两种干扰方式对雷达脉冲压缩技术的影响
雷达脉冲压缩算法研究
雷达脉冲压缩算法研究雷达脉冲压缩算法是一种通过对短脉冲信号进行加窗和相关运算，从而实现高分辨率雷达成像的算法。
这种算法在目标探测、识别以及跟踪等领域中有着广泛的应用。
在本文中，我们将深入地探讨雷达脉冲压缩算法的基本原理、发展历史以及未来的研究方向。
一、基本原理脉冲雷达技术中，发射的信号被目标反射后接收到信号会被传回雷达接收机。
然而，目标信号在传输过程中会遭受多径效应的干扰，这导致接收到的信号在时间域上发生扩展，时间分辨率会降低。
为了解决这个问题，雷达脉冲压缩技术应运而生。
雷达脉冲压缩算法主要基于短脉冲信号的性质，即其具有宽带性和瞬时功率很大。
算法的基本步骤为：先对短脉冲信号进行加窗，使其具有良好的频谱特性；然后进行相关运算，使反射信号会在一段极短的时间内被压缩，从而提高时间分辨率。
加窗操作的目的是消除反射信号的频率偏移，使其具有宽带性。
常用的窗函数有海明窗、布莱克曼窗、汉宁窗等。
这些窗函数在保留谱线的同时，在频域上也可以压缩主瓣宽度。
相关运算的基本原理是将原始信号与一个匹配滤波器进行卷积，从而使信号被在一小段时间内压缩。
匹配滤波器通常是原始信号的逆时域复共轭，其功率频谱密度与信号的功率频谱密度接近，但是带宽更宽。
二、历史发展雷达脉冲压缩算法的诞生最早可以追溯到20世纪50年代初。
当时，人们意识到脉冲雷达系统的时间分辨率受到多径效应的限制，无法满足目标识别和跟踪的需求。
为解决这个问题，一些科学家开始研究如何对反射信号进行压缩，并尝试应用于实际应用中。
在此后的数十年中，雷达脉冲压缩算法经历了一个逐步发展的过程。
20世纪70年代末，复合式高分辨雷达（SAR）系统的出现使得脉冲压缩技术得到了广泛的应用。
90年代初，人们开始对逆问题进行研究，从而进一步提高了脉冲压缩算法的效率和精度。
三、未来研究方向在当今的信息技术快速发展的时代，雷达脉冲压缩算法如何更好地适应未来的发展成为了一个重要的问题。
未来研究方向主要包括以下三个方面：1. 面向多异步输入的实时压缩算法。
噪声调频干扰对脉冲压缩雷达的影响分析
噪声调频干扰对脉冲压缩雷达的影响分析作者：张少峰来源：《现代电子技术》2010年第15期摘要:噪声调频干扰是一种广泛使用的噪声干扰技术,通过分析噪声调频干扰信号产生原理,用Matalb仿真了在单目标和多目标情况下,噪声调频干扰对脉冲压缩雷达的影响。
给出的仿真结果表明,噪声调频干扰对LFM脉冲压缩雷达具有较强的干扰作用。
关键词:噪声调频干扰; 线性调频; 脉冲压缩雷达; Matlab中图分类号:TN972文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)15-0018-03Analysis for Influence of Noise FM Jamming on Pulse Compression RadarZHANG Shao-feng(The 20th Institute of CETC, Xi’an 710068, China)Abstract: Noise FM Jamming is a widely used noise jamming technology. Through analyzing the principle of producing the noise FM jamming signal, the influence of noise FM jamming on the pulse compression radar was simulated with Matlab. The result of simulation shows that the noise FM jamming has the strong jamming on the pulse compression radar.Keywords: noise FM jamming; LFM; pulse compression radar; Matlab0 引言在现代雷达中普遍采用脉冲压缩技术来同时扩大作用距离和距离分辨力,即发射大时宽带宽积的雷达信号,以提高发射的平均功率,保证足够的最大作用距离;在接收时采用相应的脉冲压缩获得窄脉冲,以提高距离分辨力。
对两种脉冲压缩信号干扰的对比
Ｋｅ ｒ ｓ： ｌ ｅ ｏ ｐｒ ｓ ｉ ｎ ｓｇ ｌ ｌｎ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏｄ ａ ｉ ｎ ｓ ｇ ｌ ｐｈ ｓ — ｏ ｄ ｓｇｎ ｌ ｃｒ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ｐｕ ｓ ｃ ｍ ｅ ｓｏ ｉ ｎａ ； ｉ ｅ ｒ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｍ ｕｌｔｏ ｉ ｎａ ； ａ ｅ ｃ ｄｅ ｉ ａ ； ｉｃｅ
（ 一 １Ｉ ｓ 厂 Ｈ（ ）ｘ （ ｎ ｔｄ ） （ ） 厂 ｅｐｊ ｆ ）ｆ— ２
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本 文 研 究 分 析 了 移 频 干 扰 和 循 环 复 制 干 扰 分 别
ｒａ ｏ ｆｊｍｍｉｇ ｅｆｃ ｉ ｅｅ ｃ ， ｎ ｌｚ ｓ ｔ ｅｊ ｍｍｉ ｇ ｅｆ ｃ ｆｔ ａ ｅ ｓ ｎ ｏ ａ ｎ ｆｅ ｔｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ａ ａｙ ｅ ｈ ａ ｆ ｎ ｆｅ ｔｏ ｗｏ ｊｍｍｉ ｇ ａ ａｎ ｔｔ Ｃ ｎ ｇ ｉ ｓ ｗｏ Ｐ
对 线性调 频 信 号 和 相 位 编 码 信 号 的 干 扰 模 型 和 效 果， 重点研 究 了多普 勒 频移 对 两 种信 号 脉 压输 出的
影响。
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式 中 ： （’ Ｓ ） 为频 谱 函数 ； ， 为 匹配 滤波 器 的传输 Ｈ（ ）
（ ＰＣ）ｓｇ ｌ ， ｈａ ｒ ｉ ａ ｒ ｑ ｎｃ ｄｕ ａ ｉ ｎ ｓｇｎ ｌａ ｄ ｐｈ ｓ — ｏ ｅ ｉ ｎａ ， ｉｃ ｓ ｅ ｈｅ ｆ ｅ ｉ ｎａ ｓ ｔ ｔａ ｅ ｌ ｎｅ ｒ ｆｅ ｕｅ ｙ ｍｏ ｌ ｔｏ ｉ ａ ｎ ａ ｅ ｃ ｄ ｄ ｓｇ ｌ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｒ —
扰效果。
两种雷达脉冲压缩信号的性能分析
