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[摘 要]随着时代的不断发展，雷达信号处理也变得更加复杂，处理系统的功能也变得更加多样化，处理系统不再只包括波形产生、滤波等简单功能，为了适应现代雷达目标的检测，还增加了其他功能。基于此，主要探讨基于非相参积累方法的现代雷达信号处理方法，旨在提高现代雷达的信号处理能力。
[关键词]非相参；积累；雷达信号处理
中图分类号：TN957.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0165-01
于现代雷达目标本身发生了巨大的改变，很多体积、质量更小的雷达目标出现，再加上雷达探测的环境也变得更加复杂，传统信号处理手段已不能满足现代探测的需求。雷达的常规目标包括海面的大型船只和低空中飞行的飞机，而现代雷达探测目标还包括隐形船只、超高速飞机和超低空无人飞机等高威胁度的目标。除雷达目标本身发生改变外，其所处的环境也变得更加不适合探测，因此，现代雷达信号处理面临新的挑战。
一、现代雷达信号处理面对的挑战
1.1 超高速和超远程
现代的雷达探测目标中，包括空中飞行器和弹道导弹在内，飞行速度可以达到 5～25M，也就是说在一瞬间就能穿越雷达空间的波速和探测单元。传统雷达信号处理系统在原理以及使用上都过于简单，其具备的性能也过于简单，由于现代
雷达目标本身在不断发生变化，探测的环境也变得更加复杂，所以传统雷达目标探测已不能满足现代的需求。现代雷达目标的飞行速度非常快，雷达在探测的过程中也处于运动状态，因此，和雷达目标之间就产生了一个很大的相对速度，这个相对速度会对雷达的探测结果造成极大影响。现代目标雷达除超高速外，还可以在距离地面非常高的范围内高速自由穿梭，且可以在极远的距离就发起快速攻击。由于现代雷达目标可以高度飞行，可以对距离较远的雷达进行攻击，雷达为了避免受到目标的攻击，要求其具有超远程的探测性能。
1.2 高机动和低
ROS现代雷达的探测目标与传统雷达目标相比发生了巨大改变，除自身特性的改变使其不容易被雷达探测出外，它在空中的轨道也发生了巨大改变，很多飞行器可以在临近空间飞行，增加了雷达探测的难度，再加上包括飞行器在内的高速飞行的探测目标可以通过各种各样的方式随时改变自身飞行痕迹，从而避免被雷达探测，使雷达探测变得更加困难。此外，现代探测目标中的隐形飞机、舰船以及导弹等相继出现，传统雷达探测已不能准确探测出隐形雷达目标及高度运行的导弹。和传统雷达目标相比，隐形飞机等探测目标的反射截面积（ROS）也大大降低，目标的反射截面积和雷达的探测性能是成正比例的，因此，雷达的探测性能也大大降低，严重影响雷达对隐形目标的探测效果。
1.3 强杂波
雷达的探测是通过追踪目标的回波实现的，如果探测环境中存在多种较强的杂波，会对雷达探测造成严重影响。随着各种电子产品的出现，现代雷达面临着多种杂波环境的挑战，首先是高海情杂波背景中海面微弱目标的探测。雷达在探测过程中，电离层杂波会干扰雷达对目标的探测。而随着升空雷达运动平台的出现，雷达在探测低空目标和海面目标的过程中，也会受到各种地物杂波的影响，从而影响雷达对目标的探测。
1.4 电磁环境的复杂性
随着科学技术的不断发展，各种电子产品出现在人们的生活中，智能化电子产品的出现使人们的生存环境充满了各种电磁波的干扰，使雷达探测的目标环境变得越来越复杂。而电磁环境的复杂性使原本就比较难探测的目标变得更加难测，传统雷达探测已不能从复杂的电磁环境中准确地找出目标，所以需要对雷达探测提出更高的要求。高速、超远程和高机动是现代探测目标的特点，再加上有源干扰和强地物杂波广泛分布，使现代雷达探测的探测环境变得更加严峻。传统思路中常常采用增大天线孔径、提高发射功率和采用优选的发射频率等手段来优化雷达系统的参数，虽然有效，但能力却非常有限，不仅大大增加了系统成本，同时还带来了抗干扰能力低等问题。
二、非相参积累的雷达信号处理理论和方法
