[雷达应答器Racons的未来.docVIP

雷达应答器（Racons）的未来 作者：Dr. Nick Ward 背景 IMO海上安全委员会（MSC）的第79次会议在第192/(79)号决议中通过了雷达性能的新标准，从2008年开始取消对S波段雷达应答器的要求。该措施旨在促进新技术的引入如相干调制，以未来雷达杂波中探测目标的能力，进而提高安全性。这些技术还可以减少真发射和带外发射，促进频谱的有效利用。 从2008年开始，这些技术可以应用于新的S波段雷达。S波段在的雨杂波环境下尤其有用。由于其探测和显示，S波段雷达被普遍认为更适于作为APRA（自动雷达标绘装置）/避碰雷达。 尽管新技术旨在提高安全性，但雷达几乎都不触发现有的雷达应答器。 雷达应答器一种非常重要的工具，因为他们能够在可见度非常差的情况下识别并定位航标不依赖GNSS。，与新雷达技术兼容的雷达应答器能够研发出来，但目前对这些新技术还没有相关的行业标准或建议。 目前对于新技术S波段雷达的强制装载要求还没有提上日程。同样，对于现有的S波段雷达的逐步淘汰也没有日程计划。新技术雷达会有一些新的操作特性，需要对操作员进行培训。 对X波段雷达的要求没有任何改变。在可预见的未来，仍要求X波段雷达触发并雷达应答器及救生艇雷达应答器（SART）。新技术S波段雷达的，将成为决定X波段雷达未来发展计划的一个因素，因此，有人建议IMO修改对SART的要求，将其从基于雷达转变为基于AIS或其他技术。 新技术雷达 国际海上无线电委员会（CIRM）的Norris教授曾解释说，雷达技术不断变化，为杂波性能的提高提供了潜力――用户认为目前的航海雷达的性能在这方面不能满足要求。更带宽控制也能够改善与其他用户的兼容性（更低射频干扰）。 期望的解决方案高压元件的，从而提高可靠性，并有希望最终取消有寿命限制的元件。这样就能够实现更高的电子集成，进一步提高可靠性（元件依赖性降低）并最终降低成本。 未来也有可能实现与可承受价格的、（非旋转式）利用相干信号可以提高杂波性能――目前的航海雷达的是非相干的。这些技术保留了雷达接收信号的频率和相位信息，将这些信息用于之后的处理过程，更好地将目标从杂波中区分出来。概括的说，就是目标和杂波具有不同的频谱。几年后，的改进和更快的处理器速度会逐步改善。 短期内，将 “几十dB”是有可能的。长期而言，改进潜力可能会更大。 变更日程表 微波装置带来的处理技术的进步以及性价比的提高，这些变化已经开始出现。IMO已经认可了这些改变，并且修订后的航海雷达标准允许2008年7月后在S波段的非雷达。 现在有些文件中已经指出，类型验证的解决方案“在2010年之前肯定能够出现”，但是目前技术上的困难还很大，这一断言可能过于乐观。而且有些解决方案可能还会涉及到国防出口限制的问题。 对雷达应答器的影响 大多数的解决方案都依赖于低峰值功率性能（～10W-1kW）。有些解决方案具有类似噪的波形，造成其他系统无法有效（此类解决方案具有消除雷达/雷达干扰的优势）。要求雷达与现有的雷达应答器兼容更高杂波性能革新的主要部分，并且IMO已经同意，从2008年7月起，S波段航海雷达不需要与雷达应答器兼容。但是对雷达与X波段雷达系统的兼容性要求没有放松。 雷达的预期变化 为了获得更好的杂波/目标分辨率，需要20MHz甚至更高的带宽。任何脉冲持续时间达到等幅波从理论上讲都是可行的；可使用脉冲压缩技术获取距离鉴别。频率、相位或调幅（如果可能的话）脉冲。连续脉冲可能并不相同。 备选技术 可以理解，在一个充满竞争的环境下，生产商不愿意谈及他们尚处于开发过程的解决方案。每个厂商的解决方案可能完全不同，而且并不是所有的厂商都首推方案。有可能成为备选的技术包括中、短相干脉冲和等幅波（CW）。 短相干脉冲以最小的处理给出固有的良好的距离分辩率，而且不产生距离旁瓣（距离旁瓣是在乱真距离内的真目标的冗余“回声”，可能在脉冲压缩过程中产生）。由此可以获得较好的短程性能，而且该解决方案能够与现有的S波段雷达应答器相兼容。不过，它需要高峰值功率脉冲，可能还需要用到相干，由于需要高电压，而且在很短的脉冲中维持相位和频率稳定性非常困难，该技术比较昂贵。 中等宽度的相干脉冲能够相对容易地在一个脉冲内获得较好的频率/相位稳定性，也有可能对脉冲波形进行设计，从而分别优化短程、中程和远程性能。这些技术可以部分地与现有地S波段雷达应答器相兼容。不过，该项技术需要用到行波管（TWT），或相关的高功率半导体放大器（数百瓦的峰值功率），因此可能会相对昂贵。能否取得足够低的距离旁瓣也是一个难题。 等幅波雷达（CW Radar）需要的峰值功率比较低（10W的功率可能就已经足够），可以使用价格可以承受且性能稳定的半导体技术。当前的一种可能的调制，FMCW，是一项已经存在的、大家都充分理解的海军雷达导航技术。供选