ｍａｎｏ ｅｔｓｄ ｌｂ ｔ， ｎ ａ ｅｇ ｏ ｒｐ ｒｅ ｆ ｎｉ ａ ｉｌｄ — ｉｅｏ ｅｒ ｅ ａ ｄｈ ｖ ｏ ｄｐｏ ｅｔ ｓ ｔｊｍｍｉｇｔ ｄ ｒ ｉｎ ｌ ｒｃｓｉｎ ｏ ａ ｉ ｏａ － ｎ ｒ ａ ｇ ａ ｏ ｅｓｏ ． ｏａ ｓ ｐ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｕ ｓ ｏ ｙ ｒ ｓ ｐ ｌ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｏ ； ｉ ｅ ｒ ｅ ｕ ｎ ｙ ｍｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｃ ａ ｔｃｂ ｎ ｒ ｈ ｓ － ｏ ｅ ｉ ｎ ｌ ｒ ｓ ｉ ｎ ｌ ａ ｑ ｅ ｃ ｄ ｌ ｔ ； ｈ ｏ ｉ ｉ ａ ｙ ｐ ａ ｅ ｃ ｄ ｄ ｓｇ ａ ｎ ｒ ｆ ｏ
０ 引言
雷 达 脉 冲 压 缩 信 号 的 提 出解 决 了 简 单 脉 冲 雷达 距 离分 辨 率 和 速 度 分 辨 率 不 能 同 时 提 高 的矛 盾 ，而 且 在 信 号 峰 值 功 率 受 限 的情 况 下 ，可 以通 过 增 加 脉
１ 线 性 调频 脉 冲压缩
Ｌ Ｍ 信 号 是 研 究 最 早 、 发 展 最 成 熟 的 调 制 信 Ｆ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｌｃｒ ｎｃ＆ Ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｓ ｏ ｈ ｗ Ｕｎ ｖ ｒｉ ， ｕ ｈ ｕ２ ０ ， ｈ ｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｅ ｔ ｉ ｏ Ｅ ｏ ｎ ｏ ｍａｉ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ， ｏ ｃ ｏ ｉ ｅｓｔ Ｓ ｚ ｏ ０ ６ Ｃ ｉ ａ ｏ ｙ １ ５ Ａ ｓｒｃ ： ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ａ ａ Ｃ Ｍ ，ｌ ｅ ｒ￣ ｑ ｅ ｃ ｄ ｌｔ ｎ （ Ｆ ）ｓ ｎ ｌ ａ ｄ ｃ ａ ｔ ｉ ａｙ ｂ ｔ ｔ Ｔ ｎ ａ ｃ ｅｆ ｍａ ｃ ｆ ｒｄ ｒ Ｅ Ｃ ａ ｏ ｉ ａ ｅ ｕ ｎ ｙ ｍｏ ｕ ａｉ ｎ ｏ Ｌ Ｍ ｉ ａ ｎ ｈ ｏ ｉ ｂ ｎ ｒ ｇ ｃ
雷达干扰 原理
雷达干扰原理
雷达干扰是指利用电磁波来对雷达系统进行干扰，以达到隐藏、扰乱、欺骗或者破坏雷达系统的目的。
雷达干扰常常通过干扰雷达接收到的回波信号来进行，具体的干扰方式包括以下几种：
1. 信号重叠干扰：干扰者发送与雷达回波信号相似的电磁波信号，使雷达系统无法有效地区分回波和干扰信号，从而导致误报或无法探测到真实目标。
2. 带宽干扰：干扰者向雷达系统发送大范围的电磁波信号，占用了雷达所需的带宽，使得雷达系统无法正常工作或者探测能力明显降低。
3. 相位干扰：干扰者改变或扰乱回波信号的相位特性，使雷达无法正确解读目标位置和速度，从而导致误报或者漏报。
4. 频率干扰：干扰者通过改变或者干扰回波信号的频率特性，使雷达无法准确测量距离和速度，从而干扰雷达系统正常的目标探测和跟踪能力。
为了对抗雷达干扰，雷达系统采取了多种技术和手段，如调频脉冲压缩、波形去拓宽、自适应抗干扰滤波算法等。
此外，也可以通过增加功率、采用多个雷达天线、频率跳变等方式来提高干扰抗性。
然而，随着干扰技术的不断发展和进步，雷达系统的抗干扰能力也在不断提升。
因此，发展更加复杂和隐蔽的干扰技术以及加强雷达系统的保护措施成为了今后的重要课题。
雷达抗干扰技术研究
雷达抗干扰技术研究本文基于雷达抗干扰技术的研究现状，阐述了雷达抗干扰技术的分类、抗干扰算法、抗干扰技术在雷达中的应用等方面的内容。
从不同的角度，对雷达抗干扰技术进行分类，可以分为以下几种：1.基于硬件的抗干扰技术：包括天线设计、滤波器设计、前置放大器设计、信道选择和调制方式设计等。
2.基于信号处理算法的抗干扰技术：主要包括自适应滤波、多普勒抑制、时域滤波、频域滤波、匹配滤波、脉冲压缩等。
3.基于机器学习的抗干扰技术：主要用于实现自适应雷达的设计，采集雷达数据，并通过训练分类器，对检测结果进行优化。
二、抗干扰算法1.自适应滤波算法：自适应滤波算法利用信号处理的方式对输入信号进行滤波处理，提高雷达抗干扰的能力，将较差的信号转换成更好的信号。
自适应滤波算法中最常见的为LMS（Least Mean Square）算法，它的核心是调整滤波器的参数以实现最小均方误差的目标，并且可以根据实际情况进行在线调试。
2.多普勒抑制算法：多普勒抑制算法是指在雷达探测目标时，将目标信号和杂波信号进行分离。
其中，多普勒滤波器的作用是对接收信号进行时域滤波，实现杂波抑制；旁瓣抑制器的作用是对接收信号进行频域滤波，实现目标信号的提取，并且可以通过调整参数实现不同范围内的目标检测。
3.脉冲压缩算法：脉冲压缩算法是在短脉冲雷达的工作中较为常用的一种抗干扰算法，通过设计特定的滤波器来实现雷达信号的压缩。
脉冲压缩技术常常用于目标的探测识别和跟踪等方面。
脉冲压缩之后，不但可以提高雷达的抗干扰能力，而且还能够提高雷达的分辨率。
1.天线设计：通过优化天线的设计，可以减少雷达接收到杂波的能力，从而提高雷达的目标探测能力。
2.滤波器设计：有效地降低了杂波信号的折射和反射，提高雷达探测距离。
3.自适应滤波：利用信号处理技术对雷达接收到的数据进行滤波，从而优化雷达的抗干扰能力。
4.多普勒抑制：通过利用多普勒抑制技术，将不同的多普勒杂波分离出来，提高了雷达的探测精度。
对LFM脉冲压缩雷达的干扰研究与仿真分析
ｂｎｎ ｈ ｒｑ ｅ ｃ — ｈｆ ｊｍｍｉｇ ｗｉ ｈ ｏ ｖ ｌｔｏ ａ ｉｉ ｇ ｔ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｉ ａ ｔ ｎ ｔ ｔ ｅｃ ｎ ｏ ｕ ｉｎｊ ｍｍｉｇ ｉ ｎ ｅｆｃｉｅａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ａ ｈ ｎ ｓａ ｆｅ ｔｖ ｎ ｒ ｃｉ ｌ ｍ— ｃ ｊ
是移 频 干扰 的理论调 制 ， 后 放 大 辐 射 出 去 ， 骗 雷 达 然 欺
