光电协同雷达信号处理探讨

冯宏飞

西安长远电子工程有限责任公司   陕西西安   710100

摘要：光电协同雷达具有多种优点，例如：它能探测远距离目标，同时还能进行多目标检测和跟踪；它能实现精确定位，提高战场信息处理能力；它能实现远距离探测，提高战场信息处理能力；它能实现多目标的同时探测和跟踪等。本文通过对光电协同雷达信号处理方法的分析，介绍了光电协同雷达信号处理的基本原理及算法，并探讨了在复杂电磁环境下光电协同雷达信号处理中可能遇到的问题及其解决办法。

关键词：光电；雷达信号；处理

光电协同雷达信号处理是一种针对光电技术和雷达技术的联合处理方法，它利用光电技术和雷达技术的优势，对目标进行联合检测和识别。这种方法的优点在于可以同时利用光电技术和雷达技术的优势，提高目标检测和识别的精度和可靠性，同时降低信号处理的难度和复杂度。光电协同雷达信号处理的核心问题是如何实现对目标的快速、准确检测。

1.光电协同雷达信号背景概括

光电协同雷达是将光学平台和电子系统相结合的一种新型雷达系统，它利用光学平台对近距离目标进行探测，同时利用电子系统对目标进行跟踪和处理。[A1]在光电协同雷达中，目标和背景的区别在于红外和激光产生的目标辐射能量是可见光辐射能量的数百倍甚至数千倍，所以，红外和激光产生的目标辐射能量在很大程度上可以代替可见光产生的目标辐射能量。同时，光电协同雷达的作用距离远、作用范围广，是一种很有潜力的新型雷达系统。光电协同雷达在对远距离目标进行探测时，由于采用了不同的光电传感器，因此可以同时获取多个目标的信息，进而通过对多个目标的信息融合来实现对远距离目标的精确定位。因此，光电协同雷达可以利用可见光和红外传感器探测目标，并使用多个传感器进行目标定位。光电协同雷达还可以采用多种工作方式来实现远距离探测，如可见光与红外结合、激光与可见光结合、红外与激光结合等。在光电协同雷达中，电子系统是一种重要的组成部分。通常情况下，光电协同雷达采用单脉冲或脉冲重复频率较高的信号源进行数据采集。在进行数据处理时，可以将多个传感器得到的信号通过数据融合技术进行融合处理。在进行数据融合时，可以采用先验信息和后验信息相结合的方法，即先将后验信息进行一定的处理得到后验信息；再将前验信息通过一定方式进行一定处理得到前验信息。在融合算法方面可以采用加权平均、最大似然估计和卡尔曼滤波等算法。

2.光电与雷达原理分析

光电与雷达原理分析通常涉及到以下几个步骤：光电：光电技术是一种通过接收反射的光信号来检测目标的技术，它通常使用发光物质（如LED或灯泡）和传感器（如雷达天线）来实现。在光电技术中，目标反射的光信号可以通过光电探测器接收到，并通过信号处理和数学模型来检测目标。雷达：雷达技术是一种通过发射脉冲信号来检测目标的技术，它通常使用微波天线和传感器来实现。信号处理是光电和雷达技术中不可或缺的一步，它是指对信号进行采样、压缩、提取、识别和跟踪等操作，以了解目标的状态和属性。在信号处理中，需要考虑许多因素，如信号处理算法、数据率，图像质量，噪声和干扰等。传感器：传感器是光电和雷达技术中用于获取目标信息的设备，它可以使用各种类型的传感器，如光学传感器、微波传感器和电磁学传感器等。在传感器技术中，需要考虑许多因素，如灵敏度、分辨率、时间间隔、空间分辨率等。因此，光电和雷达技术在实现目标检测和识别方面具有一定的原理和实现方法，但具体情况可能因不同的应用场景而有所不同。

