,通过采取OFDM技术,能够有效拓展信号带宽,并且还能提高雷达分辨效率[2]。对于OFDM雷达信号来说,在加载信号过程中,通过保证目标探测和数据通信一同进行,在接收端位置降低通信信号波形带来的影响,给雷达及时完成探测工作提供安全的环境,这样不但能够有效提升雷达信号处理效率,同时也能保证通信运行速度。在雷达接受回波的情况下,利用OFDM进行解调处理,这样能够及时获取接收数据信号。OFDM作为一种现代化高速数据通信技术,将其应用到雷达通信一体化信号共享技术中,能够给雷达通信一体化发展提供良好条件[3]。将射频载波与一体化信号回波混频处理,可以得到基带信号,再对所得信号进行A/D采样后,与发射数据相除或相乘,最后通过IFFr得出距离像。以调制符号为基础的信号处理,需将频域乘发射数据与发射数据相除处理,如果所对应的发射数据属于相位调制,那么最终处理结果就是等价的,若所对应的发射数据属于正交振幅调制,那么处理结果存在区别。由于线性滤波器为匹配滤波器,因此以调制符号为基础会对能量造成一定程度的损失,降低因为调制符号的随机性而引起的距离旁瓣现象。

4.2一体化微波前端技术

从一体化侦察系统角度来说,其在一体化接收前端要求上比较严格。因为一席话系统要求对雷达信号以及通信信号实现统一侦查处理,要想及时获取信息目标,不但需要一体化微博前端具有一定瞬时工作功能,同时还要满足射频前端运行要求,能够快速完成瞬时动态工作。在此过程中,包含的重要技术中有低噪音技术、大动态射频信道技术、低相位噪声本振技术。因为接收机无法同时在相同频率内实现信号接收,要想避免重要信号丢失,需要在接收机本振技术作用快速完成信号接收工作,并且保证接收机精度满足本振频率要求,在允许以后实现动态信号的接受,提高本振信号接收精度[4]。所以,在一体化前端设计中,需要保证本振技术具有精度高、反应快等特点。本振技术对于雷达通信一体化系统有着重要作用,但目前为止,该技术并不具备精度高、调谐速度快以及低相位噪声等能力,所以有关部门需加大技术研发力度,实现技术突破。

结束语

综上所述,雷达通信一体化作为今后雷达技术主要发展形式,在通信上,雷达作为一个独立无线通信系统,多个雷达在形成一个同一网络的环境下才能发挥其应有价值。为了能够达到雷达、通信信号的一体化共享目标,除了要结合雷达、通信技术要求外,还要根据实际情况,采取不同的关键技术,如多载波Chirp共享信号技术、一体化微波前端技术、一体化数宇接收机技术等。一体化综合电子技术是今后我国电子技术发展主要趋势,更是未来战争环境下需要积极探索的方向。

参考文献

[1]肖博,霍凯,刘永祥.雷达通信一体化研究现状与发展趋势[J].电子与信息学报,2019,41(03):739-750.

[2]蒋永卫,李金国.民用通信对雷达的干扰[J].信息系统工程,2015,(8):16.

[3]曾瑞琪,刘方正,姜秋喜.雷达通信一体化的六种主要技术体制[J】.现代雷达,2019,4l(02):10—14+30.

[4]杨建宇.雷达技术发展规律和宏观趋势分析[J].雷达学报,2012,1(1):19-27.

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