益 ， 对 那 些 与 雷 达 发 射 信 号 不 匹 配 的 干 扰 信 号 有 而 很 强 的 抑 制 作 用 ， 大 提 升 了 雷 达 的抗 干 扰 能 力 。 大 传统 噪声 干扰 采 用 非 相 参 噪 声 调 制 的 干扰 信 号 ， 扰 功 率 谱 比较 宽 ， 量 分 散 ， 脉 冲 压 缩 后 ， 干 能 经 噪 声 能 量 大 部分 被 滤 除 ， 扰 能 力 大 为 减 弱 ， 能 对 脉 干 不
噪 声 干 扰 、 频 于扰 、 积 十 扰 对 ＬＦ 脉 压 雷 达 的 干 扰 效 果 。经 过 比 较 ， 频 噪 声 干 扰 干 扰 效 果 很 差 ， 移 频 干 扰 移 卷 Ｍ 射 将 和 卷 积 十 扰 结合 是 一 种 有 效 并 且 实 用 的 干扰 方法 。
关 键 词 ： 冲压缩雷达 ； 脉 射频噪声干扰； 移频干扰 ； 卷积干扰
出信 号包 络 为辛 克 函数 形 式 ， 缩 后 脉 冲 幅度 是 输 压
Ｅ ｆ ＋Ｎ（ ］ ．） 其 中 Ｕ（ ） Ｃ（ ’， （ ） ｃｃ ￣ ，） Ｓ（ ， 厂 － ， ／） Ｎ － ， 厂 厂 Ｓ 厂 分别 为 “ ，（） （） Ｓ 的频 谱 ， 匹 配滤 （） （） ｆ￡ ， ｔ ，（） 经
２１ Ｏ ０年 １ 月 ２
舰 船 电 子 对 抗
脉冲压缩技术在雷达系统中的应用
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２ 信 号 的 时 域 波 形
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２ 图 ３ 线 形 调 频 脉 冲 压 缩
图 ２ 线 形 调 频 信 号 的频 谱 作 者 简介 ： 游建（ １ ９ ８ ７年 ４月 ９日） ， 男， 学历 ： 本科， 职称： 助理 工程师， 研 究方向： 雷达 。
应 用研 究
脉冲压缩技术在雷达系统中的应用
游 建
（ 华北地 区空 中交通管理局 北京 １ ０ ０ ６ ２ １ ）
摘 要： 早期 雷达 系统 中存 在 着非 常典型 的难题 ， 即检测 能 力与分 辨 率的 矛盾， 脉 冲压 缩 为解决 这一 问题提供 了有效 的技 术途径 。 本文 对 目前在 雷达信 号 处理 系统 中应 用较 为广泛 的脉 冲压缩 技术 进行 了介 绍 。 首 先对介 绍 了脉冲 压缩技 术和 线形调 频脉 冲信 号， 然后 介绍 了线形 调频信 号的 压
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或频率上设置不 同的“ 标 志” 。 例如 ， 线形调频信号在频率上的变化 是沿着脉冲分布的 ， 使得 脉冲 的每 一小段对 应于一个 不同的频率 。 调 制脉冲通过 一条色散延 迟线 ， 该延迟线得延 迟时间是频率 的函 数， 脉冲 的每一段都经过不同的延迟 ， 这样在色散延迟线中， 脉冲的
应 用 研 究
下降沿可能被加速 ， 而上升沿被减速 ， 以便它们“ 走到一起” ， 从 而完 成宽 脉冲压 缩 。 ２ ． １线 形调 频脉 冲信 号概 述 线形调频信号是通过非线形相位调 制或线形调频（ Ｌ Ｆ Ｍ） ， 从而 获得大 时宽带宽积的 ， 这种信号称为ｃ ｒ Ｉ ） 信号 ， 线形调频信号是 目 前应 用最为广 泛的一 种脉冲压 缩信 号。 采用这种信号 ， 雷达既可获 得远作 用距 离又可以获得 高距 离分辨 力。 它 的优点是 ： 所用的匹配 滤波器对 回波信号 的多普勒频移 不敏感 。 因而可以用一个 匹配滤波 器 来处理具有 不 同多普勒 频移 的信号 ， 这将大大 简化信号处理系 统。 线形调频信号的产生和处理 比较容易， 而且技术上比较成熟 ， 所 以它获得了广泛应用 。 它 的主要缺点是 ： 存在距离与多普勒频移 的 耦合及匹配滤波器输 出旁瓣较高。 为压 低旁瓣 采用 失配处理 ， 这将 降低系统 的灵敏度【 １ ］ 。 线形调频信号可 以表 示为 ：
脉冲压缩主瓣宽度计算
脉冲压缩主瓣宽度计算1. 脉冲压缩基础概念脉冲压缩的基本原理是通过特定的信号处理技术，将发射的宽脉冲信号压缩为一个较窄的脉冲，以提高系统的时间分辨率。
常用的脉冲压缩技术包括线性调频脉冲压缩（chirp）和相位编码脉冲压缩等。
脉冲压缩的效果通常通过主瓣宽度来评估。
2. 主瓣宽度的定义主瓣宽度指的是脉冲压缩后，脉冲信号在其主瓣区域内的宽度。
主瓣区域通常指的是主瓣中心到主瓣边缘的距离，主瓣宽度越小，说明脉冲的时间分辨率越高。
在频域中，主瓣宽度对应于脉冲的时间域宽度。
3. 理论计算方法确定信号的时域特性：在进行脉冲压缩前，需要明确信号的原始脉冲宽度和形状。
例如，对于线性调频（chirp）信号，其时域特性可以表示为一个具有线性频率变化的脉冲。
傅里叶变换：对原始信号进行傅里叶变换，得到信号的频域特性。
通过频域上的压缩操作，将信号的频谱压缩，从而达到时域上脉冲的压缩。
计算主瓣宽度：根据频域的压缩程度，计算脉冲在时域上的主瓣宽度。
对于线性调频信号，其主瓣宽度可以通过公式：主瓣宽度 = 1 / (2 带宽)其中，带宽是信号在频域上的宽度。
对于不同类型的脉冲压缩技术，主瓣宽度的计算方法可能有所不同，但其基本原则是相同的。
4. 实际应用中的主瓣宽度计算信号的实际特性：实际信号可能受到噪声、干扰以及其他非理想因素的影响，因此需要对实际信号的特性进行调整和修正。
例如，实际中可能需要考虑信号的失真、非线性效应等。
滤波器设计：脉冲压缩通常涉及滤波器的设计和实现。
滤波器的特性直接影响到主瓣宽度的计算结果。
在设计滤波器时，需要确保其频率响应能够有效地压缩信号脉冲，并达到所需的主瓣宽度。
系统配置：实际系统中的配置，如发射和接收天线的特性、信号处理算法的选择等，都会对脉冲压缩的主瓣宽度产生影响。
在计算主瓣宽度时，需要综合考虑这些因素，以获得准确的结果。
仿真与测量：在实际应用中，通常通过仿真和测量来验证理论计算结果。
通过对实际系统的仿真分析，可以预测主瓣宽度的表现，并根据仿真结果进行调整。
脉冲压缩对自卫电子干扰系统的影响
脉冲压缩对自卫电子干扰系统的影响脉冲压缩使用脉冲压缩技术可以提高远程雷达的距离分辨力。
几十年来，SPOON REST 、FLAT FACE 等远程防空武器的雷达都是目标探测雷达，这些雷达的发射功率高，并且脉冲持续时间长，从而实现了很远的探测距离。
雷达进行目标探测时，主要依靠能量，发射脉冲持续时间越长，则反射信号的能量也就越高。
能量就是脉冲的功率乘以持续时间。
但距离分辨率的公式是：2c R τ∆=当脉冲变宽时，距离分辨率会明显降低，因此，当有多个目标时，由于距离分辨率不够，雷达很难对多个目标进行区分。
并且，当雷达将从当前目标切换到其他目标时，精度也难以达到要求。
对于雷达来说，为了提高距离分辨率，就必须减小脉冲宽度。
