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摘 要: 在当前普遍的机载系统中,雷达设备和通信设备往往被设计为独立的两个系统,前者起到探测、定位和目标引导的作用,后者则主要实现数据传输功能。随着作战平台上装载的探测器和电子战设备的日益多元化,传统的单一雷达系统和单一通信体系已经难以满足现代军事的需求,有必要对雷达系统和通信体系进行一体化系统设计,从而提升作战平台的机动能力和作战能力。笔者首先以两个系统的资源重叠性和工作原理相似性作为切入点,分析了雷达通信一体化系统建设的可行性,并对实现雷达通信一体化的优势进行了细致剖析,最后提出了雷达通信一体化系统设计的构建思路。
关键词: 雷达通信一体化;综合射频系统;系统设计
当今社会,时代的主题仍然是和平与发展,然而正如《孙子兵法》所说,“兵者,国之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。”军备力量的发展是国家长治久安的重要保障力量。并且,随着通信技术、电子信息技术、物联网技术等的快速发展,现代战场中作战平台的性能和生存能力面临着日益严峻的挑战,在平台中引入的电子战设备也逐渐增多,主要包括雷达、通信、干扰机等。这些设备的增加不仅占用了大量的空间资源,加大了能源的消耗,也对平台的机动能力和作战效率带来了负面影响。通过雷达通信系统的一体化设计,不仅有益于作战平台上电子设备的实际调配和系统资源配置,而且有助于实现作战设备的通用化和多功能化,对于提升我国电子战设备的整体作战效能、可靠性、可维护性等,具有积极的作用。
1.雷达通信一体化系统设计的可行性
1.1雷达系统与通信系统的作用原理相似性
雷达系统与通信系统在作用原理上的相似性主要体现在如下两个方面:
第一,雷达系统与通信系统运用的理论知识存在交叉性,无论是信号的发送与接收处理理论、电路传送理论还是信息技术理论,雷达系统与通信系统所应用的理论都是相通的,二者具有结合的可行性。
第二,在信息传输原理上,雷达系统与通信系统也存在相似之处。无论是雷达系统还是通信系统,数据信息的传递都是以电磁场发射电磁波的形式完成的,在硬件上都具有发射机、发射系统、接收系统和处理器等几个主要构成部分。
1.2雷达系统与通信系统的功能互补性
当前,在大多数机载作战平台中,雷达的探测功能与通信功能都是采取分时机制的,即在进行通讯时,雷达的探测功能会暂时关闭,这大大增加了敌方躲避雷达探测的风险。雷达数据的传输需要经过录取设备录取后,以电磁波的形式传输至地面情报中心。而当前的通信系统受到功率和数据链的限制,难以实现长距离通信,并且存在着传递速度慢、保密性不强、存在误报风险等问题。当前,雷达通信一体化已经成为了多功能综合射频系统的一个重要研究和发展方向,通过将两套割裂的系统集成起来,实现在雷达进行探测、定位和目标引导的同事,实时进行通信传输,对于克服当前作战系统缺陷、提升系统作战效能具有重要意义。
2.实现雷达通信一体化的优势
通信用雷达需要良好的性能指标,在性能利用方面需要大力挖掘。例如,雷达的高信号功率和在接收方面的灵敏度优势,可被利用于通信信号传播距离增加的领域;同时,利用雷达的定向发射优势,可以抵抗外部干扰,提升通信过程的保密性。
2.1提升传输精准性
雷达装备与通信工程的紧密结合,能够提升战场通信的速度和精准度。现代战役已经成为科技的较量,在以网络为中心的战争背景下,能够及时准确的把相关信息经处理后传输给各个单元,使各单元形成清晰联通的通信网络,为战争争取有利的关键节点,提供强大的技术支撑。
2.2利用雷达系统与通信系统兼容性,提高传输速率
雷达通信一体化能够充分利用二者的兼容性,提供设备共用机制,最大限度的提升传输速率,量级可达到Mbitls,而且具有更强的保密性能,在传输距离和传输容量上都有更大的优势。随着战争对信息化、数据化的需求日益增长,高速传输、海量信息处理、抵抗外部干扰、提升信息保密性能成为对雷达设备和通信设备的迫切需求。该方案可以使作战信息网络化,实现作战情报远距离传输和信息图像大数据处理,将作战单元整合起来,向协同作战发展,避免单兵作战造成的危害。
3.雷达通信一体化系统设计的构建思路
3.1雷达通信一体化系统硬件设计
