雷达调频编码脉冲信号的设计与处理

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1、第１９卷第５期海军工程大学学报Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．５２００７年１０月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＶＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＯｃｔ．２００７文章编号：１００９－３４８６（２００７）０５－００６８－０５雷达调频编码脉冲信号的设计与处理倡栘周沫，李汉钊（海军工程大学电子工程学院，武汉４３００３３）摘要：现代雷达为获得较高的距离分辨力通常采用编码频率脉冲串信号和步进频率脉冲串信号，但都存在数据率低和较为严重的距离-多普勒耦合问题。在研究这两种信号特点的基础上，提出了调频编码脉冲信号形式并给出了相应的信号处理方

2、法。经仿真对比可见，该信号形式及其处理方法能同时解决步进调频信号高距离-多普勒耦合、低数据率两大问题，具有较好的联合分辨力。关键词：低数据率；距离-多普勒耦合；步进调频信号；调频编码脉冲信号中图分类号：ＴＮ９５８文献标志码：ＡDesignandprocessingofradarfrequencymodulationcodedpulsesignalＺＨＯＵＭｏ，ＬＩＨａｎ-ｚｈａｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｖａｌＵｎｉｖ．ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００３３，Ｃｈｉ

3、ｎａ）Abstract：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｒａｄａｒｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ-ｓｔｅｐｐｅｄｐｕｌｓｅｓｉｇｎａｌａｎｄｃｏｄｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｉｇ-ｎａｌａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｍｏｄｅｒｎｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ．Ｂｕｔｔｈｅｓｅｓｉｇｎａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒａｎｇｅ-Ｄｏｐｐｌｅｒｃｏｕｐｌｉｎｇａｎｄｌｏｗｄａｔａｒａｔｉｏａｒｅｓｔｉｌｌｎｏｔｓｏｌｖｅｄｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙａｌｔｈｏｕｇｈｓｏｍｅｅｎｃｏｕｒａｇｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｏｂｔａ

4、ｉｎｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｒａｄａｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｏｄｅｄｐｕｌｓｅｓｉｇｎａｌａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓｉｔｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｔｈｉｓｓｉｇｎａｌｃａｎｓｏｌｖｅｂｏｔｈｐｒｏｂｌｅｍｓｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙａｎｄｈａｓａｐｒｅｆｅｒａｂｌｅｃｏｍｂｉｎｅｄｒｅ

5、ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Keywords：ｌｏｗｄａｔａｒａｔｉｏ；ｒａｎｇｅ-Ｄｏｐｐｌｅｒｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ-ｓｔｅｐｐｅｄｓｉｇｎａｌ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｏｄｅｄｐｕｌｓｅｓｉｇｎａｌ随着现代电子技术的发展和雷达信号处理技术的提高，在实现雷达信号最优处理的前提下，传统的脉冲雷达在同时提高发现能力、距离和速度测量精度以及分辨力方面遇到了不可克服的矛盾。为此，各国先后开展了各种复杂雷达波形，如线性调频脉冲压缩信号、非线性调频、相位编码等大时宽带宽信号［１～３］的研究。到了２０世纪８０

6、年代中期，国外一些学者在前期研究的基础上，开始对步进频率雷达信号进行了研究。此后，国内相关科研院所的研究人员在吸取国外研究经验的基础上，针对步进雷达信号存在距离-［４～７］速度耦合、旁瓣电平高及数据率低等问题，对频率编码脉冲信号进行了研究。因此，无论是国内还是国外，步进频率雷达信号和频率编码脉冲信号理论都得到了快速发展。但上述两种信号形式存在数据率低和距离-多普勒耦合两大问题，虽然目前国内外学者针对以上问题均提出了相应的改进信号形式及其信号处理的方法，但还是无法同时解决这两大问题。在研究这两种信号特点的基础上，作者提出

7、一种调频编码脉冲信号和处理方法，经仿真对比发现，该雷达信号形式在一定程度上解决了步进频率信号存在的两大问题。倡收稿日期：２００７-０３-１６；修回日期：２００７-０７-０５。作者简介：周沫（１９７１-），男，讲师，硕士。第５期周沫等：雷达调频编码脉冲信号的设计与处理·６９·１步进频率脉冲信号和频率编码脉冲信号1．1步进频率脉冲信号步进频率脉冲信号是雷达发射一组N个载频按固定步长变化的脉冲序列，脉冲宽度为T，步进频率值为Δf（通常取Δf＝１／T），脉冲重复频率为Tｒ，时域表达式为：N－１１u（t）＝∑u１（t－nTｒ）ｅ

8、ｘｐ（j·２πnΔft）·ｅｘｐ（j·２πf０t）（１）Nn＝０１t其中：矩形脉冲u１（t）＝ｒｅｃｔ（）；N为步进脉冲序列长度；f０为载频。TT步进频率脉冲存在距离-多普勒耦合现象和速度补偿问题。目前，针对这两个问题的解决方法有采用新的改进信号形式和改进速度估计方法两种。1．2频率编码脉冲信号频率编码脉冲信号是一组载频按一定规律