使用脉冲压缩技术，能够降低脉冲有效持续时间。
脉冲压缩技术可以通过使用调频脉冲信号(chirp)或移相键控(巴克码)来实现，这能够显著提高距离分辨率。
chirp 信号在远距离探测雷达上已经应用多年，目前在一些跟踪雷达上也有应用，我们首先讨论一下chirp 信号。
如图1所示，产生chirp 信号的方法是对发射脉冲进行线性频率调制，这个过程称为“脉冲线性调频”，缩写为LFMOP 。
接收到目标反射的回波信号，首先进入到压缩滤波器，压缩滤波器能够通过测量瞬时频率的方式，获取测量回波信号与发射信号之间的时间延迟，从而获得目标的距离。
图1 chirp 信号因为在其脉冲上叠加了线性调频，因此在接收机处理时能够被压缩压缩滤波器可以设计为具有当延迟最大时，频率为最大，反之亦然。
在本例中，脉冲从最高频率开始下降，因此，当回波脉冲进入压缩滤波器时，由于频率初始为最大，所以具有最大延迟，随后，随着脉冲频率的降低，延迟逐渐减小。
如图所示，由于累积效应，压缩滤波器能够输出更窄的脉冲，因此脉冲被“压缩”了。
压缩系数是频率调制的范围除以雷达特征带宽的倒数。
特征带宽通常大于脉冲宽度。
压缩系数的计算公式：1/FD τ∆=例如，如果脉冲宽度为10us ，频率调制偏移为10MHz ，则压缩量为10MHz/100kHz ，或称压缩系数为100。
两种组合脉压信号抗干扰分析
了广泛 的应 用。常用 的脉压 雷达信 号为 线性 调频 信 号和 相位 编码 信 号 ， 而组 合 脉压 雷达信 号在 抗 干扰 能力 方面更有优 势 。文 中通过 仿真 计算 ， 用 多种干扰 样 式 ， 两种组合 脉压 雷达信 号的 使 对 抗 干扰 性 能进 行 了定 量分析 。计 算结果及 仿真 试验表 明 ， 抗 干扰 性 能优 于 纯线 性调 频 信 号或 其 相位编码 信 号。 关键词 ： 雷达 ； 脉压 ； 组合脉 压信 号 ； 干扰 抗 ． 中图分 类号 ：Ｎ ７ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：０９— ４ １２０ ）２— ０６— ５ Ｔ９ Ａ １０ ０ ０ （０８ ０ ０３ ０
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线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析
线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析线性调频脉冲压缩技术（Linear Frequency Modulated Continuous Waveform Compression，简称LFMCW）是一种常用于雷达系统中的信号处理技术。
LFMCW技术通过在发送端连续变化载频频率，然后在接收端进行脉冲压缩处理，达到提高雷达系统性能的目的。
LFMCW技术在雷达系统中有以下几个应用：1. 目标测距：LFMCW雷达通过连续变化载频频率，在接收端可以通过测量脉冲压缩后的信号到达时间来计算目标距离。
由于脉冲压缩技术可以实现较高的距离分辨率，因此LFMCW雷达对目标的准确测距非常有效。
2. 目标速度测量：利用LFMCW雷达在发送过程中持续改变载频频率，接收到的回波信号会受到多普勒频移的影响。
通过测量回波信号的频率差异，可以计算出目标的径向速度。
这种技术可以应用在雷达测速、交通流量检测等领域。
3. 目标角度测量：LFMCW雷达可以通过改变载频频率的方式，通过测量回波信号的相位差异来计算目标的角度信息。
这是因为目标的位置不同会导致回波信号的相位差异。
LFMCW雷达可以实现对目标的方位角和俯仰角的测量。
4. 多目标分辨：LFMCW雷达通过改变载频频率的方式，在接收端可以对回波信号进行不同的频率切片，从而实现对多个目标的同时探测和跟踪。
利用多目标跟踪算法，LFMCW雷达可以将不同目标的回波信号分离，实现对多个目标的高精度测量和跟踪。
5. 抗多径干扰能力：LFMCW雷达的脉冲压缩技术可以有效地抑制多径干扰。
当雷达信号在发射和接收过程中受到多个路径的反射时，回波信号会叠加形成干扰。
通过脉冲压缩技术，可以有效地将干扰信号分离出来，提高雷达系统的抗多径干扰能力。
LFMCW技术在雷达系统中可以实现目标测距、速度测量、角度测量、多目标分辨和抗多径干扰等功能。
这种技术不仅提高了雷达系统的性能和测量精度，还具有较低的成本和较小的体积。
基于脉冲压缩雷达干扰仿真分析
基于脉冲压缩雷达干扰仿真分析摘要：雷达干扰信号分析与设计，是雷达对抗领域的理论研究工作中的重要内容。
脉冲压缩雷达抗干扰仿真研究事关雷达设备在实战环境下的应用效果。
脉冲雷达的脉冲压缩信号包含有线性调频信号、二相编码信号等多种信号，噪声干扰、噪声调幅干扰与移频干扰是脉冲压缩雷达干扰仿真分析的主要分析对象。
本文从脉冲压缩雷达仿真模型建构入手，对脉冲压缩雷达干扰仿真问题进行了分析。
关键词：脉冲压缩雷达；线性调频信号；二相编码信号；混合信号前言：随着数字电子技术的不断发展，DRFM（数字射频存储器）技术、DDS （直接数字频率合成）技术与雷达技术之间的融合，已经让雷达系统所具有的欺骗干扰功能实现了由简单调制向复杂调制的转变及非相干干扰向想干干扰的转变，压制性欺骗也逐渐成为了雷达系统的重要实战功能。
脉冲压缩雷达是一种具有较强干扰能力的雷达系统。
该系统所具有的高辐射能量及良好的距离分辨能力可以让雷达设备的抗噪声干扰功能和欺骗干扰性能得到强化。
1、脉冲压缩雷达仿真模型的建构脉冲压缩与脉冲压缩雷达的信号处理部分之间存在着一定的关联。
根据脉冲压缩雷达的特点，此类雷达设备中所应用的现行调频脉冲技术是对雷达回波进行频率延迟处理的技术。
这种延迟处理方式可以在提升脉冲压缩比的基础上，提升脉冲压缩雷达的抗干扰能力[1]。
限幅措施与相干积累的合理应用，也可以为脉冲雷达抗干扰能力的提升提供保障。
在调频脉冲技术、限幅技术与相干积累技术应用以后，脉冲压缩雷达仿真模型需要包含限幅模型、脉压模型、检波模型、积累模型和检测模型等多种模型。
该模型中的雷达回波信号在无干扰的情况下，会成为线性调频波信号，下列公式为雷达回波信号取值范围公式：x=sin（2πωt）在上述公式之中，x指代的内容为雷达回波信号；ω为调频规律；t为调频脉宽。
假定y1、y2和y3分别指代雷达回波的限幅输出信号、限幅函数与相干积累结果，根据脉冲压缩原理的相关内容，该模型可以推导出以下公式：y2（ω）=y1（ω）·X’(ω)在上述公式之中，X’(ω)所指代的内容为雷达回波取值范围公式的傅里叶变换函数；y2（ω）是傅里叶逆变换过程中产生的雷达回波压缩信号。
基于混沌的脉冲压缩雷达干扰研究