如何通过不改变雷达基本参数、深入挖掘雷达信号处理潜能来提高雷达的探测性能，一般认为有三种方法。虽然使雷达探测变得困难的因素有很多，但从信号处理方面来看，如何在雷达目标和探测环境改变下进行有效探测，可以归结为如何在极低 SNR 条件下实现微弱目标的有效探测，因此，提高目标的回空波时，积累水平和采样数目是提高雷达系统的重要手段。信号积累包括相参积累和非相参积累。相参积累就是增加 SNR 增益线性的过程，而非参相积累不补偿起伏相位，是对噪声污染进行采样求模。与参相积累相比，非相参积累对目标和系统的相参性要求都较低，实用性更强，所以应用比较广泛。但是，当目标初始的 SNR 太低时，非相参积累增益接近于零，这样也是没有意义的，限制了低 SNR 场合中非相参积累方法的应用。此外，积累是选择长时间的积累还是短时间积累、是级联处理还是联合处理等的抉择也是一个重要问题。通过增加雷达目标照射时间来增强雷达目标的探测性能，是一种有效的方法，新体制雷达和常规雷达均可通过增加雷达目标照射时间来增加雷达目标观测时间，从而提高雷达探测性能，因此，一般选择长时间积累来提高雷达的探测性能，但长时间照射也容易造成运动目标回波积累困难，而多维联合处理可以对长时间积累造成的问题提出有效的解决措施，是一种新的解决思路，将多维度的目标回波和变换域的联合处理可以有效避免信号的跨越效应，从而为雷达信号的处理性能提供坚实的基础。
三、结束语
随着雷达目标的多样化和探测环境的日益复杂，充分利用雷达非相参积累方法，通过检测、跟踪、识别来实现新体制雷达的探测目的，通过空域、时频以及频域信号建模，实现运动目标回波能量的有效积累，从而实现雷达对超高速、超远程、高机动和低 ROS 的目标探测。
参考文献
[1]江莉.线性调频类LPI雷达信号参数估计算法研究[D].西安电子科技大学，2016.
[2]杨杰.MIMO雷达阵列设计及稀疏稳健信号处理算法研究[D].西安电子科技大学，2016.
[3]窦林涛，程健庆，李素民.基于matlab的雷達信号处理仿真[J].指挥控制与仿真，2006，4（28）：130-152.
[4]李滔.时频分析在雷达信号多参数估计中的应用研究[D].西安电子科技大学，2004.
[关键词]非相参；积累；雷达信号处理
中图分类号：TN957.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0165-01
于现代雷达目标本身发生了巨大的改变，很多体积、质量更小的雷达目标出现，再加上雷达探测的环境也变得更加复杂，传统信号处理手段已不能满足现代探测的需求。雷达的常规目标包括海面的大型船只和低空中飞行的飞机，而现代雷达探测目标还包括隐形船只、超高速飞机和超低空无人飞机等高威胁度的目标。除雷达目标本身发生改变外，其所处的环境也变得更加不适合探测，因此，现代雷达信号处理面临新的挑战。
一、现代雷达信号处理面对的挑战
1.1 超高速和超远程
现代的雷达探测目标中，包括空中飞行器和弹道导弹在内，飞行速度可以达到 5～25M，也就是说在一瞬间就能穿越雷达空间的波速和探测单元。传统雷达信号处理系统在原理以及使用上都过于简单，其具备的性能也过于简单，由于现代
雷达目标本身在不断发生变化，探测的环境也变得更加复杂，所以传统雷达目标探测已不能满足现代的需求。现代雷达目标的飞行速度非常快，雷达在探测的过程中也处于运动状态，因此，和雷达目标之间就产生了一个很大的相对速度，这个相对速度会对雷达的探测结果造成极大影响。现代目标雷达除超高速外，还可以在距离地面非常高的范围内高速自由穿梭，且可以在极远的距离就发起快速攻击。由于现代雷达目标可以高度飞行，可以对距离较远的雷达进行攻击，雷达为了避免受到目标的攻击，要求其具有超远程的探测性能。
1.2 高机动和低
