習斌+伍懷琪

摘 要：雷達系統(tǒng)在軍方武器制造方面得到了廣泛應用，新的作戰(zhàn)對象、環(huán)境和形式對雷達的發(fā)展方向提出了新要求，隨著數(shù)字化發(fā)展進程的加快，雷達系統(tǒng)也開始在發(fā)展過程中加入了數(shù)字化技術，雷達系統(tǒng)的工作環(huán)境是多功能、復雜的電磁環(huán)境，并且在雷達系統(tǒng)的工作過程中還要運用寬帶的成像能力和識別能力，導致出現(xiàn)了大量研發(fā)數(shù)據(jù)，使原始的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進入了高負荷工作階段。

關鍵詞：光互聯(lián)技術；現(xiàn)代雷達系統(tǒng)；應用分析

當代的雷達系統(tǒng)陣列處理和信息處理的數(shù)據(jù)量擴大了將近幾十倍，使計算機的操作流程變得更加的繁瑣，雷達需要處理設計框架、進行海量數(shù)據(jù)傳輸、計算節(jié)點并達到交換、還要具有重構能力。本文主要介紹了光互聯(lián)技術在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)中的應用，解決雷達的海量數(shù)據(jù)傳輸速度和線路問題，以及在信息節(jié)點交換和信號反饋等方面的應用。

一、現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的發(fā)展

1.近年來，雷達系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字化改革，使其對信息的感知自由度和范圍得到了擴展。雷達系統(tǒng)的傳感器陣列能夠通過數(shù)字化技術使探測、通訊、偵查等能力實現(xiàn)同時多孔徑、多波束進行。雷達系統(tǒng)能夠通過靈活的適應波束實現(xiàn)能量在空間時間和多頻率維度領域的擴展和調(diào)度，提升了雷達的抗干擾能力和信息截獲能力。通過數(shù)字化技術的應用，現(xiàn)代雷達系統(tǒng)能夠?qū)δ繕撕铣删S像，在一維像和二維像中提取出目標的頻譜、速度和長度，對目標進行分類和識別。信號寬頻帶和寬空域的范圍感知和接收處理技術是雷達系統(tǒng)發(fā)展的主要需求， 頻帶擴展和孔徑綜合是為了滿足雷達的多功能運作。

2.復雜的電磁環(huán)境會產(chǎn)生對抗能力，要想解決對抗能力，要實現(xiàn)寬頻、多頻，增強使用靈活性，同時要對寬空域的覆蓋面積和具有較高精度的輻射源進行測量，增加空間的自由度以達到提升空時耦合地雜波的抑制能力。這些問題是造成當代的雷達系統(tǒng)陣列處理和信息處理的數(shù)據(jù)量擴大近幾十倍，使計算機的操作流程變得更加的繁瑣的主要原因，因此，相關人員要想辦法實現(xiàn)海量雷達信息數(shù)據(jù)的傳輸、準確計算節(jié)點信息的交換和建造可重構的處理框架。

3.在

二、光互聯(lián)技術在雷達系統(tǒng)中的應用

光互聯(lián)技術在雷達系統(tǒng)中應用的主要目的是為了完成數(shù)據(jù)的線路傳輸、海量信息數(shù)據(jù)的交換、設計框架、計算節(jié)點、進行重構。解決板間和片間帶寬的低功耗、交換、互聯(lián)。實現(xiàn)超寬帶、大動態(tài)、低噪聲，構建可復構的光纖傳輸通道。

1.雷達系統(tǒng)的多工能特點，要求接收機和天線要具備數(shù)字處理的多通道特性，孔徑分明，還要擁有多波束記得能力，可以同時實現(xiàn)帶寬的孔徑改變，使陣列的陣面具有三維動態(tài)調(diào)整能力和多功能復合能力，有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的流通，實時的處理雷達任務，讓平臺資源實現(xiàn)動態(tài)匹配。為了符合當前環(huán)境的實現(xiàn)要求，要對架構的高速傳輸大容量承載能力和信息數(shù)據(jù)交換能力進行增強。IO密集型數(shù)字處理系統(tǒng)的架構書籍節(jié)點不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)的流量大、數(shù)據(jù)的傳輸交互頻繁、系統(tǒng)的結構既要滿足海量數(shù)據(jù)的同時計算，又要滿足高速數(shù)據(jù)的可重構計算，這對系統(tǒng)工程化提出了更多挑戰(zhàn)。