基于混沌的脉冲压缩雷达干扰研究基于混沌的脉冲压缩雷达干扰研究脉冲压缩雷达是一种常用的雷达技术，广泛应用于军事和民用领域。
它具有高分辨率、高精度和抗干扰能力强等优势。
然而，脉冲压缩雷达也存在易受到干扰的问题。
为了提高脉冲压缩雷达的干扰抗性，基于混沌的脉冲压缩雷达干扰研究日益受到关注。
混沌是一种在物理、化学、生物等领域普遍存在的现象。
它是一种无规律但又不完全随机的运动方式。
混沌的特点是“瞬间而起，千变万化，无法预知”。
混沌信号是一种在干扰中也存在的信号，它具有高度的不可预测性和复杂性。
因此，基于混沌的脉冲压缩雷达干扰研究是目前备受瞩目的研究方向。
基于混沌的脉冲压缩雷达干扰研究主要涉及以下三个方面：一、混沌信号的产生与控制混沌信号是通过非线性系统产生的，因此在研究基于混沌的脉冲压缩雷达干扰时，需要先研究混沌信号的产生和控制。
目前，常用的混沌产生方式包括自激励、外加激励和时变参数等。
在这些产生方式中，自激励是最常用的一种方式，通过对延迟反馈系统或环形共振器等系统进行驱动可以产生复杂的混沌信号。
此外，通过混沌控制技术，还可以实现对混沌信号的调制和控制，进一步增强混沌信号的复杂性与随机性。
二、混沌信号与脉冲压缩雷达干扰研究混沌信号与脉冲压缩雷达之间存在着复杂的非线性关系。
目前，研究基于混沌的脉冲压缩雷达干扰主要包括两个方面。
一是对混沌信号进行制式变换，将混沌信号转化为类似于展宽的线性调频信号，再加入到脉冲压缩雷达的工作频段内，从而实现一定程度的干扰。
二是通过设计混沌同步回路和混沌超前控制系统，将混沌信号与脉冲压缩雷达信号同步，从而可以实现对脉冲压缩雷达的干扰控制。
三、干扰抵御技术研究在脉冲压缩雷达干扰领域，目前研究主要集中在抗干扰技术。
基于混沌的脉冲压缩雷达干扰研究也探索了一些新的技术，如采用变频机制实现跳频、引入随机延迟等技术。
这些技术可以有效提升脉冲压缩雷达的抗干扰能力，减弱混沌信号对脉冲压缩雷达的干扰。
雷达信号处理中的脉冲压缩算法研究
雷达信号处理中的脉冲压缩算法研究雷达是一种广泛应用于军事、航空航天、气象、交通等领域的探测和测距技术。
而在雷达信号的处理过程中，脉冲压缩算法是一项重要的技术手段。
脉冲压缩算法旨在提高雷达系统的距离分辨率和目标检测性能。
本文将对脉冲压缩算法进行深入研究，探讨其原理、应用以及当前的研究进展。
脉冲压缩算法的原理是利用波形发射与接收信号的相关性对接收信号进行处理，从而提高雷达的分辨能力。
传统的脉冲压缩算法包括匹配滤波器法、快速脉冲压缩法等。
匹配滤波器法通过与已知脉冲形状进行相关，实现信号压缩，从而提高雷达系统的距离分辨率。
而快速脉冲压缩法则通过FFT算法将时域信号变换到频域，进而实现信号的压缩。
这些传统的脉冲压缩算法在实际应用中已经取得了很好的效果，然而随着科技的进步和需求的变化，研究者们对脉冲压缩算法进行了进一步改进和创新。
近年来，基于稀疏表示及压缩感知理论的脉冲压缩算法备受关注。
这种算法利用了雷达信号的稀疏性，通过基于迭代算法的方法实现高精度的信号重构和压缩。
这种方法具有较好的抗噪声能力和更高的计算效率，适用于各种复杂环境下的雷达信号处理。
另外，人工智能技术的应用也为脉冲压缩算法的研究带来了新的思路。
例如，深度学习方法可以通过学习大量数据样本来提取雷达信号中的特征，从而提高信号的压缩效果和目标检测能力。
这些新兴的脉冲压缩算法在实际应用中取得了一定的突破，对于提高雷达系统的性能具有重要意义。
在实际应用中，脉冲压缩算法在雷达目标检测、距离分辨和抗干扰能力方面发挥着重要作用。
首先，脉冲压缩算法可以提高雷达的目标检测能力。
通过对接收信号的压缩处理，可以有效增强目标回波信号的强度，从而提高雷达对目标的识别和跟踪能力。
其次，脉冲压缩算法可以提高雷达的距离分辨能力。
由于信号经过压缩处理后的带宽增加，因此可以提高雷达的距离分辨率，实现对目标的更精确探测。
此外，脉冲压缩算法还可以提高雷达的抗干扰能力。
通过压缩处理，可以减少背景杂波和噪声对雷达系统的影响，提高雷达对目标回波信号的识别和提取能力。
多普勒频移对脉冲压缩雷达的影响及其补偿研究
摘要脉冲压缩体制雷达具有分辨力高、探测距离远和抗有源噪声干扰能力强等优点，因此在电子对抗领域受到青睐。
本文主要研究了多普勒频移对脉冲压缩雷达的影响，以及脉冲压缩雷达的多普勒频移补偿问题。
介绍了脉冲压缩雷达中较常见的线性调频脉冲压缩雷达和二相编码脉冲压缩雷达的工作原理，分析了线性调频脉冲信号和二相编码脉冲信号的时、频特性。
在基本理论的基础上，分别对线性调频脉冲压缩雷达和二相编码脉冲压缩雷达的多普勒效应做了深入的理论分析和数学推导，并通过matlab仿真进一步验证了多普勒频移对线性调频脉冲压缩雷达和二相编码脉冲压缩雷达的影响。
针对线性调频脉冲压缩雷达的多普勒频移-距离耦合效应，本文研究了利用波形来消除多普勒频移对线性调频脉冲压缩雷达距离测量影响的上升下降调频多普勒补偿算法，以及运用线性调频信号的循环互相关特性来实现多普勒频移估计的一种多普勒频移估计补偿算法。
本文还针对二相编码脉冲压缩雷达的多普勒敏感问题，研究了通过将同一回波中的相邻子脉冲信号相乘来抵消多普勒频移的构造码多普勒补偿算法，利用二次内插将回波信号中的多普勒信号恢复出来后再进行多普勒补偿的内插多普勒补偿算法，以及在回波间进行多普勒频率对消的双码多普勒补偿算法。
本文不仅从理论上对各种算法进行了分析，还对各种算法都进行了matlab仿真，仿真结果验证了这些多普勒补偿算法的有效性。
此外，本文还分析了噪声对各种算法的影响。
通过理论分析和仿真，本文认为上升下降调频多普勒补偿算法和双码多普勒补偿算法有较大的实用价值。
关键词：脉冲压缩，线性调频，二相编码，多普勒频移AbstractPulse compression radar has the advantages of high resolution, far detection distance and strong anti-noise ability, therefore, it is preferred in electronic counter field.The Doppler effects on pulse compression radar and the Doppler frequency compensation problems of pulse compression radar are mainly studied.The theory of the most common linear frequency modulation pulse compression radar and biphase