软件工程
与信息化
信息技术与
信息技术
提高二次雷达系统识别概率和作用范围的设想
高岸梅 *
GAO An-mei
摘 要
本文通过误码率 P 与解调器输入端信噪比 Eb N o 之间的关系，分析采用了不同编译码和不同的调制、
解调方式对识别概率和作用范围的影响，并给出了相应的关系式。
关键词
二次雷达
e
误码率
扩频调制
doi：10. 3969/j. issn. 1672 - 9528. 2014. 04 .67
二次雷达系统的首要功能是建立在对其监视范围
1.2 作用范围
内所有我方目标的身份分类和识别。识别我方目标是
二次雷达系统的作用范围是一个比较不太好确定
为了在实施对敌方目标战术攻击的同时避免对我方目
的指标，它一般由系统中询问平台的作用范围和应答
标进行战术攻击，以免互相残杀。因此，提高系统识
平台的作用范围来共同确定。由于该系统在军事应用
别概率是二次雷达系统的首要任务。从二次雷达系统
方面的特殊性、装载平台种类繁多，并且不同平台的
的发展过程和应用目的可以看出，该系统存在和发展
作战使用要求的差距也比较大。
的前提就是要在复杂恶劣的现代战争电子环境下，具
从技术上讲，决定一个系统设备作用距离的主要
有足够高的识别概率；同时，它也是确定系统其他指
因素包括天线增益、发射功率和最小可探测信号电平，
标（如：作用范围、容量、分辨能力）的基础。为此，
本文从保证一定误码率的前提下，分析不用编译码和不
通过误码率 Pe 与解调器输入端信噪比 Eb N o 之间的关系，
分析采用了不同编译码和不同的调制、解调方式对识
同调制解调方式所需要的最小解调的输入端信噪比。
别概率和作用范围的影响。
2
1 二次雷达系统的主要指标
Pe 与 E b N o 之间的关系
采用扩频技术，信号频谱扩展在很宽的频带上，
信号甚至被埋藏在噪声中；同时，信号出现的时机又是
二次雷达系统的指标包括识别概率、作用范围、
随机的，使敌方不易接收，由于信号可相关接收，而干
系统容量、应答平台的分辨能力等。笔者主要分析识
扰是不相关的。这样就把干扰频谱也展宽，从而降低了
别概率和作用范围这两个指标。
单位频带上的干扰能量。扩频系统的模型如图 1 所示。
1.1 识别概率
识别概率（对协同目标正确判断概率的简称）是
二次雷达系统的一个最重要指标。从技术角度来讲，
识别概率是贯穿于系统技术体制乃至整个系统设计、
设备设计过程中的一个核心指标。从技术角度分析识
图 1 扩频系统的示意图
别概率，主要是研究由于体制本身和可预计的自然环
扩频方式可分为直接序列扩频、跳频、跳时和
境对询问和应答成功率的影响情况，它与系统的体制、
线性调频等，其中最常用的是直接序列扩频系统。在
信号的编译码和调制解调方式有关。一般地讲，它可
扩频信号的设计中要考虑两个要素：信号编码和伪随
以通过最小可探测信号电平、虚警概率与信号解码误
机性。通常的调制信号有二相相移键控（Binary Phase
码率之间的关系来确定。
Shift Keying）BPSK、 四 相 相 移 键 控（Quadrature Phase
Shift Keying）QPSK、 最 小 频 移 键 控（Minimum- Shift
* 中国西南电子技术研究所 四川 成都 610036
186 2014年第4期
Keying）MSK 等调制信号，从误差性能上讲，BPSK 优
与信息化
信息技术与
信息技术
于 QPSK 和 MSK，因而我们用 BPSK 直扩信号来讨论。
不同的调制方式，Pe 与 Eb N o 之间的关系是不同的。
软件工程
E b N o =20.833 ≈ 13.2dB。
3 结语
BPSK 系统相干解调误码率 Pe 与解调器输入端的归一化
基于元器件水平的快速发展，高速、大容量 DSP
信噪比 E b N o 之间有下式的关系：
1
1
Pe  erfc( Eb N o )  exp(  Eb N o )
2
2
（1）
和 FPGA 的应用，硬件已不是工程设计的瓶颈，选择
式中：Eb ——输入端 BPSK 数字信号每比特的能量；
合适的编译码和调制解调方式，可以大大提高识别概
N o ——输入白噪声单边带功率谱密度。
率和作用范围，并且系统中再采用纠错码技术的同时，
-6
在采用了相干调制解调技术后，按保证 Pe =10
要求计算，当没有采用信道编码技术时，理论上要求
Eb N o 为 10.5dB。目前，国际上采用（k，r）为（15，
1/6）卷积码和 R-S（Reed-Solomon）码级联， Eb N o 达到
采用扩频技术更加能增强系统的抗干扰能力。
参考文献：
[1]
只需要为 0.53dB 的先进水平。
张鸣瑞，周世开 . 编码理论 [M]. 北京航天航空
大学出版社，1990.
