高脉冲重复频率雷达解距离模糊方法的研究
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中使用的机动性都是制导雷达进一步发展的方向［ｌ１
连续 波 信 号体制由于功率泄漏、接收机动态范围等条件的限制，在早期的 地— 空制导雷达中应用不多，但连续波雷达有利于动目标检测；能采用固态 微波集成电路，有利于减小设备体积；无近距离盲区，特别适用于近程战场侦 察雷达；平均功率等于峰值功率，在同样的平均功率条件下，对隐身目标的探
在多 目标 环境下，由于 目标可能出现在相同波束、速度相同或相近，解 距离模糊仅仅通过目标的角度和速度信息配对可能无法完全分辨各个 目标。 本文在区间搜索法的基础上提出了针对多目标情况下的解模糊算法，即扩展 第四种脉冲重复频率，利用其中三参差重复频率解距离模糊，第四种重复频 率的距离编码作为校验准则，去除虚假目标，以解决多目标分辨问题。
ｍｅ ｔｈｏ ｄ ；ｍ ｕ ｌｔｉｐ ｌｅ ｔａ ｒｇｅ ｔｓ ｒｅ ｃ ｏｇｎｉｔｉｏｎ
百Ｉ下
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
第１章 绪论
１．１引言
制导 雷 达 是地— 空导弹武器系统的重要组成部分，担负着搜索、捕获、 识别、跟踪目标和制导导弹的任务。制导雷达性能的好坏，直接关系到导弹性 能的发挥和战斗效果。空袭武器的不断更新，战术性能的不断完善，电子侦察 和千扰技术不断提高，要求地— 空导弹的制导雷达必须不断发展。首先在体 制上采用相控阵制导雷达。这种雷达可以在大角度范围内高速扫描；制导空域 大，既能瞬时改变波束形状，又能在需要的方向上集中使用能量：灵活、自适 应性强，能对付全空域内的多批目标，这是常规雷达无法比拟的优越性。其中 远程地— 空导弹的制导雷达将逐渐由多功能相控阵雷达所代替，美国的 “爱 国者”和俄罗斯的 “Ｓ－３００Ｖ”就是这种具有代表性的多功能相控阵雷达。其 次，改善制导雷达技术战术性能，如加大作用距离，提高捕获概率、跟踪精 度、跟踪速度、分辨率和反应速度，增强抗干扰和自适应能力以及增强在战斗
关键词 距离模糊；查表法；区间搜索法；多目标分辨
一— 一 一一分竺壁裂乏纽鲤支淮鳖级￣一一￣￣一￣一一
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｇｒｏ ｕｎ ｄ－ ａｉｒｇ ｕｉｄａｎｃｅｒ ａｄａｒｓａ ｒｅｂ ｅｃｏｍｉｎｇｍ ｏｒｅａ ｎｄｍ ｏｒｅａ ｄｖａｎｃｅｄ，ｆｏ ｒｔｈ ｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏ ｆｅ ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｒ ｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅａ ｎｄｉｎ ｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｏ ｍ ｕｌｔｉ－ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐ ｈａｓｅｄ－ａｒｒａｙｇ ｕｉｄａｎｃｅｓ ｙｓｔｅｍ，Ｗ ｈｅｔｈｅｒｅ ｍｐｌｏｙｉｎｇｐ ｓｅｕｄｏ－ｒａｎｄｏｍ
ｆｏｒｍｅｒ．
Ｉｎ ｔ ｈｅ ｍ ｕｌｔｉｐｌｅｔａ ｒｇｅｔｓｓ ｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ，ｔａ ｒｇｅｔｓａ ｒｅｌｉ ｋｅｌｙｔ ｏａ ｐｐｅａｒｉｎ ｔ ｈｅｓ ａｍｅ
．１１
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
ｂｅａｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅ ｏｒｔ ｈｅ ｓａｍｅ ｖｃｌｏｃｉｔｙ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｌｌｆ ａｉｌｔ ｏ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｔ ｈｅｔ ａｒｇｅｔｓｏ ｎｌｙｂ ｙｔ ｈｅｉｒａ ｎｇｌｅａ ｎｄｖ ｅｌｏｃｉｔｙｉ ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔ ｈｅｐ ａｐｅｒ ｅｍｐｌｏｙｓａ ｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆ ｏｒｍ ｕｌｔｉｐｌｅｔ ａｒｇｅｔｓｂ ａｓｅｄｏ ｎｔ ｈｅＩ ｎｔｅｒｖａｌ－ ｓｅａｒｃｈｍ ｅｔｈｏｄ．Ｔ ｈｅａ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｍｐｏｒｔｓａ ｆ ｏｕｒｔｈ－ＦＲＦａ ｓｔｈ ｅｃ ｈｅｃｋｒ ｕｌｅｔ ｏｒ ｅｍｏｖｅ ｔｈｅｆ ａｌｓｅｒ ｅｓｕｌｔｓｏ ｆｔｈ ｅｔ ｈｒｅｅＦ ＲＦｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈ ｅｎａ ｃｃｏｍｐｌｉｓｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｔａｒｇｅｔｓｒａ ｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｒａｎｇｅ ａｍｂｉｇｕｉｔｙ； ｌｏｏｋ－ｕｐ ｔａｂｌｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ； ｉｎｔｅｒｖａｌ－ｓｅａｒｃｈ
测能力更强；截获接收机难于对信号进行分类、辨识［２１而伪码调相连续波信
号具有良好的自相关特性，易于满足测量精度和距离分辨率要求；具有较低的 距离副瓣：并且使雷达具有较截获接收机更高的处理增益，抵消截获接收机的 功率优势，具有很好的隐蔽性，使雷达具有良好的抗干扰特性，因此在地空制 导雷达中得到了广泛的应用。
哈尔滨工业大学 硕士学位论文 高脉冲重复频率雷达解距离模糊方法的研究 姓名：翟颖颖 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：张庆祥
20050601பைடு நூலகம்
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
电子 侦 察 和千扰技术不断提高，要求地空制导雷达必须不断发展。而对 于多功能相控阵制导系统而言，无论采用伪码调相连续波信号，还是高重复
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
１．２课题研究背景和研究现状
本课 题 从 属于 “ｘ 波段固态连续波相控阵制导雷达”项 目。“八五”期 间，哈尔滨工业大学电子工程技术研究所开展了 “ｘ 波段固态连续波相控阵制 导站信号处理机”的研究工作，并在信号处理理论及实现技术上取得了重大的 突破。信号处理样机完全满足了当时的系统指标，为以后的工作提供了理论和
伪码 调 相 连续波信号属于高脉冲重复频率信号，在需要扩展探测距离的背 景下会产生距离模糊的现象。而随着雷达对抗技术的发展，雷达应用的环境日 趋复杂，目标的机动性更高，在雷达一次扫描过程中，可能出现多个 目标，因 此单目标背景下的解距离模糊方法己经无法满足雷达应用条件下的需求。本课 题研究的目的就是解决雷达在复杂的应用背景下的距离模糊问题，从而提高相 控阵制导雷达的探测能力和探测精度。
ｃｏｄｅｃ ｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗ ａｖｅ（ＰＲＣ－ＣＷ）ｓｉ ｇｎａｌｏ ｒｈ ｉｇｈｐ ｕｌｓｅ－ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｆ ｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＨＰＲＦ）
ｓｉｇｎａｌｗ ｉｌｌｂ ｅｕ ｎａｍｂｉｇｕｏｕｓｉ ｎｓ ｐｅｅｄｗ ｈｉｌｅａ ｍｂｉｇｕｏｕｓｉｎ ｒ ａｎｇｅ．Ｂ ａｓｅｄｏ ｎｔ ｈｅ ｓｉｇｎａｌｐ ｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏ ｆＰ ＲＣ－ＣＷ，ｔｈ ｉｓｔ ｈｅｓｉｓｐ ｕｔｓｆ ｏｒｗａｒｄｔ ｈｅｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｕ ｎｄｅｒｓｉ ｎｇｌｅｔａ ｒｇｅｔａｎ ｄｍ ｕｌｔｉｐｌｅｔａ ｒｇｅｔｓｃｏ ｎｄｉｔｉｏｎｓ．