coded pulse compression radar is introduced at first, and the time and frequency characteristic of the signals is analyzed. Based on the basic theory, the Doppler effects on linear frequency modulation pulse compression radar and biphase coded pulse compression radar are analyzed theoretically and deduced mathematically. And the effects are validated by matlab simulation.For the ranging bias due to the Doppler coupling of the linear frequency modulation pulse compression radar, two Doppler compensation algorithms are presented. Up-down frequency modulation compensation algorithm compensates the Doppler effects by waveforms. Frequency estimation algorithm compensates the Doppler effects based on the cross-correlation characteristic. For the Doppler sensitivity of biphase coded pulse compression radar, three Doppler compensation algorithms are discussed. Constructed code compensation algorithm eliminates the Doppler effects by the multiplication of neighboring sub-pulse signals. Interpolation compensation algorithm compensates the Doppler effects after recovering Doppler signal from echo by Interpolation. Double code compensation algorithm cancels the Doppler effects between echoes.All the Doppler compensation algorithms are analyzed theoretically and simulated in matlab. The results show the algorithms effective. Moreover, the noise effect on those algorithms is studied. Finally, Up-down frequency modulation compensation algorithm and Double code compensation algorithm are regarded to have more practicability.Keywords:pulse compression, linear frequency modulation, biphase coded, Doppler effects独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
一种新的脉冲压缩雷达干扰处理方法
一种新的脉冲压缩雷达干扰处理方法随着雷达技术的迅速发展，脉冲压缩雷达已经成为当前最先进的雷达系统。
然而，它们也存在着处理外部干扰的问题，这是由于脉冲压缩雷达在对远距离目标进行定位时，会受到由外部干扰引起的信号失真影响而准确度受到影响。
为了解决这一问题，本文提出了一种新的脉冲压缩雷达干扰处理方法，采用定频噪声干扰的抑制方案，通过窗口函数抑制低频噪声，采用频率屏蔽技术来抑制定频噪声，有效抑制外部干扰，提高雷达系统的定位精度。
首先，考虑到定频噪声干扰，可以通过采用频率屏蔽技术来抑制定频噪声，即不同频率信号被分别处理，其中低频信号经过预加重后进行窗函数处理，高频信号直接被忽略。
因此，可以利用频率屏蔽技术将定频噪声干扰分开，从而只对低频信号进行窗函数处理，同时抑制低频噪声。
除此之外，由于窗函数具有非常强的抑制作用，因此可以有效抑制低频噪声，获得较好的抑制效果。
其次，可以使用多媒体技术，充分利用多媒体信息，实现多种功能，同时实现抑制外部干扰的同步处理，以达到最佳的效果。
比如，可以采用多种传感器信息，包括温度传感器、光照传感器和加速度传感器等，这些传感器信息可以被整合在一起，实现多功能的雷达处理，从而达到最佳的效果。
最后，通过滤波技术进行信号处理，可以有效抑制外部干扰，并且还可以提高信号处理的精度。
滤波技术可以分为两种：一种是滤波模型，另一种是滤波算法。
前者是基于特定模式，可以有效地抑制外部干扰，后者则是针对某种特定算法，可以更好地抑制外部干扰。
因此，可以通过滤波技术抑制外部干扰，有效地提高信号处理的精度。
综上所述，本文提出的一种新的脉冲压缩雷达干扰处理方法可以有效地抑制外部干扰，通过采用定频噪声干扰的抑制方案，通过窗口函数抑制低频噪声，采用频率屏蔽技术来抑制定频噪声，有效抑制外部干扰，提高雷达系统的定位精度，同时也可以利用多媒体技术及滤波技术，进行信号处理，提高信号处理的精度，达到最好的抑制效果。
综上所述，一种新的脉冲压缩雷达干扰处理方法的开发，将为雷达系统的正确定位及效率提供有效的技术支持，有效抑制外部噪声，提高雷达系统的定位精度，为雷达系统技术的发展做出重要贡献。
两种干扰方式对雷达脉冲压缩技术的影响
f inst
=
1 2π
dΨ dt
(
t)
= μ( t - τ)
=μ t -
2R c
(3) 此时 ,回波经过第 1 步处理后 ,信号带宽没有 改变 。
下一步是要对正交分量进行采样 。为了避免
频谱重叠 , 基于 Nyquist 采样定理 , 采样频率 f s 满足 f s ≥2 B , 采样时间间隔 Δt ≤1/ 2 B 。接收时 间长度为 T ,则接收时间内的总采样点数
贾 鑫 ,男 ,教授 ,博士生导师.
