摘要：雷达和通信存在着共同性，这就为实现雷达和通信的一体化提供了基础，两者的硬件共享也是有可行性的。本周文主要对雷达与通信信号一体化测向技术进行了简要分析，以供参考。
关键词：雷达；通信信号；一体化
引言
现代战场环境越来越复杂，电磁环境也日益严峻，各种电磁辐射源，如通信、雷达、导航、电子战设备等覆盖的频谱越来越广，而且在有限的区域内往往密集开设着大量电子设备。因此，当前的简单的、独立的、各自为战的电子战设备已经不再适应日益复杂的战场环境。现代战场对电子侦察设备的要求是功能齐全、一体化、综合化，即可以对多类型辐射源展开侦察。因此，雷达与通信一体化侦察技术的研究便成为了必要。
1雷达与通信信号的基本特点
（1）频率范围。雷达和通信信号占用的电磁频段不同，一般情况下雷达信号比通信信号的频段要高。通信信号占据的频段一般包括 3-30MHz的高频段、30-300MHz的甚高频段和300-3000MHz的特高频段。除此之外，还有一些特殊的通信链路，比如潜艇通信中所用到的3-30kHz的甚低频段和30-300Hz的极低频段以及卫星通信中所用到的X波段等。但是一般来说，通信侦察系统所覆盖的频谱范围在2-2000MHz区间内。雷达的工作频谱范围就要宽很多了。一般来说，大多数雷达的工作频段范围在 0.5GHz-18GHz之间。某些远程监视雷达会工作在甚高频、特高频和L波段，中程雷达一般工作在S、C、X波段。从通信信号与雷达信号的频率覆盖范围可以看出，其虽然各自不同，但是覆盖范围却又各有重叠，因此在设计接收机时，可以同时兼顾雷达信号与通信信号，
（2）信号带宽。从带宽上来讲，通信信号与雷达信号也有不同。对于通信信号来说，其带宽一般比较窄，常见的通信电台的带宽一般只有 12.5kHz、25kHz以及 50kHz等，对于扩频通信信号来说，其带宽相对要宽一些，可以达到几MHz。对于雷达信号来说，带宽明显比通信信号要宽的多，一般都是MHz。而对于一些调频信号来说，带宽可以达到几百 MHZ 到1GHz。
（3）信号波形。雷达信号的基本波形主要有两种，一种是连续波，一种是脉冲调制波。脉冲调制波是最为常见的。而连续波则相对较少 通信信号的波形一般为连续波。对于某些特殊的通信信号，比如猝发通信信号等，会采用间断的波形。
（4）调制方式。雷达信号的调制方式主要包括LFM、Monotone、Barker02、Barker03 等。目的是为了更加准确的测量目标的方位、距离等参数以及提高抗干扰能力。通信信号的调制方式主要包括BPSK、QPSK、8PSK、2ASK、4ASK、2FSK、4FSK、8FSK、4QAM、8QAM 等。其目的除了抗干扰之外还有为了提高通信的传输效率。
2雷达与通信信号一体化测向技术分析
2.1一体化测向技术的基础
要想实现雷达和通信的有效结合，就必须对二者进行透彻研究，以此做为实现一体化的基础。一般情况下，大家认为通信信号和雷达信号具有完全不同的形式，然而事实上，随着技术的发展，雷达信号和通信信号相似程度变得越来越大。比如在频段上来说，现在有的通信系统已经在之前的雷达频段上工作，而现在有的雷达系统却在原来属于通信的频段上工作。之前典型的雷达信号是脉冲信号，而现在连续波雷达的出现也使得将其与通信信号进行区分变得更难。这给对两者的区分造成了很大的困难，然而这也成为两者进行一体化处理的重要推动力。二者在以下几个方面具有互通性：（1）雷达系统和通信系统的理论基础均涉及电磁场、数字信号处理、计算机技术等。数据融合、人工智能等一些新的技术也分别运用于两者。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此雷达与通信系统的一体化从理论上讲是完全可以实现的。（2）雷达系统和通信系统在原理上都以发射和接收电磁信号实现其功能。（3）雷达系统和通信系统整体结构相同，雷达系统是通过天线、发射、接收、信号处理，然后达到终端。而通信系统是通过接收机、天线以及信号发射器组成。（4）雷达系统和通信系统使用的频率及信号的调制特征有相似之处，两者之间的差异变得越来越小，未来必定会朝着一体化的方向发展。
