频率步进宽带信号在测高雷达中的应用

论文摘要

现代防空作战中,测高雷达提供的目标高度信息是标明目标空间位置坐标的主要参数之一,对于防空作战指挥系统进行威胁度判断、指挥决策以及火力引导都至关重要。频率步进信号作为一种高距离分辨雷达信号,在实现宽带脉冲压缩的同时降低对数字信号处理硬件的要求,因而有广阔的应用前景。在测高雷达中采用频率步进信号,可以在测得目标高度的同时获得目标的一维距离像,完成目标识别。文中首先介绍了频率步进信号的定义,利用模糊函数详细分析了频率步进信号的特性,介绍了频率步进测高雷达的工作原理。接着详细研究了频率步进测高雷达的信号处理方法,包括频率步进信号的一维距离像成像方法和目标运动下的速度补偿,重点研究了多种基于运动参数估计的速度补偿方法,并在MATLAB中进行仿真实验和性能分析。针对测高雷达的作用距离远,存在目标回波的延迟时间大于脉冲重复周期的测距模糊,和距离失配、过采样产生目标距离像模糊的双重模糊问题,在分析其产生机理的基础上研究了解模糊的方法。最后,研究了对多散射中心目标进行测角的问题,分析了传统单脉冲测角和基于高分辨一维距离像的测角两种方法,仿真结果表明采用高分辨一维距离像测角的性能要优于传统的单脉冲测角。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及概况
• 1.2 高分辨率雷达工作体制的选择
• 1.3 论文主要研究工作和结构安排
• 2 频率步进体制的信号分析与工作原理
• 2.1 引言
• 2.2 频率步进信号波形定义及模糊函数
• 2.2.1 频率步进信号波形定义
• 2.2.2 频率步进信号的模糊函数及模糊特性
• 2.3 频率步进信号参数
• 2.3.1 频率步进信号性能参数
• 2.3.2 频率步进雷达波形参数设计原则
• 2.4 频率步进测高雷达的工作原理
• 3 频率步进测高雷达的信号处理
• 3.1 高分辨雷达的一维距离像
• 3.2 基于逆傅立叶变换的频率步进脉冲综合原理
• 3.3 频率步进雷达信号的其他成像方法
• 3.4 目标运动对频率步进成像影响
• 3.5 速度补偿方法
• 3.6 频率步进测高雷达解距离模糊
• 3.6.1 以PRT为周期的距离模糊及解模糊
• 3.6.2 频率步进信号测距冗余的产生及解决方法
• 3.7 小结
• 4 频率步进测高雷达的测角方法
• 4.1 最大信号法测角
• 4.2 单脉冲测角技术
• 4.3 振幅和差单脉冲雷达
• 4.4 单脉冲雷达角误差提取的方法
• 4.5 频率步进单脉冲测角
• 4.5.1 基于高分辨一维距离像的频率步进单脉冲测角
• 4.5.2 仿真实验
• 5 结束语
• 致谢
• 参考文献