频率脉冲信号，为了保证测速不模糊，测距模糊是一个不可避免的问题。本
文结合伪码调相连续波信号的基本信号处理方法，探讨了高脉冲重复频率信 号在单 目标和多目标情况下的解距离模糊算法。
经典 脉 冲 体制下，采用多参差重复频率的解距离模糊算法己经有了非常 成熟的理论，其核心思想是利用中国余数定理。在关于 “Ｘ波段固态连续波 相控阵制导雷达”项 目研究的论文中主要提出了两种算法：解析法和查表 法。解析法的基本思想是统一多参差伪码调相连续波信号的尺度划分，并利 用中国余数定理解距离模糊。因此解析法的容错能力和中国余数定理一样是 不理想的。查表法具有较好的误差容错能力和较快的实现速度，因此本文改 进了查表法的生成和合并准则，使之具有更好的性能。在此基础上，本文针 对解距离模糊算法出现较大测距误差的原因，提出了一种新的解距离模糊算 法— 区间搜索法。区间搜索法是在己知目标距离对应的距离门编码的基础 上，利用计算机仿真搜索可能得到该距离编码的距离区间，并对相应三种重 复频率信号的相应距离区间进行匹配得出目标真实距离所在的区间，将区间 中点作为解距离模糊结果的算法。这种算法总可以在 一定的误差范围内得到 目标的真实距离。由于对区间搜索的方式会导致虚假 目标的存在，本文针对 伪码调相连续波信号体制建立了一定的判定准则去除虚假目标，并分别给出 了正确判决和存在误码条件下的查表法和区间搜索法的仿真结果。实践证 明，区间搜索法比查表法具有更好的误差容错能力。
实践经验［３，ａ）。该实验样机己经成功的应用在 ｘ波段固态连续波相控阵制导站
实验系统中。在 “九五”期间，针对雷达系统指标提出了新的要求，如探测距 离更远、速度分辨力更高等。随之建立的多功能相控阵制导站系统工作于ｘ波 段，其工作模式包括搜索工作模式、跟踪工作模式和目标识别工作模式。该雷 达采用两种信号波形即调频脉冲压缩信号，一种是均匀脉冲串信号。对于不同 的工作模式和信号波形，信号处理机实现的功能是不同的。使用高重复频率脉 冲信号的优点是存在很大一部分的无杂波区易于目标的检测，具有很好的杂波 可见度，不存在速度模糊。但缺点是存在严重的距离模糊，并且接收机动态接 收范围内有很多距离段需要对消杂波［５１。由此可见，解距离模糊是信号处理系 统中的重要组成部分，也是本课题的主要研究内容。
Ｉｎ ｔ ｈｅ ｃ ｌａｓｓｉｃａｌｐ ｕｌｓｅｓ ｙｓｔｅｍ，ｔｈ ｅａ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇｍ ｕｌｔｉｐｌｅ－ＰＲＦ ｈａｓｅ ｘｃｅｅｄｉｎｇｍ ａｔｕｒｅｔ ｈｅｏｒｙ，ｗ ｈｉｃｈ＇ｓｈ ａｒｄｃ ｏｒｅｉ ｓｔ ｈｅ ＣｈｉｎｅｓｅＲ ｅｍａｉｎｄｅｒＴ ｈｅｏｒｅｍ（ＣＲＴ）．Ｔ ｈｅｒｅａ ｒｅｔｗ ｏａ ｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎ ｃｌｕｄｉｎｇＡ ｎａｌｙｓｉｓ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄＬ ｏｏｋ－ｕｐＴ ａｂｌｅＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎｔｈ ｅｓ ｔｕｄｉｅｓｏ ｆＸ －ｂａｎｄｓ ｏｌｉｄｓ ｔａｔｅＣ Ｗ ｐｈａｓｅ－ａｒｒａｙｇ ｕｉｄａｎｃｅｒ ａｄａｒ．Ｔ ｈｅｐ ｒｉｎｃｉｐｌｅｏ ｆｔｈ ｅＡ ｎａｌｙｓｉｓＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓｔｏ ｕ ｎｉｆｙ ｔｈｅｄ ｉｖｉｓｉｏｎ－ｓｃａｌｅｏ ｆｍ ｕｌｔｉｐｌｅ－ＰＲＦＰ ＲＣ－ＣＷ ｓｉｇｎａｌ，ｔｈ ｅｎｔ ｈｅＣ ＲＴｉ ｓｕ ｓｅｄｔ ｏ ｒｅｓｏｌｖｅｔ ｈｅｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙ．Ａ ｓａ ｒ ｅｓｕｌｔ，ｔｈ ｅｆ ａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔｃ ａｐａｂｉｌｉｔｙｏ ｆｔ ｈｅ ｍｅｔｈｏｄｉ ｓｕ ｎａｃｃｅｐｔａｂｌｅａ ｓｓ ａｍｅａ ｓｔ ｈｅＣ ＲＴ．