光互联技术在现代雷达系统中的应用

习斌+伍怀琪

摘 要：雷达系统在军方武器制造方面得到了广泛应用，新的作战对象、环境和形式对雷达的发展方向提出了新要求，随着数字化发展进程的加快，雷达系统也开始在发展过程中加入了数字化技术，雷达系统的工作环境是多功能、复杂的电磁环境，并且在雷达系统的工作过程中还要运用宽带的成像能力和识别能力，导致出现了大量研发数据，使原始的数据处理系统进入了高负荷工作阶段。

关键词：光互联技术；现代雷达系统；应用分析

当代的雷达系统阵列处理和信息处理的数据量扩大了将近几十倍，使计算机的操作流程变得更加的繁琐，雷达需要处理设计框架、进行海量数据传输、计算节点并达到交换、还要具有重构能力。本文主要介绍了光互联技术在现代雷达系统中的应用，解决雷达的海量数据传输速度和线路问题，以及在信息节点交换和信号反馈等方面的应用。

一、现代雷达系统的发展

1.近年来，雷达系统实现了数字化改革，使其对信息的感知自由度和范围得到了扩展。雷达系统的传感器阵列能够通过数字化技术使探测、通讯、侦查等能力实现同时多孔径、多波束进行。雷达系统能够通过灵活的适应波束实现能量在空间时间和多频率维度领域的扩展和调度，提升了雷达的抗干扰能力和信息截获能力。通过数字化技术的应用，现代雷达系统能够对目标合成维像，在一维像和二维像中提取出目标的频谱、速度和长度，对目标进行分类和识别。信号宽频带和宽空域的范围感知和接收处理技术是雷达系统发展的主要需求， 频带扩展和孔径综合是为了满足雷达的多功能运作。

2.复杂的电磁环境会产生对抗能力，要想解决对抗能力，要实现宽频、多频，增强使用灵活性，同时要对宽空域的覆盖面积和具有较高精度的辐射源进行测量，增加空间的自由度以达到提升空时耦合地杂波的抑制能力。这些问题是造成当代的雷达系统阵列处理和信息处理的数据量扩大近几十倍，使计算机的操作流程变得更加的繁琐的主要原因，因此，相关人员要想办法实现海量雷达信息数据的传输、准确计算节点信息的交换和建造可重构的处理框架。

3.在

二、光互联技术在雷达系统中的应用

光互联技术在雷达系统中应用的主要目的是为了完成数据的线路传输、海量信息数据的交换、设计框架、计算节点、进行重构。解决板间和片间带宽的低功耗、交换、互联。实现超宽带、大动态、低噪声，构建可复构的光纤传输通道。

1.雷达系统的多工能特点，要求接收机和天线要具备数字处理的多通道特性，孔径分明，还要拥有多波束记得能力，可以同时实现带宽的孔径改变，使阵列的阵面具有三维动态调整能力和多功能复合能力，有效实现数据的流通，实时的处理雷达任务，让平台资源实现动态匹配。为了符合当前环境的实现要求，要对架构的高速传输大容量承载能力和信息数据交换能力进行增强。IO密集型数字处理系统的架构书籍节点不统一、数据的流量大、数据的传输交互频繁、系统的结构既要满足海量数据的同时计算，又要满足高速数据的可重构计算，这对系统工程化提出了更多挑战。

2.系统总线的要求主要是，要包含智能高宽带的吞吐量、范围内的延迟、可伸缩性、可靠性、实时性、准确性，电传输的距离和数据速率遇到了困境。（1）电信号需要中继器的使用来保证信号的稳定传输，增加片上的传输延迟。（2）金属线在运行过程中会遇到信号干扰，因此必须要让最小线宽和线距在一定的范围内，使板上和片上的布线密度得到提升，因此，怎样有效的提高片上带宽的密度成为了急需解决的问题。（3）功耗问题，雷达系统中的具有电阻性设备，能够让串联电阻实现阻止信号传输出现信号衰减，互联功耗的主要来源是高带宽、长距离以及额外中继器。光纤介质是雷达系统中数据传输的额主要载体，光纤介质不仅重量轻、而且结构简单、使用便捷、切换速度快、信号显示透明、阻止电磁干扰。传输宽带、交换端口数目、拓扑网络结构、传输距离等场合要通过多模、单模等多种方式进行传输，承载不同的协议来实现雷达的功能应用。