2.2现阶段的一体化侦察技术
2.2.1一体化数字接收机技术。从上文的分析中可以看出，雷达信号的频率覆盖范围与通信信号的频率覆盖范围不同，却又相互重叠。因此为了同时覆盖通信信号和雷达信号的频段范围，我们需要宽带的一体化数字接收机。除此之外，雷达信号的带宽较宽且功率一般较高，通信信号的带宽较窄且功率一般较低。为了同时对宽带雷达信号和窄带通信信号进行接收，接收机需要有极高的动态范围和很宽的瞬时带宽。当今战场环境下辐射源密布，在同一战场区域内，可能同时分布有上百个雷达与通信辐射源，为了对所有这些辐射源进行侦察，我们需要有高截获概率的接收机对其进行接收。从以上叙述中可以看出，雷达与通信信号一体化接收机对于接收机的要求是大带宽、高瞬时带宽、大动态范围和高的截获概率，而满足这些条件的只有信道化接收机，信道化接收机利用滤波器组将频段划分为多个信道，带宽大、动态范围大且截获概率接近百分之百，为一体化接收系统的最佳接收机。
2.2.2一体化数字信号处理技术。雷达与通信信号一体化测向系统除了在接收机上满足两者的一体化接收外，在后端的信号处理上一体化处理也是十分重要的一个部分。雷达与通信信号的区分与分选是其中最重要的一个问题。从上文中可以看出，雷达与通信信号的频段不同、带宽不同、波形不同、调制方式更是多种多样，因此需要将其区分开来分别进行处理，然而随着雷达与通信技术的发展，这种区分变得越来越不易，比如雷达信号中的连续波雷达和通信信号中的猝发通信信号都对雷达与通信信号的区分造成了极大的困扰。
2.3一体化测向技术的优化设计
对于雷达和通信系统的一体化设计，不仅理论基础已具备，硬件资源也可共享。其中一种方案是雷达天线、发射机和接收机与通信硬件共享。雷达通信一体化系统是在原有雷达系统的基础上增加通信调制、解调设备，在发射端把通信信号调制到雷达信号上，用雷达天线、发射机和接收机完成收发功能，雷达系统与通信系统一体化是在接收端增加信号分离器，用多种信号算法分离并还原两种信号，通信信号分离出来进行解码和恢复即可获得通信信息；而对于雷达方，目标回波信号分离出来后，送至雷达信号处理分系统，进行相应的信号处理和数据处理，然后送至终端进行显示。雷达通信一体化系统既要有雷达的目标探测功能，又要有通信的信息传输功能，关键在于一体化信号设计和信号分离。（1）一体化信号要同时满足雷达和通信设备的要求。一体化信号调制方式的选择尤为重要，它不但会影响通信的性能，更可能会对雷达的探测性能产生影响。雷达信号选用 LFM 或二相编码都可与通信信号进行一体化设计而不影响雷达的探测性能。（2）信号分离是信息处理和识别的基础，在信号分析与处理中占有重要地位。目前，信号分离主要有乘法性信号分离和加法性信号分离两种。其中，对于加法性信号分离，已有众多成熟算法，如：ICA分离、LMS分离、谱分离、盲分离、自适应分离等。对于乘法性信号的分离，可采用同态滤波算法，先将乘法性信号转变为加法性信号，然后用已有的加法性信号分离方法实现雷达信号与通信信号的分离。
结束语
雷达与通信信号一体化测向技术的研究及应用不仅能节省资源，更能提高军队的作战实力。目前，国外已在该领域内取得了一些成果，国内虽然目前分别在通信对抗和雷达对抗方面各取得了突出的进展，但在两者一体化的研究上仍然处于起步阶段。
参考文献：
[1]黄鹤，雷达.通信一体化系统设计 [J].雷达科学与技术，2014（05）：460-464.
[2]胡飞，崔国龙，孔令讲.雷达通信一体化网络设计[J].雷达科学与技术，2014（05）：455-459.
论文作者:杨伟军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
标签：信号论文; 通信论文; 频段论文; 接收机论文; 测向论文; 带宽论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第17期论文;