Ｌ ｏｏｋ－ｕｐＴ ａｂｌｅＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅｆ ａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔｃ ａｐａｂｉｌｉｔｙａ ｎｄｂ ｅｔｔｅｒｉ ｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｐｅｅｄ，ｔｈ ｕｓｔ ｈｉｓ ｐａｐｅｒｉｍ ｐｒｏｖｅｓｔ ｈｅｇ ｅｎｅｒａｔｉｎｇａ ｎｄｍ ｅｒｇｉｎｇｒ ｕｌｅｓｔｏ ｅ ｎｈａｎｃｅｉ ｔｓｐ ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｆｔｅｒａ ｌｌ，Ｉｎ ｔｅｒｖａｌ－ｓｅａｒｃｈｍ ｅｔｈｏｄｉ ｓｐ ｒｏｐｏｓｅｄａ ｉｍｉｎｇａ ｔｔｈ ｅｓ ｅｖｅｒｅｒ ａｎｇｅ－ｅｒｒｏｒａ ｓ ａｎ ｅｗｍ ｅｔｈｏｄ．Ｉｔ ｍ ａｋｅｓｕ ｓｅｏ ｆｃｏ ｍｐｕｔｅｒｓｉ ｍｕｌａｔｉｏｎｔ ｏｓ ｅａｒｃｈｔ ｈｅｐ ｏｓｓｉｂｌｅｒ ａｎｇｅ ｉｎｔｅｒｖａｌｓｗ ｈｉｃｈｌ ｅａｄｔ ｏｔ ｈｅｃ ｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒ ａｎｇｅｃ ｏｄｅｓ．Ａ ｆｔｅｒｔｈ ａｔ，ａｌ ｌｔｈ ｅｒ ａｎｇｅ ｉｎｔｅｒｖａｌｓａ ｒｅｍ ａｒｃｈｅｄｔ ｏｆ ｉｎｄｔｈ ｅｔｒ ｕｅｒａ ｎｇｅｏ ｆｔｈ ｅｔａ ｒｇｅｔ，ａｎ ｄｔｈ ｅｍ ｉｄ－ｐｏｉｎｔｏ ｆｔｈ ｅ ｉｎｔｅｒｖａｌｉｓ ｔｈ ｅｒ ｅｓｕｌｔｏ ｆｔｈ ｅａ ｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａ ｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｍ ｅｔｈｏｄｃ ａｎｏ ｂｔａｉｎｔ ｈｅ ｒｅａｌｒａ ｎｇｅｏ ｆｔｈ ｅｔ ａｒｇｅｔｕ ｎｄｅｒａ ｎｅ ｒｒｏｒｂ ａｎｄ．Ｂ ｅｃａｕｓｅｏ ｆｔｈ ｅｉｎ ｔｅｒｖａｌ－ｓｅａｒｃｈｍ ｏｄｅ， ｆａｌｓｅｔ ａｒｇｅｔｍ ａｙｂ ｅｅ ｘｉｓｔｅｄ．Ｔ ｈｅｔ ｈｅｓｉｓｇ ｉｖｅｓａ ｄ ｅｃｉｓｉｏｎ ｒｕｌｅａ ｇａｉｎｓｔｓ ｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔ ｏｇ ｅｔｒｉ ｄｏ ｆｆａ ｌｓｅｔ ａｒｇｅｔ．Ｉｔ ａ ｌｓｏｈ ａｓｔｈ ｅａ ｎａｌｙｓｉｓｏ ｆｓ ｉｍｕｌａｔｉｏｎｒ ｅｓｕｌｔ ｕｎｄｅｒｒｉ ｇｈｔａｄ ｊｕｄｇｅｍｅｎｔａｎ ｄｍ ｉｓｊｕｄｇｅｏ ｆＬ ｏｏｋ－ｕｐＴ ａｂｌｅＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍａ ｎｄＩ ｎｔｅｒｖａｌ－ ｓｅａｒｃｈｍ ｅｔｈｏｄ．Ｔ ｈｅｒ ｅｓｕｌｔｔ ｅｌｌｓｕ ｓｔ ｈｅｌ ａｔｅｒｈ ａｓｂ ｅｔｔｅｒｐ ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔ ｈａｎｔ ｈｅ
连续 波 信 号体制由于功率泄漏、接收机动态范围等条件的限制，在早期的 地— 空制导雷达中应用不多，但连续波雷达有利于动目标检测；能采用固态 微波集成电路，有利于减小设备体积；无近距离盲区，特别适用于近程战场侦 察雷达；平均功率等于峰值功率，在同样的平均功率条件下，对隐身目标的探
在多 目标 环境下，由于 目标可能出现在相同波束、速度相同或相近，解 距离模糊仅仅通过目标的角度和速度信息配对可能无法完全分辨各个 目标。 本文在区间搜索法的基础上提出了针对多目标情况下的解模糊算法，即扩展 第四种脉冲重复频率，利用其中三参差重复频率解距离模糊，第四种重复频 率的距离编码作为校验准则，去除虚假目标，以解决多目标分辨问题。
ｍｅ ｔｈｏ ｄ ；ｍ ｕ ｌｔｉｐ ｌｅ ｔａ ｒｇｅ ｔｓ ｒｅ ｃ ｏｇｎｉｔｉｏｎ
百Ｉ下
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