Eb N o 与接收机视频输出信号 / 噪声电压比 U S U N 的关
[2] 朱起悦 .RS 码编码和译码的算法 [J]. 电讯技术，
系式如下：
1994.39（2）.
U
E b N o  ( S ) 2 f  T b
UN
（2）
US
UN
式中： ——接收机视频输出信号 / 噪声电压比；
f ——接收机视频输出电路等效带宽；
Tb ——每个码元宽度。
例 如：
US
UN
[3]
吕海寰，甘仲民 . 卫星通信系统与工程 [M]. 南
京通信工程学院，1980.
[4] 修小林，时宏伟，林建等 . 基于不同信息获取方
法的敌我识别系统 [J]. 电讯技术 2001（5）.
（收稿日期：2014-05-26）
=10， f =5kHz， Tb =1/24000 s， 得 到
（上接第 182 页）
（6）当车载 ATP 设备故障或无 ATP 车载设备列
CBI 子系统设备是保证列车运行安全，实现轨道
车时，正线联锁设备应能办理站间闭塞，站间闭塞仅
区段、道岔、信号机之间正确联锁的基础设备，必须
可用于列车运行的正方向，站间闭塞的范围为本站的
满足故障 - 安全原则。为确保正线区域内行车、折返、
出站信号机至运行前方车站的出站信号机。
出入段场及转线等作业的安全，宁波市轨道交通 1 号
线全线均纳入联锁范围。CBI 子系统主要功能包括：
（1）实现进路上的道岔、信号机和轨道区段的联
锁功能，保证联锁关系正确。
（2）根据运行计划及列车位置自动设定、建立、
锁闭、解锁列车进路，具有自动排列进路功能，可自
动排列通过进路及自动折返进路。
能对正常的进路、延续进路、超限区段进行防护，
并有侧翼防护功能。
（3）在对正常进路防护的同时，应能建立列车进
路的 ATP 保护区段并予以防护。
（7）能向 ATP/ATS 子系统提供信号机状态、列
车进路设置情况、保护区段的建立、轨道区段的临时
限速、信号设备的封锁、站台紧急停车、区间运行方
向以及其它相关条 件和信息。
（8）能与 ATS 子系统结合，实现 ATS 和联锁的两
级控制。
（9）CBI 子系统应具有较完善的自诊断功能，能
对包括联锁设备、列车占用检测设备（如计轴）、道岔、
信号机以及电源设备等工作状况实施监督，并能根据用
户需要在控制中心和维修中心实施远程故障诊断。
（10）能根据运营要求完成与联络线的特殊接口
（4）无论是控制中心集中式联锁还是车站分布式
功能，完成必要的逻辑判断以对其接口对象进行正确的
联锁，联锁设备均能对其控制范围内的信号设备实行
控制和监督。接口方式根据选用的信号设备的具体情况
单独控制。既能对道岔实行单独操作和单独锁闭，又
及相关专业的具体接口要求，在详细设计时相互协调。
能对道岔、信号机等信号设备实施封锁。
（5）能够实现区间临时限速的设置，区间列车运
行方向的改变等 ATP 命令的操作及状态表示。
［作者简介］
于清雲（1974-），男，汉族，
山东济南人，工程师，本科。研究方向：铁路信号。
（收稿日期：2014-05-11）
2014年第4期 187