在设备资源方面,对于雷达系统与通信系统均具有的发射机、发射系统、接收系统和处理器等设备,可以通过共享雷达系统中的优势设备,降低通信系统的设备安装数量。将同步处理雷达与通信的系统设定为雷达通信主站,另外可以设定单一的雷达接收系统或通信接收系统作为从站。在雷达站之间也需要构筑起良好的信息通道,使得几个雷达站可以在信息技术的支持下实现数据的交互。
为解决通信系统传输距离的限制,可以在有源相控阵雷达的现有硬件设施基础上增加一个能够产生新波形的调节器以及相应的通讯编译软件,而无需引入新的能源设备,从而降低了对作战平台空间的占用,这一调整对于传输数据的量级也有助益。在空军作战中,雷达通讯一体化系统还可以通过不定时改变电控博的扫描方向,提升通信的安全性。
3.2雷达通信一体化系统信息传输设计
对于雷达通信一体化系统,其信息传输过程设计需考虑产生、传输与接收三个环节。在产生环节,通过雷达搜集目标信息,运用计算机技术对其进行编码,并将包含协议信息与计算编码的信息通过调制解调器转换为电磁波。在传输环节,通过雷达设备将生成的电磁波发射出去。在接收环节,雷达站将电磁波信息进行接收,并将其转换为数据存入计算机进行信息读取,或传输至其他雷达站进行信息交互与共享。
综上,雷达通信一体化就是通过实现雷达的自动化和网络化,借助计算机,形成通信网络,规避因人工操作造成的误差。目标被雷达锁定后,通过计算机识别进行信息录入、整合、传递,实现雷达应用中的自动化和网络化。借此充分利用设备,使通信工程中网络信号的复杂性大大降低,而传输的精准度和传输的速率得以提升。在现代作战领域,雷达通信一体化是电子战体系升级的重要环节,需相关领域研究者引起充分的重视。
参考文献
[1]杨慧婷,周宇,谷亚彬,张林让.参数调制多载波雷达通信共享信号设计[J/OL].雷达学报:1-10
[2]朱伏生.车载雷达通信系统综述[J/OL].中兴通讯技术:1-11
[3]刘帅.雷达信号处理机显控及通信技术[J].中国新通信,2018,20(12):27.
[4]赵瑞金,张进.雷达数据传输方式的改进及时效性分析[J].气象科技,2018,46(02):257-261.
[5]马琳值,王敏,翁呈祥,史洲岩.雷达通信一体化共享信号的干扰效果研究[J].空军预警学院学报,2018,32(02):104-107.
[6]程志刚.雷达-通信一体化系统设计[J].電子测试,2016(21):32-33.
作者简介:熊锋,男,1986.10.15,江西丰城人, 中国民用航空华东地区空中交通管理局江西分局 ,本科, 工程师 ,研究方向:通信工程。
关键词: 雷达通信一体化;综合射频系统;系统设计
当今社会,时代的主题仍然是和平与发展,然而正如《孙子兵法》所说,“兵者,国之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。”军备力量的发展是国家长治久安的重要保障力量。并且,随着通信技术、电子信息技术、物联网技术等的快速发展,现代战场中作战平台的性能和生存能力面临着日益严峻的挑战,在平台中引入的电子战设备也逐渐增多,主要包括雷达、通信、干扰机等。这些设备的增加不仅占用了大量的空间资源,加大了能源的消耗,也对平台的机动能力和作战效率带来了负面影响。通过雷达通信系统的一体化设计,不仅有益于作战平台上电子设备的实际调配和系统资源配置,而且有助于实现作战设备的通用化和多功能化,对于提升我国电子战设备的整体作战效能、可靠性、可维护性等,具有积极的作用。
1.雷达通信一体化系统设计的可行性
1.1雷达系统与通信系统的作用原理相似性
雷达系统与通信系统在作用原理上的相似性主要体现在如下两个方面:
第一,雷达系统与通信系统运用的理论知识存在交叉性,无论是信号的发送与接收处理理论、电路传送理论还是信息技术理论,雷达系统与通信系统所应用的理论都是相通的,二者具有结合的可行性。
第二,在信息传输原理上,雷达系统与通信系统也存在相似之处。无论是雷达系统还是通信系统,数据信息的传递都是以电磁场发射电磁波的形式完成的,在硬件上都具有发射机、发射系统、接收系统和处理器等几个主要构成部分。
1.2雷达系统与通信系统的功能互补性
