有源相控阵技术雷达数据通信分析 本文关键词：相控阵，数据通信，分析，技术
有源相控阵技术雷达数据通信分析 本文简介：摘要：文章先分析了有源相控阵雷达的天线特征，包括发射信号功率大、可靠性强、缩减天线体积、简化馈线系统，随后介绍了有源相控阵雷达通信流程，包括系统运行和信号处理，随后提出了以有源相控阵为基础改进雷达数据通信的措施，包括重新挑选ARQ协议、利用多进制实施调制、利用RS码和卷积码校验，希望能给相关人士提供
有源相控阵技术雷达数据通信分析 本文内容：
摘要：文章先分析了有源相控阵雷达的天线特征，包括发射信号功率大、可靠性强、缩减天线体积、简化馈线系统，随后介绍了有源相控阵雷达通信流程，包括系统运行和信号处理，随后提出了以有源相控阵为基础改进雷达数据通信的措施，包括重新挑选ARQ协议、利用多进制实施调制、利用RS码和卷积码校验，希望能给相关人士提供有效参考。
关键词：有源相控阵；雷达；数据通信
传统的通信系统其传输速度整体较慢，不能进行大量数据传输。在数据采集工作后，现有数据链也无法将所有采集到的信息实时传输至控制平台，同时在任务交接时，支援飞机无法保存相关数据。有源相控阵的引入，可以辅助解决该问题。
1有源相控阵雷达的天线特征
1.1发射信号功率大
从有源相控阵相关雷达天线的具体案例来看，该系统在实际应用过程中，可以利用电缆取代雷达管道，此外，在实际应用中，不会被脉冲和预热时间所限制，系统内的发射部件比较便捷灵活，从而使总发射信号相关功率得到有效提升，可以及时传输相关数据信息。
1.2可靠性强
因为和普通管子相比，固态电子中的平均故障间隔要长一些，因此在失效条件下，相关部件的功能衰减量也相继降低，从而可以在较大程度上减少馈线功率浪费，促进发射机输出功率的有效提升，降低发射机关于总功率方面的要求，节约电力资源。
1.3缩减天线体积
有源相控阵的雷达天线内，所有设备都是保持一种低压运行状态，因此不会出现高压击穿问题，该特性也决定了雷达发射天线整体体积较小，可以将有源相控阵技术价值充分发挥出来[1]。
1.4简化馈线系统
有源相控阵相关技术和其他技术比起来，其雷达天线在实践应用中能够有效降低射频系统操作复杂性，使雷达数据可以实现模块化和标准化运行，不但可以进行批量生产，还可以促进通信成本的有效降低。
2以有源相控阵技术为基础的雷达通信流程
2.1系统运行
有源相控阵的雷达传输系统主要包括数据处理模块、信号处理模块、多渠道接收机、控制模块、频率源、雷达天线等几部分内容，通过该系统可以促进数据及时处理运输。在正常情况下，雷达数据处理更加依赖多次雷达信息采集，同时利用信号的发送和接收来促进信息数据的及时传递。以有源相控阵技术为基础的雷电系统操作过程中，实现数据传输和雷达探测功能的主要是通信脉冲，为了提高雷达接收机整体效用，促进数据信息的实时传递，需要从基础入手，使雷达脉冲载波和通信脉冲保持频率一致性。最大程度上提高数据传输速度，扩展信道宽度，同时这也是其他电台通信无法达到的目标。在有源相控阵的雷达系统信息传输终端，需要增设其他设备构建新型通信电台。针对计算机操作通过雷达存储采样进行设计，对相关信号进行统一处理，随后利用信号处理器将数据进行编码、封装，及时做出脉冲反应。设计新型通信电台的过程中，还需要优先考虑是否增加新天线，并和相应的通信电台使用相同的天线，可以共用的情况下，可以直接利用射频开关将收发机与天线进行连接。如果无法使两者实现共用，需要对天线进行重新加装，才可以满足有源相控阵为基础的雷达数据通信要求。信号处理器的具体功能包括传输数据加密和解密操作、信道解码处理和数据解调。数据链能够帮助雷达实现数据传输，可以传递相应的数据信息。
2.2信号处理
有源相控阵相关技术为基础的雷达通信终端对于信号处理判断方法主要包括两种形式。第一种是利用系统运行振幅对雷达信号采样进行分析，看其是噪声信号还是脉冲信号。这种判断方法相关原理如下：雷达采样数据内，和脉冲信号的运行时长相比，噪声信号会持续更长的时间，同时无法控制采样准确在脉冲前沿阶段开始，并在后沿阶段结束，因此采样所消耗的时间会高于脉冲宽度，因此在实际的采样操作中不可避免地会接收噪声信号，但通常情况下，脉冲信号相关振幅也会比噪声信号的振幅要大，在处理信号的过程中，利用信号幅度便可以准确推断雷达采样信号类型。此外，一旦相位出现位移问题，可以利用功率补偿方法实施弥补处理，频率补偿后相关雷达信号可以划分成两种类型：一种是偶数列，一种是奇数列，不管哪种方法都可以处理相位偏移的问题。第二种方法是利用校验对雷达所采集的数据信息的准确性进行合理判断，保证信息可以有序进入缓冲器内进行存储，实现数据的顺畅传输。