第 5 期 刘红娅 ,等 :两种干扰方式对雷达脉冲压缩技术的影响
83
窄脉冲以提高距离分辨率的技术 ,此技术成功地 解决了雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾 。
合成孔径雷达和逆合成孔径雷达常采用线性调频
(linear f requency modulatio n ,L FM) 作为发射信 号 。线性调频信号的脉冲压缩技术通常有 :相关 处理和全去斜处理 。
B FBW
=
B Fc
(11)
式中 :B 为信号带宽 ; Fc 为发射信号的载频 。如
果雷达的 B FBW ≤1 % , 则为窄带雷达 ; 如果 1 % < B FBW ≤25 % ,则为宽带雷达 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(a) 雷达 A 对目标回波相关处理 (时域)
假定雷达 A , 发射信号载频 f c1 = 5. 5 GHz ,
摘 要 : 在简要介绍了雷达脉冲压缩技术常用的相关处理和全去斜处理技 术后 ,详细分析了在雷达波段相同时 ,这 2 种技术适用的条件 :相关处理适用于窄带 雷达 ;全去斜处理适用于宽带雷达 ,以及射频噪声干扰和混沌相干干扰对这 2 种脉冲 压缩技术的干扰效果 ,并分别进行了仿真实验 。结果表明 :在干信比相同的条件下 , 射频噪声干扰对窄带雷达影响显著 ,混沌相干干扰对这 2 种脉冲压缩技术都能造成 强有力的干扰 。
脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用。
T
倍。图 4 分别给出了匹配滤波器时域和频域特性。
1 0.5
transmission function of matched filter
h(t)
0
-0.5 -1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 x 10 1
-5
100
time/s frequency-domain characteristics of h(t)
线性调频信 号
窄脉冲输出 匹配滤波器
图 3 匹配滤波器的原理框图
在接收信号是，调频信号通过一个脉冲压缩滤波器，滤波器是一个传播速度 与频率成正比的延迟线。相对于脉冲前沿的较低频率，滤波器加快了在脉冲后沿 较高频率的速度，以便将信号压缩到 1/B 宽度,其中 B=f2-f1。在这种情况下,输出 与 (sin(Bt)) Bt 成正比。脉冲在通过滤波器后，脉冲的峰值功率提高了脉冲压 缩比 BT
S(w)
0 -1.5
50
-1
-0.5
frequency/Hz
0
0.5
1
1.5 x 10
7
图1
线性调频信号的时域波形及频谱
3.2 脉冲压缩处理 脉冲压缩处理是整个雷达信号处理过程中非常重要的一个环节， 其处理精度 和速度直接决定了雷达系统的工作效率和反应速度。 脉冲压缩雷达信号处理方式又分为以下两种： 模拟脉冲压缩 数字脉冲压缩 数字脉冲压缩技术相对于传统的模拟脉冲压缩处理方法具有很大的优越性， 其处理精度高、灵活性大、可靠性高，易于大规模生产，已成为现代雷达脉 压系统的主流。数字脉冲压缩对二相位编码信号特别方便,采用脉冲线性调频的 脉冲压缩雷达也可用数字处理技术。 数字处理的缺点是对大带宽信号必须有极高 的数字处理速度，解决这个问题尚存在困难。 3.3 线性调频信号的产生原理 在雷达的发射机中，首先由脉冲调制器产生信号，它是幅度为 A 周期为 T 的矩形脉冲波。如图 2a 所示。在脉冲的持续时间内，频率从 f1 线形增加到 f2，
脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用
脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用雷达简介雷达是Radar（RAdio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。
发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。
它主要由发射机，天线，接收机，数据处理，定时控制，显示等设备组成。
利用雷达可以获知目标的有无，目标斜距，目标角位置，目标相对速度等。
现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念，使它具有对运动目标(飞机，导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。
通过前段的学习，我们学习了雷达的简史，发射机，接收机，显示器等。
对其工作原理有了大致了解。
在第二章中我们学习了雷达的常用信号形式，有简单脉冲，脉冲压缩，连续被等等。
当雷达发射一个脉冲后一段时间，接收机会接收到回波，其探测距离为R=CTr/2。
Tr为发射脉冲周期，当两个回波脉冲相接处时将会出现分辩模糊，其距离分辨率为 Ct/2，t为脉冲宽度。
我们发现，t越大则雷达探测距离也越大，此时需要t越大越好。
然而t越大将造成雷达分辨能力的降低，产生矛盾。
为了解决这个问题，引入脉冲压缩技术。
脉冲压缩技术1.问题引出雷达不仅要对目标位置，速度信息提取，同时要对目标进行分析和识别，这要求雷达发射的信号具有大的带宽。
脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率，这种体制采用宽脉冲以提高发射的功率，增加雷达的探测距离，接收时采用脉冲压缩技术获得窄脉冲，以提高分辨率。
很好的解决了雷达作用距离和分辨率之间的矛盾。
2.脉冲压缩技术原理随着雷达应用的不断扩大，对雷达的作用距离，分辨精度等的要求相应提高。
增大雷达作用距离可以提高其脉宽或峰值功率，但由于发射管的限制，增大功率往往不容易，于是可以用增大脉冲宽度的方法。
对于恒定载频单脉冲信号，脉宽的增大意味着带宽的减小，B=1/T。
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0 ≤t ≤ T
(1)
式中 : T 是脉冲宽度 ;μ= B/ T , B 是信号带宽 ; f 0
是 L FM 信号的起始频率 。雷达回波信号与发射
信号类似 ,区别在于时延和幅度 。考虑一个目标 ,
距离雷达 R ,则雷达接收到的回波为
S rece ( t)
= aexp
j2π
f 0 ( t - τ)
+
μ 2 (t
随后分析了射频噪声干扰和混沌干扰对这 2 种脉 冲压缩技术的干扰效果 ,并对其进行了仿真实验 。
1 脉冲压缩技术
雷达脉冲压缩技术是雷达发射时采用宽脉冲 以实现远的作用距离 ,接收时通过脉冲压缩获得
收稿日期 : 2008206203 作者简介 : 刘红娅 ,女 ,讲师 ,博士研究生. 主要研究方向 :雷达干扰.