ROS现代雷达的探测目标与传统雷达目标相比发生了巨大改变，除自身特性的改变使其不容易被雷达探测出外，它在空中的轨道也发生了巨大改变，很多飞行器可以在临近空间飞行，增加了雷达探测的难度，再加上包括飞行器在内的高速飞行的探测目标可以通过各种各样的方式随时改变自身飞行痕迹，从而避免被雷达探测，使雷达探测变得更加困难。此外，现代探测目标中的隐形飞机、舰船以及导弹等相继出现，传统雷达探测已不能准确探测出隐形雷达目标及高度运行的导弹。和传统雷达目标相比，隐形飞机等探测目标的反射截面积（ROS）也大大降低，目标的反射截面积和雷达的探测性能是成正比例的，因此，雷达的探测性能也大大降低，严重影响雷达对隐形目标的探测效果。
1.3 强杂波
雷达的探测是通过追踪目标的回波实现的，如果探测环境中存在多种较强的杂波，会对雷达探测造成严重影响。随着各种电子产品的出现，现代雷达面临着多种杂波环境的挑战，首先是高海情杂波背景中海面微弱目标的探测。雷达在探测过程中，电离层杂波会干扰雷达对目标的探测。而随着升空雷达运动平台的出现，雷达在探测低空目标和海面目标的过程中，也会受到各种地物杂波的影响，从而影响雷达对目标的探测。
1.4 电磁环境的复杂性
随着科学技术的不断发展，各种电子产品出现在人们的生活中，智能化电子产品的出现使人们的生存环境充满了各种电磁波的干扰，使雷达探测的目标环境变得越来越复杂。而电磁环境的复杂性使原本就比较难探测的目标变得更加难测，传统雷达探测已不能从复杂的电磁环境中准确地找出目标，所以需要对雷达探测提出更高的要求。高速、超远程和高机动是现代探测目标的特点，再加上有源干扰和强地物杂波广泛分布，使现代雷达探测的探测环境变得更加严峻。传统思路中常常采用增大天线孔径、提高发射功率和采用优选的发射频率等手段来优化雷达系统的参数，虽然有效，但能力却非常有限，不仅大大增加了系统成本，同时还带来了抗干扰能力低等问题。
二、非相参积累的雷达信号处理理论和方法
如何通过不改变雷达基本参数、深入挖掘雷达信号处理潜能来提高雷达的探测性能，一般认为有三种方法。虽然使雷达探测变得困难的因素有很多，但从信号处理方面来看，如何在雷达目标和探测环境改变下进行有效探测，可以归结为如何在极低 SNR 条件下实现微弱目标的有效探测，因此，提高目标的回空波时，积累水平和采样数目是提高雷达系统的重要手段。信号积累包括相参积累和非相参积累。相参积累就是增加 SNR 增益线性的过程，而非参相积累不补偿起伏相位，是对噪声污染进行采样求模。与参相积累相比，非相参积累对目标和系统的相参性要求都较低，实用性更强，所以应用比较广泛。但是，当目标初始的 SNR 太低时，非相参积累增益接近于零，这样也是没有意义的，限制了低 SNR 场合中非相参积累方法的应用。此外，积累是选择长时间的积累还是短时间积累、是级联处理还是联合处理等的抉择也是一个重要问题。通过增加雷达目标照射时间来增强雷达目标的探测性能，是一种有效的方法，新体制雷达和常规雷达均可通过增加雷达目标照射时间来增加雷达目标观测时间，从而提高雷达探测性能，因此，一般选择长时间积累来提高雷达的探测性能，但长时间照射也容易造成运动目标回波积累困难，而多维联合处理可以对长时间积累造成的问题提出有效的解决措施，是一种新的解决思路，将多维度的目标回波和变换域的联合处理可以有效避免信号的跨越效应，从而为雷达信号的处理性能提供坚实的基础。
三、结束语
随着雷达目标的多样化和探测环境的日益复杂，充分利用雷达非相参积累方法，通过检测、跟踪、识别来实现新体制雷达的探测目的，通过空域、时频以及频域信号建模，实现运动目标回波能量的有效积累，从而实现雷达对超高速、超远程、高机动和低 ROS 的目标探测。
参考文献
[1]江莉.线性调频类LPI雷达信号参数估计算法研究[D].西安电子科技大学，2016.
[2]杨杰.MIMO雷达阵列设计及稀疏稳健信号处理算法研究[D].西安电子科技大学，2016.
[3]窦林涛，程健庆，李素民.基于matlab的雷達信号处理仿真[J].指挥控制与仿真，2006，4（28）：130-152.
[4]李滔.时频分析在雷达信号多参数估计中的应用研究[D].西安电子科技大学，2004.