第１章 绪论
１．１引言
制导 雷 达 是地— 空导弹武器系统的重要组成部分，担负着搜索、捕获、 识别、跟踪目标和制导导弹的任务。制导雷达性能的好坏，直接关系到导弹性 能的发挥和战斗效果。空袭武器的不断更新，战术性能的不断完善，电子侦察 和千扰技术不断提高，要求地— 空导弹的制导雷达必须不断发展。首先在体 制上采用相控阵制导雷达。这种雷达可以在大角度范围内高速扫描；制导空域 大，既能瞬时改变波束形状，又能在需要的方向上集中使用能量：灵活、自适 应性强，能对付全空域内的多批目标，这是常规雷达无法比拟的优越性。其中 远程地— 空导弹的制导雷达将逐渐由多功能相控阵雷达所代替，美国的 “爱 国者”和俄罗斯的 “Ｓ－３００Ｖ”就是这种具有代表性的多功能相控阵雷达。其 次，改善制导雷达技术战术性能，如加大作用距离，提高捕获概率、跟踪精 度、跟踪速度、分辨率和反应速度，增强抗干扰和自适应能力以及增强在战斗
关键词 距离模糊；查表法；区间搜索法；多目标分辨
一— 一 一一分竺壁裂乏纽鲤支淮鳖级￣一一￣￣一￣一一
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｇｒｏ ｕｎ ｄ－ ａｉｒｇ ｕｉｄａｎｃｅｒ ａｄａｒｓａ ｒｅｂ ｅｃｏｍｉｎｇｍ ｏｒｅａ ｎｄｍ ｏｒｅａ ｄｖａｎｃｅｄ，ｆｏ ｒｔｈ ｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏ ｆｅ ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｒ ｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅａ ｎｄｉｎ ｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｏ ｍ ｕｌｔｉ－ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐ ｈａｓｅｄ－ａｒｒａｙｇ ｕｉｄａｎｃｅｓ ｙｓｔｅｍ，Ｗ ｈｅｔｈｅｒｅ ｍｐｌｏｙｉｎｇｐ ｓｅｕｄｏ－ｒａｎｄｏｍ
ｆｏｒｍｅｒ．
Ｉｎ ｔ ｈｅ ｍ ｕｌｔｉｐｌｅｔａ ｒｇｅｔｓｓ ｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ，ｔａ ｒｇｅｔｓａ ｒｅｌｉ ｋｅｌｙｔ ｏａ ｐｐｅａｒｉｎ ｔ ｈｅｓ ａｍｅ
．１１
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
ｂｅａｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅ ｏｒｔ ｈｅ ｓａｍｅ ｖｃｌｏｃｉｔｙ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｌｌｆ ａｉｌｔ ｏ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｔ ｈｅｔ ａｒｇｅｔｓｏ ｎｌｙｂ ｙｔ ｈｅｉｒａ ｎｇｌｅａ ｎｄｖ ｅｌｏｃｉｔｙｉ ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔ ｈｅｐ ａｐｅｒ ｅｍｐｌｏｙｓａ ｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆ ｏｒｍ ｕｌｔｉｐｌｅｔ ａｒｇｅｔｓｂ ａｓｅｄｏ ｎｔ ｈｅＩ ｎｔｅｒｖａｌ－ ｓｅａｒｃｈｍ ｅｔｈｏｄ．Ｔ ｈｅａ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｍｐｏｒｔｓａ ｆ ｏｕｒｔｈ－ＦＲＦａ ｓｔｈ ｅｃ ｈｅｃｋｒ ｕｌｅｔ ｏｒ ｅｍｏｖｅ ｔｈｅｆ ａｌｓｅｒ ｅｓｕｌｔｓｏ ｆｔｈ ｅｔ ｈｒｅｅＦ ＲＦｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈ ｅｎａ ｃｃｏｍｐｌｉｓｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｔａｒｇｅｔｓｒａ ｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｒａｎｇｅ ａｍｂｉｇｕｉｔｙ； ｌｏｏｋ－ｕｐ ｔａｂｌｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ； ｉｎｔｅｒｖａｌ－ｓｅａｒｃｈ