3.需实现的雷达系统功能包括：Rocket 10实现阵面海量数据传输，RapidlO、InfiniBand构建信息交换处理系统，FC InfiniBand、ENet协议构建电子系统。这些功能的实现能够使雷达系统实现定时上行线路、状态下行链路海量数据传输、形成高密度的运算环境，在协议空间实现数据内存的映射，交换和响应中断。在构建电子系统时，要实现系统间的数据交互、协议转换、中断，保证数据的传输透明。

三、光交换技术在雷达系统中的发展

交换技术开始成为雷达系统发展的主要问题，光开关和光路交换已经被应用到了光纤网络传输中，相关人士正在对空分路由和波分路由协议层的交换技术进行完善和创新。

1.光路交换技术。目前研发出的MEMs技术的微镜阵列芯片，已经能够实现640*640路信号的交换，但交换的端口数目太多，远小于电路交换的规模和功耗。波分交换技术的使用实现了所有光路信号的交换，光路交换技术在对网络数据进行切换后，数据源和数据传输通道会出现短时间的终端，这时就需要运用CDR进行重建，并且要保证重建的实践大于MS级，目前的广播业务还不能满足需求，还需要快捷协议层的帮助。

2.全光路由交换技术。波分交换技术可以利用波长来区分传输通道，并利用波长创建出路由表，并根据相关规定进行数据协议设定，解析、导引数据包，实现全光波长的交换技术，这一工程的顺利实施需要传输交换协议进行推动。

3.WDM技术的多通道传输。随着雷达阵列的数字化发展，现已开始向大宽带，多功能的运行理念进行发展，传输链路的带宽还存在着很大不足，如果通过电域的频分复用或者时分复用进行解决面临着难度大、处理方式复杂、成本高等问题。因此，要利用WDM技术进行数据的多通道传输，不仅能提高传输的带宽，还能够保证传输质量和配置的灵活性，缩小链路的体积，减少链路的重量。WDM技术在光纤传输中还可以减少光纤的使用数量，将多通道的来源信号调制到不同的光载波上。

总结：光互联技术的有超高宽带、散热量小、无电磁串扰、低能耗等应用优点。和传统得电子载体相比，数据的处理速度和传输速度要提高將近3个数量级。电处理的集成度提高的同时，热量和功耗也得到了不小的提升，对环境的要求也更加的严格，光互联能够保证在介质的传输过程中不会产生电磁干扰。并且光互联技术能够保证光的传输和转换所需的能量变低。这些优点让光互联技术在现代雷达系统要求带宽和速度的情况下，满足信号处理机的理想运行。

参考文献：

[1]王丽芬. 电力自动化技术在电力工程中的应用[J]. 电子技术与软件工程，2016，（23）：144.

[2]黄忠平，吴刚，崔汪莉. 光互联技术在现代雷达系统中的应用[J]. 电子技术与软件工程，2017，（14）：117-119.

[3]易锋，朱德智，史鸿生. RapidIO技术在雷达系统中的FPGA实现[J]. 科技视界，2016，（14）：28+30.

[4]殷东平. 雷达先进制造技术现状与发展[J]. 电子机械工程，2016，32（04）：1-6.

作者简介：

习斌，男（1986.1--），湖北襄阳人，助理工程师，本科，研究方向：火控雷达。

伍怀琪，男（1982.2——），四川资阳人，工程师，本科，研究方向：火控雷达频率综合器。