摘要： 传统雷达功能单一，硬件复杂，结构繁多，通用程度低、移植性差，雷达的研制周期长、生产成本高。软件雷达采用通用的、标准的硬件平台，通过软件编程实现雷达的各种功能，提高了研制效率，降低了研制周期、生产的成本，是未来雷达发展方向。

关键字：软件化雷达 射频  转换器 模块化 通用硬件平台

1 概述

随着计算机技术、软件工程的发展，以硬件为主的传统通信方式难以适应多种通信体制并存的局面。软件无线电是在通用的数字系统平台上，通过运行软件编程来实现各种通信功能。它运用高速超大规模集成电路技术，把数字系统作为硬件平台，采用了标准化、模块化的结构，将尽可能多的功能用软件实现。

雷达是用无线电方法发现目标并测量它们在空间位置信息的设备， 软件雷达将软件无线电理论应用到雷达领域，软件化雷达是软件无线电的一种应用，它是指用智能化天线、射频系统，通用处理器、操作系统，组成标准的、全新的、模块化雷达通用硬件平台，其功能基本由软件来完成，来实现传统雷达功能。其重点在于与软件相结合，将雷达平台的大部分信号处理交由软件进行，从而获取目标的信息。

2 软件雷达的基本构成

软件雷达是将天线、射频前端和数字通用硬件平台，结合实现多种功能的软件构成的雷达体制。软件雷达也是由天线、发射通道、接收通道和显控设备组成。它与传统雷达不同点是激励信号的产生与处理，回波信号的处理全部由软件实现，并通过中心控制计算机控制时序、工作模式、信号频点、波束方向和信号处理流程等功能。

软件雷达的主要信号流程为：在雷达接收状态，接收信号经过射频电路处理成模拟中频信号，经过A/D采样转换成数字信号，经数字接收机处理形成基带信号，由信号处理板进行雷达的各种信号处理; 在雷达发射状态，发射信号是由数字频率源产生雷达所需的各种波形信号，再经过模数转换后，通过上变频处理成射频信号发射到空间。

3 软件雷达通用平台的优势

（1）具有较强的开放性。软件雷达采用了标准化、模块化的结构，其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展，其软件也可以随着需要而不断升级，需要时还能做到新旧体制产品的互相兼容。

（2）具有很强的灵活性。软件雷达可以增加软件来增加新的功能，也可以根据所需功能的多少，选用的相应的软件模块，具有很强的重构性。

（3）提高软件可移植性。在传统的雷达开发过程中，信号处理方式不同，就会导致DSP的软件架构会有大的变动，通用程度很低;如果采用软件雷达通用平台，当新开发的软件流程相似的时候，其他型号的软件修改一下参数就可以使用了，可移植得以提高。

（4）可以降低开发周期和难度。在研制过程中，利用通用数字平台可以完成所有软件的编写和调试;天线、射频等分系统可以利用该平台辅助调试，以便尽早完成系统和整机的调试。

（5）节省成本。软件化平台后投入生产后，必将节省定制元器件、模块的费用和材料的费用，大范围缩减生产成本。

4软件雷达关键技术研究

（1）软件雷达体系结构、软件化的硬件的研究。软件雷达核心是采用标准化、模块化、通用的硬件平台，运用软件来实现雷达的各种功能。这样，雷达体系的设计就应从基于硬件、面向功能的传统设计方法中解脱出来，采用先进体系结构以及通用标准化的软件平台将是未来雷达发展的方向。

（2） DSP和FPGA技术研究。软件雷达中采用高速大规模FPGA和DSP器件是目前国际上比较通用的方法。FPGA是由用户自行配置的专用数字集成块，它具有低功耗、可编程、设计方便的特点，底层的信号预处理算法处理的数据量大，对处理速度的要求高，但运算逻辑相对比较简单，适于用FPGA进行实现。DSP是一种指令集处理器，可根据指令系统来实现各种算法，其丰富的I/O资源有利于通信功能的实现。顶层处理算法数据量较低，逻辑复杂，适于用运算速度高、寻址方式灵活、通信接口丰富的DSP芯片来实现。

（3）软件雷达中A/D转换技术研究。软件雷达设计的理念是 A/D 和 D/A 转换器尽量靠近天线系统，目的是高频大宽带模拟信号尽早地转换为适用于数字信号处理器和计算机处理的数字信号，将尽可能多的功能用软件来实现。A/D速度和位数决定着射频系统和数字系统连接的位置，并影响系统的精度。软件雷达信号采样过程中，雷达射频频率高，采用对带通采样的方法，从采样速度、位数，为利用较低的采样频率实现雷达A/D的采用，保证处理的精度，在高频信号下进行信号的采样作出探索。

（4） 软件雷达数字系统的研究。数字系统主要包括 A/D 变换器、数字化接收机、数字化频率源、信号处理系统、计算机系统，它们共同构成了一个通用的数字平台系统，通过对各子系统的编程，可对系统各项技术指标进行控制，来实现以前要运用硬件才能完成的功能。软件雷达要求数字系统的运算能力强、运算速度高、数据吞吐率快、存储量大等特点，这些都是软件雷达数字系统的探讨和研究的方向。

5 结 论

软件化雷达基于通用的数字平台系统，通过软件编程实现雷达系统的信号处理、数据处理等功能，可以利用成熟的操作系统和集成开发环境，具有可移植性强、可利用的通用信号处理程序多、系统便于升级、易于维护等，在抗干扰技术和相控阵技术等方面有很大优势，软件雷达是雷达技术质的进步，对于它的研究还有很多的工作要做。

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