线性调频子脉冲频率步进雷达信号分析

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1、第2期雷达科学与技术Vo1．2NO．22004年4月RadarScienceandTechnoIogyApril2004线性调频子脉冲频率步进雷达信号分析于飞，马红星。席泽敏(1．海军工程大学，湖北武汉430033；2．海军驻合肥地区军事代表室，安徽合肥230031)摘要：在频率步进雷达中采用线性调频信号作为子脉冲构成线性调频子脉冲频率步进雷达信号。本文对该体制雷达信号进行了理论分析，对该类信号在信号处理方面的问题作了探讨，并重点分析了其多普勒性能。关键词：频率步进雷达信号；脉冲压缩；高距离分辨率中图分类号：TN95

2、7文献标识码：A文章编号：1672—2337(2004)02—0077—05AnalysisofChirp-SubpulseSteppedFrequencyRadarSignalYUFei。。MAHong-xing，XIZe-min。(1．NavyEngineeringUniversity，Wuhan430033，China2．NavyMilitaryRepresentativeOfficeinHefeiRegion，Hefei230031，China)Abstract：Thechirpsignalisusedass

3、ubpulsetoformchirp—subpulsesteppedfrequencyradarsigna1．Thiskindofsignalisanalyzedtheoreticallyandtheproblemofsignalprocessingisdiscussedinthispaper．TheDopplerperfclrmanceisanalyzedindetail．Keywords：steppedfrequencyradarsignal；pulsecompression；highrangeresolutio

4、n样的矛盾：要获得较高的距离分辨率，就需要增加脉冲数或增大跳频间隔。但增加脉冲数会降低数1引言据率，而增大跳频间隔就意味着减小脉冲宽度，降在雷达系统中采用高距离分辨率信号具有很低了发射能量，导致作用距离的下降。线性调频多优越性。线性调频(LFM)信号和频率步进(SF)子脉冲频率步进雷达信号将线性调频信号和频率信号是雷达系统中较常采用的两种高距离分辨率步进信号结合起来，用线性调频信号代替频率步信号。线性调频信号通过在脉冲持续期间内频率进信号中的简单矩形子脉冲。这样，每个子脉冲的连续线性变化来获取大的信号带宽，频率步进都

5、是线性调频信号，子脉冲的中心频率是均匀步信号则是发射一串载频线性跳变的雷达脉冲，通进的。在接收时首先进行脉冲压缩，然后再进行过对脉冲回波的IDFT处理获得合成距离高分辨脉冲串间的相参合成，因此既保留了频率步进信的效果。线性调频信号具有大的时宽和信号带号低采样率和窄带处理的优点，又具备线性调频宽，是大时宽带宽积信号，克服了雷达作用距离和信号大时宽带宽积的特点，所以可以在不降低雷距离分辨率之间的矛盾。频率步进信号则能够在达作用距离的情况下增大频率步进量，降低子脉不增加信号瞬时带宽的情况下通过相参合成而获冲数，提高雷达系统

6、的数据率。得高距离分辨率。对线性调频子脉冲频率步进信号的处理较为通常的频率步进信号是以简单的矩形子脉冲复杂，本文将分析这种信号的各项性能指标，并对组成的，在发射信号能量和数据率之间存在着这其信号处理进行探讨。收稿日期：2003—12-04；修回日期：2004-01—2078雷达科学与技术第2卷第2期成的信号相位的变化。将回波信号分两步进行脉冲压缩：首先对单2线性调频子脉冲频率步进雷达信个子脉冲进行线性调频信号脉冲压缩，然后进行号的形式及其处理脉冲间的逆傅里叶变换数字压缩处理，其处理过线性调频子脉冲频率步进雷达信号通过

7、脉内程如图1所示。压缩和脉问相参合成而获得高距离分辨率。设信号的总带宽为B，窄带线性调频子脉冲的个数为N，带宽B=B／N，宽度为T。，调频斜率为K—B／T。。为避免合成的宽带频谱出现空隙或重叠，相邻子脉冲间的频率增量△厂一般取为B。设第一图1回波信号的脉冲压缩处理个子脉冲的中心频率为，则第i+1个子脉冲的中心频率为显然，线性调频信号reet()·exp(jnKt。)一fo+iBNi一0，1，⋯，N一1(1)』P故线性调频子脉冲频率步进雷达信号的时域表达的脉冲压缩结果为式为rect()厩·．exp(Ktxp(4)N-1

8、“(z)=∑Ul(z一)·exp(j2nf~t)(5)N—1．，n将其代入式(4)，得到第一级的脉压结果为一∑rect()·exp[jnK(t一汀)。]i=0P(f)一∑(f)·exp(2nf)(2)其中，“l(f)一reet()·exp(jnKt。)为基带线性一∑Aj·rect[]上P调频子脉冲，T为脉冲重复周期。sinnKT。(t—T一r)