3以有源相控阵技术为基础改进雷达数据通信方法
3.1重新挑选ARQ协议
从我国现有机载通信电台的发展状况可以发现，在传输海量数据信息的过程中，会占据大范围传输带宽，而传统通信系统已经落后于新时期的发展实际，结合有源相控阵技术可以提升雷达数据传输效果。利用其天线高增益特征，同时无需重复扩展天线，进而有效减少了消耗成本。可将原来的简单对停协议转化成ARQ协议，同时还可以结合有源相控阵相关雷达通行现实状况，对ARQ协议进行重新选择。通过分析相关具体案例可以发现传统的停等协议存在一定限制，从而无法满足现实要求[2]。比如设计脉冲在停等协议背景下，并非按照相应的脉冲重复进行，在实践操作过程中，相关数据脉冲的实际间隔通常也会比雷达脉冲间隔要大。总而言之，需要等待数个接收窗才可以顺利接收数据脉冲。但应用ARQ协议后，或将ARQ协议进行重新传输，可以有效解决该问题，在固定频率基础上发送数据脉冲。传输频率还需要和雷达脉冲中的相关充分频率维持良好的一致性，通过分析大量实例发现，利用这种方法运行，可以使各个接收窗单独接收相应的脉冲数据，但不管是哪种协议，都需要保存脉冲触发方法，不然就会导致数据脉冲无法和接收窗进行同步传输。
3.2利用多进制实施调制
通过多进制方法实施调试操作，其中主要包括两种方法：第一是移相键控法，第二是多进制正交调制法。通过分析相关具体案例发现，如果有源相控阵中的雷达数据符号率一致，利用上述两种方法调试可以提升雷达数据传输的实时性和传输效率。其中正交振幅调试主要是通过两种独立性基带波形，对两个相互正交实施同频截波，并对双边带进行合理调制。具体的调制原理是利用相关信号，分析对频谱正交，利用该种方法，可以及时传输两种并行数据。但从移相键控法和多进制正交调制法两种调试方法的基础特性分析，多进制正交调制法调试后的系统抗噪能力要远远大于移相键控法的调制结果[3]。而在实际应用中，移相键控法是一种单纯调制方法，随着系统内进制数位的逐渐增加，两种信号之间的距离也相继扩大，而其中相关抗噪能力会逐渐下降，进而对进制数形成一定限制。因此在大部分条件下，最高不要超出16PKS调制，多进制正交调制法融和了相位和幅度相关优势，从其诞生到发展至今，已经实现了256进制，因此在实际应用过程中，为了进一步提升数据的应用效率，应该将256QAM应用于有源相控阵的雷达通信当中，从而满足其通信要求。
3.3利用RS码和卷积码校验
在检错码的过程中，除了循环冗余方法外，还可以通过RS码和卷积码实施校验工作。具体原因是卷积码是将维持比译码当做主要译码，这是概率译码的一种，为了促进数据的合理运行和传输，应该对所接收的数据信息实施详细的比较计算，从而找出其中相似最大码段，所以有源相控阵的雷达通信系统在实际应用过程中会出现相应的延时性问题。RS码是前向纠错码，在其实际应用中，可以对多种数据错误进行实时纠正。但在现实应用过程中，另外一种使用较为频繁的错误校验技术是交织技术，其相关校验原理是利用非线性排列方法，全面分析雷达数据中的错误问题，从而保证雷达检测数据结果的真实性，为后期发展打好基础，其纠错水平较高。在系统中只要还有一定内容保持完好状态，便可以利用交织技术促进雷达数据的彻底恢复，但同时存在缺陷性，实施交织操作的过程中，会出现大范围延时问题，对雷达数据传输效果产生一定影响。通过有源相控阵雷达通信系统，可以促进信号传输速度的有效提升，同时还可以进一步扩展数据信息的传输距离，促进信号发射终端可以利用一种较低的功率发送信息，进一步降低信号截获率，实现能源节约的目标。
4结语
综上所述，有源相控阵相关技术具有数据传输、数据处理、数据储存等多种优势，同时还具有高增益等特性，可以有效解决当下数据链内部宽带容量限制的问题。传统雷达通信系统距离仅为150千米，在5%重传率的基础上，信息传输速度最大仅为1.7MBPS，无法满足新时期的雷达数据通信要求，而有源相控阵的出现为解决通信问题提供了新的渠道。
参考文献：
[1]张建立,王明娟.基于有源相控阵技术的雷达数据通信研究[J].信息技术与信息化,2018(11):144-146.
[2]李广军,李超强.基于有源相控阵雷达的通信系统[J].中国电子科学研究院学报,2017(02):131-135+144.
[3]李璐.基于有源相控阵雷达的通信系统仿真分析[D].电子科技大学,2016.
作者：杨揆 单位：中电科技（合肥）博微信息发展有限责任公司
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