f 0τ+μτt
-
μτ2 2
,0 ≤t ≤ T
(8) 式中 : 3 表示共轭 。
该信 号 的 相 位 为 Ψ ( t) = 2π ( f 0τ + μτt 0. 5μτ2 ) ,瞬时频率为
f inst
=
1 2π
dΨ( dt
t)
= μτ = μ2 R
c
(9)
即经过处理 ,目标与雷达之间的距离 R 与信
f inst
=
1 2π
dΨ dt
(
t)
= μ( t - τ)
=μ t -
2R c
(3) 此时 ,回波经过第 1 步处理后 ,信号带宽没有 改变 。
下一步是要对正交分量进行采样 。为了避免
频谱重叠 , 基于 Nyquist 采样定理 , 采样频率 f s 满足 f s ≥2 B , 采样时间间隔 Δt ≤1/ 2 B 。接收时 间长度为 T ,则接收时间内的总采样点数
The Effect of Two J amming Metho ds upon Radar Pulse Comp re ssion Technique
L IU Ho ngya , J IA Xin
(Depart ment of Optical and Elect rical Equip ment , t he Academy of Equip ment Co mmand & Technology , Beijing 101416 , China)
小节用同一波段带宽不同的 2 部雷达对 2 个目标 的检测过程说明这 2 种处理方式的适用条件和处 理结果 ,即在图 1 所示中 ,雷达的位置上分别放置 雷达 A (采用相关处理) 和雷达 B (采用全去斜处 理) 。
图 1 雷达与目标之间的位置关系 假定有 2 个目标 , 目标 M1 与雷达之间的距 离 R1 = 18 003 m , 其雷达截面积 a1 = 1 m2 ; 目标 M2 与雷达之间的距离 R2 = 18 033 m , 其雷达截 面积 a2 = 1. 2 m2 。看这 2 个目标在 C 波段窄带 和宽带雷达中的处理结果如何 。
第200290
年 卷
10 月 第5期
装备指挥技术学院学报 Jo urnal of t he Academy of Equip ment Command & Technology
Octo ber 2009 Vol. 20 No1 5
两种干扰方式对雷达脉冲压缩技术的影响
刘红娅 , 贾 鑫
(装备指挥技术学院 光电装备系 ,北京 101416)
根据 参 考 文 献 [ 3 ] 中 分 数 带 宽 ( f ractio nal band widt h ,FB W) 的定义
重 ,因此对于宽带雷达 ,一般采用全去斜处理 。设 接收距离窗W rect = 45 m ,对应的接收时间 Trect2 = 0. 3μs ,根据式 ( 10) 得采样点数 N 2 = 2 B2 Trect2 = 240 ,取 N2FFT = 256 , 大大降低了雷达 B 回波处理 的工作量 。
号 S 1 的瞬时频率成正比 。
下一步是要对信号进行采样 。目标的最大尺
寸 W rect 决定了接收起始距离 R0 处的瞬时信号带 宽 ,延迟接收时窗 τ= Trect = 2W rect / c , 则信号 S1 的瞬时带宽为 B′= B Trect / T 。为了避免频谱重 叠 , 基 于 Nyquist 采 样 定 理 , 采 样 频 率 f s 满 足 f s ≥2 B′,采样时间间隔 Δt ≤1/ 2 B′, 在接收时间 T 内 ,采样点数为
贾 鑫 ,男 ,教授 ,博士生导师.
第 5 期 刘红娅 ,等 :两种干扰方式对雷达脉冲压缩技术的影响
83
窄脉冲以提高距离分辨率的技术 ,此技术成功地 解决了雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾 。
合成孔径雷达和逆合成孔径雷达常采用线性调频
(linear f requency modulatio n ,L FM) 作为发射信 号 。线性调频信号的脉冲压缩技术通常有 :相关 处理和全去斜处理 。
B FBW
=
B Fc
(11)
式中 :B 为信号带宽 ; Fc 为发射信号的载频 。如
果雷达的 B FBW ≤1 % , 则为窄带雷达 ; 如果 1 % < B FBW ≤25 % ,则为宽带雷达 。
(a) 雷达 A 对目标回波相关处理 (时域)
假定雷达 A , 发射信号载频 f c1 = 5. 5 GHz ,
雷达发射信号与式 (1) 相同 ,目标回波信号与 式 (2) 相同 。在全去斜处理中 ,参考信号的复数形 式为
S ref ( t)
= exp
j2π
f0
t
+
μ 2
t2
,
0 ≤t ≤ T
(7)
即波形与发射波形相同 。经过第 1 步处理后 , 得
到信号为
a ·exp
S1
=
· S
3 rece
S ref
=
j2π
1. 2 全去斜处理 全去斜处理也称为解线性调频方法[2] , 此技
术包含 3 个步骤 : ① 雷达回波与参考信号 ( 发射 波形的复制) 共轭相乘 ; ② 相乘的结果进入相干 检波及模/ 数采样 ; ③ 经过窄带滤波器提取出与 目标距离相对应的频率 。由于全去斜处理能将时
延变换为频率 , 因此同一个距离门内的回波具有 相同的恒定的频率 。
N
=Hale Waihona Puke TΔt≥2 B T
(4)
为了更好地执行傅里叶变换 , 则总采样点
数为
N FFT = 2m ≥ N
(5)
式中 : m 为正整数 。
参考信号的复数形式为
Sref ( t) = exp (jπμt2 ) , 0 ≤t ≤ T
(6)
对采样后信号进行相关处理 , 相关处理的过
程为 : ①对采样序列做 FF T 变换 ,对匹配滤波器 的脉冲响应做 FF T 变换 ; ② 两者在频域共轭相 乘 ; ③ 将频域相乘的结果作快速傅里叶逆变换 (inver se fast Fo urier t ransform , IFF T) , 以生成 时域压缩后的脉冲 。当然 ,在实际处理中 ,还需执 行加权 、天线增益 、距离衰减补偿 。
经过处理仿真后 ,得到的雷达 A 和雷达 B 对 2 个目标的脉压输出结果 , 如图 2 所示 。其中 , 图 2 (a) 是雷达 A 经过相关处理后时域序列的幅 度 ,图 2 ( b) 是雷达 B 经过全去斜处理后频域序列 的幅度 。从图 2 可以看出 ,经全去斜处理后 ,更能 分辨出目标 ,但这种高分辨率的处理是以增大脉 冲时宽 、提高信号带宽为代价而得到的 。
N
=
T
Δt
≥2 B′T
= 2 B T rect
(10)
为了更好地执行傅里叶变换 ,仍需要按式 (5)
将 N 个采样点增加到 N FFT 个采样点 。
1. 3 适用条件分析及仿真
上面简单介绍了相关处理和全去斜处理 , 本
84
装 备 指 挥 技 术 学 院 学 报 2009 年
Key words : radar ; p ul se co mp ressio n technique ; radio noise jamming ; chaotic co herent jamming
线性调频信号是一种常用的雷达发射信号 , 广泛应用于各种用途的雷达 ,为了能分辨出目标 , 雷达信号接收系统通常采用 2 种脉冲压缩技术 : 相关处理和全去斜处理 。本文以线性调频信号作 为雷达发射信号 ,简要介绍了这 2 种脉冲压缩技 术的原理[1] ,详细分析了这 2 种技术的适用条件 。
Abstract : Af ter simply int roducing t he p rinciple of correlatio n p rocessing and st retch p rocessing , which are co mmo nly used by radar p ul se co mp ressio n , t he applicable co nditio ns of each technique are analyzed in detail : co rrelatio n p rocessing is usually used in narrow bandwidt h radar , while st retch p rocessing is normally used to p rocess wide bandwidt h L FM waveforms , when t he radar s are in t he same waveband. Following t his , t wo interfering met hods , radio noise jamming and chaotic co herent jamming , are analyzed upo n t hese two p ul se co mp ressio n techniques. The interfering effect s are co n2 t rasted respectively by simulatio ns. The result show s t hat radio noise can jam narrow bandwidt h radar p ro minently ; chaotic co herent noise can st ro ngly jam bot h of t hese t wo p ul se co mp ressio n techniques , o n co nditio n t hat t he jam signal rate is same.