当前,在大多数机载作战平台中,雷达的探测功能与通信功能都是采取分时机制的,即在进行通讯时,雷达的探测功能会暂时关闭,这大大增加了敌方躲避雷达探测的风险。雷达数据的传输需要经过录取设备录取后,以电磁波的形式传输至地面情报中心。而当前的通信系统受到功率和数据链的限制,难以实现长距离通信,并且存在着传递速度慢、保密性不强、存在误报风险等问题。当前,雷达通信一体化已经成为了多功能综合射频系统的一个重要研究和发展方向,通过将两套割裂的系统集成起来,实现在雷达进行探测、定位和目标引导的同事,实时进行通信传输,对于克服当前作战系统缺陷、提升系统作战效能具有重要意义。
2.实现雷达通信一体化的优势
通信用雷达需要良好的性能指标,在性能利用方面需要大力挖掘。例如,雷达的高信号功率和在接收方面的灵敏度优势,可被利用于通信信号传播距离增加的领域;同时,利用雷达的定向发射优势,可以抵抗外部干扰,提升通信过程的保密性。
2.1提升传输精准性
雷达装备与通信工程的紧密结合,能够提升战场通信的速度和精准度。现代战役已经成为科技的较量,在以网络为中心的战争背景下,能够及时准确的把相关信息经处理后传输给各个单元,使各单元形成清晰联通的通信网络,为战争争取有利的关键节点,提供强大的技术支撑。
2.2利用雷达系统与通信系统兼容性,提高传输速率
雷达通信一体化能够充分利用二者的兼容性,提供设备共用机制,最大限度的提升传输速率,量级可达到Mbitls,而且具有更强的保密性能,在传输距离和传输容量上都有更大的优势。随着战争对信息化、数据化的需求日益增长,高速传输、海量信息处理、抵抗外部干扰、提升信息保密性能成为对雷达设备和通信设备的迫切需求。该方案可以使作战信息网络化,实现作战情报远距离传输和信息图像大数据处理,将作战单元整合起来,向协同作战发展,避免单兵作战造成的危害。
3.雷达通信一体化系统设计的构建思路
3.1雷达通信一体化系统硬件设计
在设备资源方面,对于雷达系统与通信系统均具有的发射机、发射系统、接收系统和处理器等设备,可以通过共享雷达系统中的优势设备,降低通信系统的设备安装数量。将同步处理雷达与通信的系统设定为雷达通信主站,另外可以设定单一的雷达接收系统或通信接收系统作为从站。在雷达站之间也需要构筑起良好的信息通道,使得几个雷达站可以在信息技术的支持下实现数据的交互。
为解决通信系统传输距离的限制,可以在有源相控阵雷达的现有硬件设施基础上增加一个能够产生新波形的调节器以及相应的通讯编译软件,而无需引入新的能源设备,从而降低了对作战平台空间的占用,这一调整对于传输数据的量级也有助益。在空军作战中,雷达通讯一体化系统还可以通过不定时改变电控博的扫描方向,提升通信的安全性。
3.2雷达通信一体化系统信息传输设计
对于雷达通信一体化系统,其信息传输过程设计需考虑产生、传输与接收三个环节。在产生环节,通过雷达搜集目标信息,运用计算机技术对其进行编码,并将包含协议信息与计算编码的信息通过调制解调器转换为电磁波。在传输环节,通过雷达设备将生成的电磁波发射出去。在接收环节,雷达站将电磁波信息进行接收,并将其转换为数据存入计算机进行信息读取,或传输至其他雷达站进行信息交互与共享。
综上,雷达通信一体化就是通过实现雷达的自动化和网络化,借助计算机,形成通信网络,规避因人工操作造成的误差。目标被雷达锁定后,通过计算机识别进行信息录入、整合、传递,实现雷达应用中的自动化和网络化。借此充分利用设备,使通信工程中网络信号的复杂性大大降低,而传输的精准度和传输的速率得以提升。在现代作战领域,雷达通信一体化是电子战体系升级的重要环节,需相关领域研究者引起充分的重视。
参考文献
[1]杨慧婷,周宇,谷亚彬,张林让.参数调制多载波雷达通信共享信号设计[J/OL].雷达学报:1-10
[2]朱伏生.车载雷达通信系统综述[J/OL].中兴通讯技术:1-11
[3]刘帅.雷达信号处理机显控及通信技术[J].中国新通信,2018,20(12):27.
[4]赵瑞金,张进.雷达数据传输方式的改进及时效性分析[J].气象科技,2018,46(02):257-261.
[5]马琳值,王敏,翁呈祥,史洲岩.雷达通信一体化共享信号的干扰效果研究[J].空军预警学院学报,2018,32(02):104-107.
[6]程志刚.雷达-通信一体化系统设计[J].電子测试,2016(21):32-33.
作者简介:熊锋,男,1986.10.15,江西丰城人, 中国民用航空华东地区空中交通管理局江西分局 ,本科, 工程师 ,研究方向:通信工程。