提高二次雷达系统识别概率和作用范围的设想

摘　要：

摘　要：本文通过误码率与解调器输入端信噪比之间的关系，分析采用了不同编译码和不同的调制、解调方式对识别概率和作用范围的影响，并给出了相应的关系式。

关键词：

关键词：二次雷达　误码率　扩频调制

     二次雷达系统的首要功能是建立在对其监视范围内所有我方目标的身份分类和识别。识别我方目标是为了在实施对敌方目标战术攻击的同时避免对我方目标进行战术攻击，以免互相残杀。因此，提高系统识别概率是二次雷达系统的首要任务。从二次雷达系统的发展过程和应用目的可以看出，该系统存在和发展的前提就是要在复杂恶劣的现代战争电子环境下，具有足够高的识别概率；同时，它也是确定系统其他指标（如：作用范围、容量、分辨能力）的基础。为此，，通过误码率与解调器输入端信噪比之间的关系，分析采用了不同编译码和不同的调制、解调方式对识别概率和作用范围的影响。

1　二次雷达系统的主要指标

　　二次雷达系统的指标包括识别概率、作用范围、系统容量、应答平台的分辨能力等。笔者主要分析识别概率和作用范围这两个指标。

1.1　识别概率

　　识别概率（对协同目标正确判断概率的简称）是二次雷达系统的一个最重要指标。从技术角度来讲，识别概率是贯穿于系统技术体制乃至整个系统设计、设备设计过程中的一个核心指标。从技术角度分析识别概率，主要是研究由于体制本身和可预计的自然环境对询问和应答成功率的影响情况，它与系统的体制、信号的编译码和调制解调方式有关。一般地讲，它可以通过最小可探测信号电平、虚警概率与信号解码误码率之间的关系来确定。

1.2　作用范围

　　二次雷达系统的作用范围是一个比较不太好确定的指标，它一般由系统中询问平台的作用范围和应答平台的作用范围来共同确定。由于该系统在军事应用方面的特殊性、装载平台种类繁多，并且不同平台的作战使用要求的差距也比较大。

　　从技术上讲，决定一个系统设备作用距离的主要因素包括天线增益、发射功率和最小可探测信号电平，本文从保证一定误码率的前提下，分析不用编译码和不同调制解调方式所需要的最小解调的输入端信噪比。

2　与之间的关系

　　采用扩频技术，信号频谱扩展在很宽的频带上，信号甚至被埋藏在噪声中；同时，信号出现的时机又是随机的，使敌方不易接收，由于信号可相关接收，而干扰是不相关的。这样就把干扰频谱也展宽，从而降低了单位频带上的干扰能量。扩频系统的模型如图1所示。

　　扩频方式可分为直接序列扩频、跳频、跳时和线性调频等，其中最常用的是直接序列扩频系统。在扩频信号的设计中要考虑两个要素：信号编码和伪随机性。通常的调制信号有二相相移键控（Binary Phase Shift Keying）BPSK、四相相移键控（Quadrature Phase Shift Keying）QPSK、最小频移键控（Minimum- Shift Keying）MSK等调制信号，从误差性能上讲，BPSK优于 QPSK和MSK，因而我们用BPSK直扩信号来讨论。

　　不同的调制方式，与之间的关系是不同的。BPSK系统相干解调误码率与解调器输入端的归一化信噪比之间有下式的关系：

       （1）

     式中：——输入端BPSK数字信号每比特的能量；

           ——输入白噪声单边带功率谱密度。

　　在采用了相干调制解调技术后，按保证=10-6要求计算，当没有采用信道编码技术时，理论上要求为10.5dB。目前，国际上采用（k，r）为（15，1/6）卷积码和R-S(Reed-Solomon)码级联，达到只需要为0.53dB的先进水平。

　　与接收机视频输出信号/噪声电压比的关系式如下：

      （2）

　　式中：——接收机视频输出信号/噪声电压比；

　　　　　　　——接收机视频输出电路等效带宽；

　　　　　　　 ——每个码元宽度。

　　例如：=10，=5kHz，=1/24000 s，得到=20.833≈13.2dB。

3　结语

　　基于元器件水平的快速发展，高速、大容量DSP和FPGA的应用，硬件已不是工程设计的瓶颈，选择合适的编译码和调制解调方式，可以大大提高识别概率和作用范围，并且系统中再采用纠错码技术的同时，采用扩频技术更加能增强系统的抗干扰能力。