学好这门手艺,让电子对抗不再是“玄学”

电子对抗为什么被称为“玄学”?一个很重要的原因是电子对抗在实践中的很多现象很难用定量的数学工具或模型来描述和解释清楚。这一方面是因为电子对抗的作用过程中环节和变量过多,导致电子对抗的结果表现出一定的随机性;另一方面则是由于部分搞电抗的人对雷达目标研究的不够深入,无力从纷繁复杂的现象中揭示出内在的机理。

电子对抗主要是从信号层面对雷达施加影响。因此,学习并掌握雷达信号处理的梗概,并基于雷达信号处理过程来分析电子对抗的现象和机理,是电抗人必备的自我修养。

雷达信号处理的理论体系发展到现在已经相当的完备和成熟了。不管是什么处理方法和体制,核心的目标都是一致的,那就是提高回波信号的能量,同时抑制杂波和噪声的能量。实现这一目标的方法五花八门,但基本机理不外乎三条:时域的多普勒处理、空域的波束形成处理以及调制域的匹配滤波处理。

为了快速提升对雷达信号处理的理解水平,在学习中不必陷于纷繁复杂的方法和算法,而是应该牢牢抓住三条基本主线,万法归三,吃透吃深,建立起牢固扎实的专业认知。在实践中面对不同问题和现象时,就可以随方就圆,游刃有余了。

为此,校尉推荐一条学习雷达信号处理的捷径:直接从空时自适应处理(STAP)入手。STAP集时域、空域和调制域的处理于一体,堪称是雷达信号处理发展历程中的巅峰,其它处理体制如MTI、PD、ADBF等,基本上都是STAP的降维版本。搞懂了STAP,其他处理体制自然就一通百通了。但反过来是不成立的,掌握了其它处理体制,不一定能搞懂STAP。

关于STAP的教材,校尉墙裂推荐林肯实验室的J.Ward所著的《机载雷达空时自适应处理》。与Klema和王永良等大师的巨著相比,J.Ward的书简明通俗,深入浅出,没用太多艰深的数学,也没伸出太多的枝蔓,最适合入门学习。尤其难能可贵的是,书中用了大量的仿真图形,把抽象的空时二维信号空间和空时自适应处理过程清楚明白地展现了出来。

从STAP入手,路虽然近了,但坡还是比较陡的。为了能够顺利登顶,建议读者在学习过程中,理论与实践相结合,自己动手把书中的仿真示例在Matlab中复现出来,并调节仿真条件和参数,观察仿真结果的变化,这样就能真正地吃透雷达信号处理的要义。当然,对初学者而言,直接在Matlab中复现书中的结果,可能难度比较大。还好,爱丁堡大学的Ilias教授在多年的教学过程中,对书中所涉及的所有仿真结果,编写了对应的代码和程序,并分享了出来。这可以作为初学者开展实践的辅助。

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经过书本的理论学习和Matlab的仿真实践后,肯定有读者想玩一把实测的数据。美国人在上世纪九十年代为了开展STAP研究,专门在山顶搞了个雷达,构建了几个典型场景,模拟采集了一批数据。这个留待以后整理吧,有需求的读者可以分享转发本文,如果阅读量够了,可以提前安排。

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