3.信号处理算法

光电协同雷达信号处理的基本流程为：先由光学平台接收目标信号，然后通过信号处理算法将接收到的目标信号转换为电数字信号，然后通过计算机对数据进行处理，得到目标的距离、方位、速度等信息。在数字信号处理算法中，通常采用多相滤波器组来实现目标距离信息和方位信息的提取，如多相滤波器组。多相滤波器组由若干个无模糊的滤波器组成，每个滤波器具有一个独立的中心频率和两个互相垂直的截止频率。每个滤波器组都具有一定数量的输出通道，每个通道具有一个独立的输出频率，即多个滤波器组可同时工作，以提高信噪比。由于光电协同雷达采用多个红外探测器探测目标，因此可以利用多个光学镜头接收目标信号[A2]。这样就可以根据目标回波信号频率和强度的差异对目标进行区分。在多相滤波器组中，每个滤波器组都可以通过特定参数进行加权处理，以提高信噪比和抑制杂波。为了提高信噪比，一般采用对比度自适应处理技术。通过比较各个滤波器组的输出信号与参考信号的功率差异来确定其加权系数，然后通过加权系数来调节各个滤波器组的输出信号之间的强度差异。例如：在采用多相滤波器组进行目标距离和方位信息提取时，为了提高信噪比和抑制杂波，通常采用自适应处理技术对不同滤波器组所对应的加权系数进行调节。

4.雷达信号处理要点分析

雷达信号处理的要点主要包括以下几个方面：精确测量目标的距离：雷达信号处理的首要任务就是要精确测量目标的距离，以保证后续的识别和跟踪等工作的准确性。准确估计目标的速度：速度估计是雷达信号处理的重要任务，它直接关系到识别和跟踪等功能的准确性。一般需要通过多普勒频移来实现速度估计，从而得到目标的真实速度。

准确估计目标的角度：角度估计是雷达信号处理的重要任务，它直接关系到识别和跟踪等功能的准确性。一般需要通过角度测量来完成角度估计，从而得到目标的真实角度。可靠的数据处理是雷达信号处理的重要保证，它可以保证信号处理的准确性和可靠性。一般需要通过数据处理来检测和删除错误值，以保证信号处理的准确性和可靠性。易于使用和维护是雷达信号处理的重要任务，它可以保证系统能够稳定运行，并为用户提供方便齐全的功能。一般需要通过友好的人机界面、易于操作的按钮等方式来实现易用和维护。总之，雷达信号处理中需要综合考虑上述要点，以实现准确测量目标的距离、速度、角度等参数，并可靠地数据处理和识别跟踪等功能。

结束语：

综上所述，在光电协同雷达信号处理的探讨中，我们首先探讨了雷达信号处理的基本原理，以及雷达信号处理在光电协同中的作用。然后，我们探讨了光电协同雷达信号处理中的一些关键问题，包括目标检测、跟踪和分类等。在目标检测方面，光电协同雷达可以同时利用光学和电子雷达的优势，提高检测概率和精度。光电协同雷达信号处理是一项具有重要意义的技术，可以提高目标检测、跟踪和分类能力，为军事和民用领域提供更准确、更可靠的信息支持。

参考文献：

[1]谢静雅, 李新碗, 陈建平. 基于半导体光放大器的光学向量矩阵乘法器的实 现方法[J]. 光电子. 激光, 2012, 23(4): 654-658.

[2]杨敏, 张小红. 浅谈雷达组网技术[J]. 国防技术基础, 2006, 1: 39-41.

[3]刘磊. 光电协同雷达信号处理研究[D].上海交通大学,2019.

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[A1]实际工程中，由于雷达作用距离远，光电视场小，距离近。雷达负责远距离的目标探测及跟踪。光电负责近距离的目标确认识别。此处的描述正好是相反的，考虑是否合适。

[A2]此处前半句说“雷达采用多个红外探测器探测目标”，后半句说“使用多个接收天线”。红外探测器存在接收天线吗，这个与实际不符合。红外接收是通过光学镜头来实现，雷达接收是通过天线实现。