相位编码信号的优化设计

论文摘要

借助于天波或地波传播方式,高频雷达的探测范围突破了地球曲率的限制,因此使远距离空中预警和目标探测成为可能,同时高频雷达所具有的独特和良好的对低可探测性目标的探测能力,使之成为探测隐形飞行器和处于强地杂波和海杂波背景中的小型军用飞机、巡航导弹等贴地、贴海飞行的小目标及洲际导弹进行有效探测的有力装备。雷达系统采用的信号形式不仅决定了信号处理方法,而且直接影响系统的分辨力、测量精度、抑制杂波以及抗干扰等性能。所以进行雷达总体设计时,首先必须确定信号工作体制,合理选择发射波波形参数,这对雷达系统的成败具有至关重要的作用。本文基于高频地波超视距雷达,以优化波形设计为目的,进行相位编码及复合相位编码雷达信号的设计与信号处理方面的研究。主要体现在以下几个方面:首先,介绍了雷达分辨率与模糊函数、大时带积信号与脉冲压缩技术、匹配滤波与相关接收等雷达信号经典理论。为本文提供了理论基础。对Barker码进行特性仿真分析。引入完全互补码的概念,构造方法以及对其进行特性仿真分析。其次,研究了脉内相位编码脉间跳频信号的表达形式和特点。根据雷达系统的需求和波形参数设计的原则分别对Frank码和完全互补码进行参数设计、信号处理,提取距离信息和速度信息,并进行仿真实验。最后,相位编码信号探测高速运动目标时,存在多普勒频率敏感性问题,需要对多普勒频率补偿。提出两种补偿方法,一个是采用了两路相同的正交双通道处理,在得到零中频采样信号后,再进行三角变换,最后得到不含有多普勒调制的零中频信号,并且消除了回波初相的影响;一个是将数据分为若干支路,每个支路用不同的多普勒速度补偿,再分别脉压处理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.2.1 高频地波雷达的发展
• 1.2.2 相位编码雷达的发展
• 1.2.3 雷达信号波形
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文的内容安排
• 第2章 相位编码信号
• 2.1 相位编码信号的形式与频谱
• 2.2 相位编码信号的模糊函数与分辨率
• 2.3 相位编码信号的多普勒性能分析
• 2.4 匹配滤波与相关接收
• 2.5 完全互补序列理论
• 2.5.1 完全互补序列的定义
• 2.5.2 由多相正交序列组成的完全互补码的构造方法
• 2.5.3 所构造序列的正交性及相关性证明
• 2.5.4 完全互补码的模糊特性
• 2.5.5 完全互补序列的局限性
• 2.6 相位编码信号波形参数设计
• 2.6.1 设计原则
• 2.6.2 设计过程
• 2.7 本章小结
• 第3章 脉内调相脉间跳频信号的研究
• 3.1 脉内相位编码信号脉间跳频信号理论
• 3.1.1 脉内处理
• 3.1.2 脉间处理
• 3.1.3 频率组合对最大距离旁瓣的影响
• 3.2 脉内Frank码调相脉间准随机跳频信号的分析
• 3.2.1 Frank码的特性分析
• 3.2.2 脉内Frank码调相脉间准随机跳频信号的分析
• 3.3 脉内完全互补码脉间随机跳频信号
• 3.3.1 波形参数设计
• 3.3.2 信号处理
• 3.4 Frank码和完全互补码综合处理结果比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 多普勒敏感特性分析
• 4.1 多普勒敏感分析
• 4.2 正交双通道三角变换处理多普勒补偿
• 4.2.1 理论分析
• 4.2.2 实验仿真与分析
• 4.3 多支路速度补偿
• 4.3.1 理论分析
• 4.3.2 实验仿真与分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