APP下载

软件化雷达技术浅析

2020-03-25雷斯元由迪

科学与信息化 2020年1期

雷斯元 由迪

摘 要 软件化雷达具有标准化、数字化、模块化的特征、开放式的体系架构以及“以软件技术为核心,面向应用需求”的开发模式,灵活高适应性的系统架构使其具备更高的处理能力以及更低的维护成本。本文首先阐述了软件化雷达的发展背景及基本概念,分析软件化雷达技术发展的必然性以及该技术产生的影响,并对其今后的技术发展给出建议。

关键词 软件化雷达;数字化雷达;开放式架构

引言

伴随数字化技术的发展与提升,雷达系统将由传统意义上的“以硬件技术为核心”的传统开发模式逐渐过渡到“以软件技术为核心”的全新开发模式上。正是基于此趋势,软件化雷达应运而生。该技术主要通过对软硬件系统的解耦,使得雷达系统能够基于软件化开发模式,更加灵活地进行系统功能的定义、资源的调配、性能的提升、工作模式的扩展等,从而不断满足应用需求[1]。

1软件化雷达的发展背景

软件化雷达的出现,是当前雷达系统的军事应用需求与相关技术发展共同作用的结果。

当前雷达系统的军事应用需求主要有如下三个特点:①雷达的探测环境渐趋复杂,在复杂的电磁环境中,雷达系统需具备根据实际环境实时分析并优化配置参数来增强目标探测性能的能力;②雷达的探测模式逐渐多样化,在完成多目标探测任务时,要求雷达系统具备灵活资源配置、功能及工作模式扩展的能力;③雷达的系统功能渐趋一体化,在地基、空基等平台上,都要求雷达系统具备实现主/被动探测、多源信号融合等功能[2]。

雷达系统的相关技术发展主要有如下三个特点:①数字化技术迅猛发展,使得基于软件化模式开发和配置雷达主要分系统模块成为可能;②标准化和模块化组件日趋成熟,使得雷达各分系统的通用性提升巨大;③系统优化集成技术逐渐成熟,雷达系统具备更高的开放性[3]。

2软件化雷达的基本概念

2.1 软件化雷达的定义

软件化雷达是具有标准化、模块化和数字化技术特点的新型雷达系统,具有开放式体系架构,可以适应“面向实际需求,以软件技术为核心”的开发理念,以软件化开发模式灵活地实现系统扩展、更新和升级。

2.2 软件化雷达的定位

数字化雷达系统包含了数字波形产生、高速数字采样、数字信号处理等一系列高性能数字化技术,具备数字波形发射/接收、射频采样、数字波束形成等数字化能力,而软件化雷达是在数字化雷达技术的基础上,进一步强调系统开发的规范性和软件可定义性、系统软/硬件平台的通用性和可扩展性、系统任务的灵活性和可升级性。当前的雷达系统,正处于从数字化雷达向软件化雷达逐渐过渡的关键时期。而软件化雷达的实现与发展,将为智能化雷达的发展提供坚实的基础。

3软件化雷达技术带来的影响

3.1 对雷达系统研发模式的影响

传统雷达系统采用“以硬件技術为核心,面向专用功能”的研发模式,即用户对研制方提出研制需求后,研制方将其分解为对应的技战术指标,软、硬件开发者根据具体指标,采用相应技术进行开发[4]。研制过程采用自上而下的串行研发模式,研制中存在各环节耦合性强、研制周期长等问题。

软件化雷达则解决了上述问题,该系统采用分层解耦的设计思想,即通过指定一系列标准、规范和协议,使得系统各层次之间的开发相互独立。由于不同层次的技术可以在技术标准和规范框架的指导下不断更新,系统的研发可以形成一种各层次动态更新并行发展的模式。软、硬件开发者可以在软件化雷达体系架构规范的指导下,不断更新平台技术,同时,系统用户和雷达系统方案设计者间通过密切联系,可以对雷达系统的功能进行快速扩展、重构和验证[5]。

3.2 对雷达系统应用模式的影响

传统雷达的开发模式属于定制型系统开发,系统的应用与装备的技术状态相互关联。一旦系统型号确定、装备研制完毕,可供修改、扩展的空间非常小,一旦用户方在实际应用中出现问题或增加新的需求时,研制方往往不能及时有效地响应,降低了装备更新的速度。

软件化雷达分层并行的研发模式,能很好地解决这一问题,它支持系统对用户动态需求的快速响应,并将新技术不断通过升级扩展的方式应用于系统中。

4结束语

软件化雷达解决了以往传统雷达开发和应用过程中的研制周期长、系统扩展性差、升级换代难等问题。相关技术的发展,将雷达系统的比拼由传统硬件过渡到软件这一软实力层面,其特有的开放式架构、软件化平台、行业标准规范等都是该软实力所比拼的重要内容,无论是装备研制方,还是设备使用方,都应该把握住这一发展机遇,加强合作,有针对性地开展相关课题的研究与演示验证工作,提升我国的软件化雷达技术实力,为后期智能化雷达技术的发展奠定基础。

参考文献

[1] Rossler C W , Ertin E , Moses R L . A software defined radar system for joint communication and sensing[C]. Radar Conference. IEEE, 2011.

[2] 张荣涛,杨润亭,王兴家, 等.软件化雷达系统技术综述[J]. 现代雷达,2016,38(10):1-3.

[3] 汤俊,吴洪,魏鲲鹏."软件化雷达"技术研究[J]. 雷达学报, 2015,(4):481-489.

[4] 钱波, 龚璞, 王德生. 基于Linux的软件化和网络化雷达终端系统的实现[J]. 电子技术应用,2005,(7):61-64.

[5] 陶冶. 软件化雷达通用信号接收处理系统分析与设计[J]. 自动化与仪器仪表,2013,(2):51-52,54.