随机二相码测距测速弹上无线电探测系统研究

论文摘要

自海湾战争以来,人们越来越注重于武器系统的抗干扰能力。噪声信号雷达具有很强的抗干扰能力,且具有图钉型模糊函数,具有良好的测距测速分辨力,因此,噪声信号雷达受到人们的高度重视。从上世纪80年代起,公司就涉足随机二相码信号体制的研究。2006年,我们与南京理工大学合作,研制了间断连续波随机二相码雷达引信,进行了外场绕飞试验,它的抗干扰能力、距离和速度分辨力等特性获得了原理性验证。从信号理论的角度看:为什么随机二相码连续波雷达信号具有强抗干扰能力、高距离和速度分辨力呢?根据产品研制背景,结合工程硕士论文要求,提出“随机二相码测距测速弹上无线电探测系统研究”的论文课题。第二章分析了以两个点目标回波信号的分辨问题给出模糊函数定义的过程。相位编码信号是一种复杂调制信号,将其分解为相位编码冲激串和子脉冲的卷积,分别求出两个分解式的模糊函数,再利用模糊函数卷积的性质求出相位编码信号的包含码元变量的形式简化的模糊函数。该模糊函数的结果表达式分四种情况,包含多个乘积项。进行图示化计算和特性分析。该模糊函数没有利用随机二相码的统计特性来消除码元变量,因此计算时选取足够长的随机码元样本的长度,才可以得出模糊函数的具有统计意义的图景。对整码元延时的特殊情况进行了图示化计算,对非整码元延时的情况作了等效性分析。分析了平均模糊函数的数学过程,四列随机二相码集中取均值,相关取1,不相关取0。对子脉冲延时分为四种情况确定积分区间,得出分段表达式。进一步进行图示化分析,说明了随机二相码雷达信号的距离和速度分辨力,主旁比等参量。第三章分析了随机二相码雷达信号的频谱,在工程上具有实际意义。第四章叙述了随机二相码雷达信号检测和工程实现。连续波雷达信号存在泄漏问题,一般采用周期方波断续方式解决。结合周期方波断续随机二相码雷达信号检测的系统框图,叙述了工程实现的一般方法。分析了功率谱估计方法,目的是追求更高的主旁比。分别运用常用的快速傅里叶变换和Burg递推算法两种谱估计法,对序列进行谱估计,通过仿真计算出三维板钉图,分析了随机二相码雷达信号检测的距离和速度分辨力。对两种谱估计算法的频率特性进行了对比。经过分析,某型无线电引信选用随机二相码雷达信号体制进行研制,其距离和速度分辨力、抗干扰能力等基本性能均得到验证,取得了较好的研制效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的实用价值
• 1.3 国内外对随机码雷达信号的研究状况
• 1.3.1 国外研究状况
• 1.3.2 国内研究状况
• 1.4 论文目标及内容
• 第二章 随机二相码雷达信号模糊函数
• 2.1 模糊函数含义
• 2.2 二相编码信号的模糊函数
• 2.3 单载频脉冲信号的模糊函数数学分析
• 2.4 单载频脉冲信号的模糊函数图示分析
• 2.5 随机编码冲击序列的模糊函数
• 2.6 两个模糊函数的卷积
• 2.7 模糊函数图示分析
• 2.7.1 指数因子求和的分析
• 2.7.2 考虑随机码的指数因子求和的分析
• 2.7.3 整码元延时情况的模糊函数分析
• 2.7.4 非整码元延时情况的模糊函数图说明
• 2.8 平均模糊函数
• 2.9 平均模糊函数分析
• 第三章 随机二相码雷达信号频谱
• 3.1 随机二相码雷达信号的傅立叶变换
• 3.2 随机二相码雷达信号的频谱图示分析
• 2（f）|的频谱'>3.2.1 |U₂（f）|的频谱
• 3.2.2 随机二相码雷达信号的频谱图示
• 第四章 随机二相码信号工程应用
• 4.1 信号体制的选择
• 4.2 随机二相码雷达信号检测
• 4.3 工程设计中泄漏问题的解决措施
• 4.4 谱估计法
• 4.4.1 直接谱估计法
• 4.4.2 直接法仿真分析与工程实现
• 4.4.3 一种参数模型功率谱估计法
• 4.4.4 Burg 算法仿真
• 4.4.5 旁瓣电平的频率特性对比
• 4.5 研制情况
• 4.5.1 接收机灵敏度
• 4.5.2 收发隔离度
• 4.5.3 接收通道总增益
• 4.5.4 信号处理增益
• 4.5.5 作用距离计算
• 4.5.6 脉冲压缩器的实现
• 4.5.7 测试设备要求
• 4.7 试验效果
• 4.7.1 厂内参数调试
• 4.7.2 抗干扰试验
• 4.7.3 外场试验
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间研究成果