2.系統(tǒng)總線的要求主要是，要包含智能高寬帶的吞吐量、范圍內(nèi)的延遲、可伸縮性、可靠性、實時性、準確性，電傳輸?shù)木嚯x和數(shù)據(jù)速率遇到了困境。（1）電信號需要中繼器的使用來保證信號的穩(wěn)定傳輸，增加片上的傳輸延遲。（2）金屬線在運行過程中會遇到信號干擾，因此必須要讓最小線寬和線距在一定的范圍內(nèi)，使板上和片上的布線密度得到提升，因此，怎樣有效的提高片上帶寬的密度成為了急需解決的問題。（3）功耗問題，雷達系統(tǒng)中的具有電阻性設備，能夠讓串聯(lián)電阻實現(xiàn)阻止信號傳輸出現(xiàn)信號衰減，互聯(lián)功耗的主要來源是高帶寬、長距離以及額外中繼器。光纖介質(zhì)是雷達系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)念~主要載體，光纖介質(zhì)不僅重量輕、而且結構簡單、使用便捷、切換速度快、信號顯示透明、阻止電磁干擾。傳輸寬帶、交換端口數(shù)目、拓撲網(wǎng)絡結構、傳輸距離等場合要通過多模、單模等多種方式進行傳輸，承載不同的協(xié)議來實現(xiàn)雷達的功能應用。

3.需實現(xiàn)的雷達系統(tǒng)功能包括：Rocket 10實現(xiàn)陣面海量數(shù)據(jù)傳輸，RapidlO、InfiniBand構建信息交換處理系統(tǒng)，F(xiàn)C InfiniBand、ENet協(xié)議構建電子系統(tǒng)。這些功能的實現(xiàn)能夠使雷達系統(tǒng)實現(xiàn)定時上行線路、狀態(tài)下行鏈路海量數(shù)據(jù)傳輸、形成高密度的運算環(huán)境，在協(xié)議空間實現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)存的映射，交換和響應中斷。在構建電子系統(tǒng)時，要實現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互、協(xié)議轉換、中斷，保證數(shù)據(jù)的傳輸透明。

三、光交換技術在雷達系統(tǒng)中的發(fā)展

交換技術開始成為雷達系統(tǒng)發(fā)展的主要問題，光開關和光路交換已經(jīng)被應用到了光纖網(wǎng)絡傳輸中，相關人士正在對空分路由和波分路由協(xié)議層的交換技術進行完善和創(chuàng)新。

1.光路交換技術。目前研發(fā)出的MEMs技術的微鏡陣列芯片，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)640*640路信號的交換，但交換的端口數(shù)目太多，遠小于電路交換的規(guī)模和功耗。波分交換技術的使用實現(xiàn)了所有光路信號的交換，光路交換技術在對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行切換后，數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)傳輸通道會出現(xiàn)短時間的終端，這時就需要運用CDR進行重建，并且要保證重建的實踐大于MS級，目前的廣播業(yè)務還不能滿足需求，還需要快捷協(xié)議層的幫助。

2.全光路由交換技術。波分交換技術可以利用波長來區(qū)分傳輸通道，并利用波長創(chuàng)建出路由表，并根據(jù)相關規(guī)定進行數(shù)據(jù)協(xié)議設定，解析、導引數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)全光波長的交換技術，這一工程的順利實施需要傳輸交換協(xié)議進行推動。

3.WDM技術的多通道傳輸。隨著雷達陣列的數(shù)字化發(fā)展，現(xiàn)已開始向大寬帶，多功能的運行理念進行發(fā)展，傳輸鏈路的帶寬還存在著很大不足，如果通過電域的頻分復用或者時分復用進行解決面臨著難度大、處理方式復雜、成本高等問題。因此，要利用WDM技術進行數(shù)據(jù)的多通道傳輸，不僅能提高傳輸?shù)膸?，還能夠保證傳輸質(zhì)量和配置的靈活性，縮小鏈路的體積，減少鏈路的重量。WDM技術在光纖傳輸中還可以減少光纖的使用數(shù)量，將多通道的來源信號調(diào)制到不同的光載波上。

總結：光互聯(lián)技術的有超高寬帶、散熱量小、無電磁串擾、低能耗等應用優(yōu)點。和傳統(tǒng)得電子載體相比，數(shù)據(jù)的處理速度和傳輸速度要提高將近3個數(shù)量級。電處理的集成度提高的同時，熱量和功耗也得到了不小的提升，對環(huán)境的要求也更加的嚴格，光互聯(lián)能夠保證在介質(zhì)的傳輸過程中不會產(chǎn)生電磁干擾。并且光互聯(lián)技術能夠保證光的傳輸和轉換所需的能量變低。這些優(yōu)點讓光互聯(lián)技術在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)要求帶寬和速度的情況下，滿足信號處理機的理想運行。

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作者簡介：

習斌，男（1986.1--），湖北襄陽人，助理工程師，本科，研究方向：火控雷達。

伍懷琪，男（1982.2——），四川資陽人，工程師，本科，研究方向：火控雷達頻率綜合器。