测能力更强；截获接收机难于对信号进行分类、辨识［２１而伪码调相连续波信
号具有良好的自相关特性，易于满足测量精度和距离分辨率要求；具有较低的 距离副瓣：并且使雷达具有较截获接收机更高的处理增益，抵消截获接收机的 功率优势，具有很好的隐蔽性，使雷达具有良好的抗干扰特性，因此在地空制 导雷达中得到了广泛的应用。
哈尔滨工业大学 硕士学位论文 高脉冲重复频率雷达解距离模糊方法的研究 姓名：翟颖颖 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：张庆祥
20050601பைடு நூலகம்
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
电子 侦 察 和千扰技术不断提高，要求地空制导雷达必须不断发展。而对 于多功能相控阵制导系统而言，无论采用伪码调相连续波信号，还是高重复
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
１．２课题研究背景和研究现状
本课 题 从 属于 “ｘ 波段固态连续波相控阵制导雷达”项 目。“八五”期 间，哈尔滨工业大学电子工程技术研究所开展了 “ｘ 波段固态连续波相控阵制 导站信号处理机”的研究工作，并在信号处理理论及实现技术上取得了重大的 突破。信号处理样机完全满足了当时的系统指标，为以后的工作提供了理论和
伪码 调 相 连续波信号属于高脉冲重复频率信号，在需要扩展探测距离的背 景下会产生距离模糊的现象。而随着雷达对抗技术的发展，雷达应用的环境日 趋复杂，目标的机动性更高，在雷达一次扫描过程中，可能出现多个 目标，因 此单目标背景下的解距离模糊方法己经无法满足雷达应用条件下的需求。本课 题研究的目的就是解决雷达在复杂的应用背景下的距离模糊问题，从而提高相 控阵制导雷达的探测能力和探测精度。
ｃｏｄｅｃ ｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗ ａｖｅ（ＰＲＣ－ＣＷ）ｓｉ ｇｎａｌｏ ｒｈ ｉｇｈｐ ｕｌｓｅ－ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｆ ｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＨＰＲＦ）
ｓｉｇｎａｌｗ ｉｌｌｂ ｅｕ ｎａｍｂｉｇｕｏｕｓｉ ｎｓ ｐｅｅｄｗ ｈｉｌｅａ ｍｂｉｇｕｏｕｓｉｎ ｒ ａｎｇｅ．Ｂ ａｓｅｄｏ ｎｔ ｈｅ ｓｉｇｎａｌｐ ｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏ ｆＰ ＲＣ－ＣＷ，ｔｈ ｉｓｔ ｈｅｓｉｓｐ ｕｔｓｆ ｏｒｗａｒｄｔ ｈｅｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｕ ｎｄｅｒｓｉ ｎｇｌｅｔａ ｒｇｅｔａｎ ｄｍ ｕｌｔｉｐｌｅｔａ ｒｇｅｔｓｃｏ ｎｄｉｔｉｏｎｓ．
频率脉冲信号，为了保证测速不模糊，测距模糊是一个不可避免的问题。本
文结合伪码调相连续波信号的基本信号处理方法，探讨了高脉冲重复频率信 号在单 目标和多目标情况下的解距离模糊算法。
经典 脉 冲 体制下，采用多参差重复频率的解距离模糊算法己经有了非常 成熟的理论，其核心思想是利用中国余数定理。在关于 “Ｘ波段固态连续波 相控阵制导雷达”项 目研究的论文中主要提出了两种算法：解析法和查表 法。解析法的基本思想是统一多参差伪码调相连续波信号的尺度划分，并利 用中国余数定理解距离模糊。因此解析法的容错能力和中国余数定理一样是 不理想的。查表法具有较好的误差容错能力和较快的实现速度，因此本文改 进了查表法的生成和合并准则，使之具有更好的性能。在此基础上，本文针 对解距离模糊算法出现较大测距误差的原因，提出了一种新的解距离模糊算 法— 区间搜索法。区间搜索法是在己知目标距离对应的距离门编码的基础 上，利用计算机仿真搜索可能得到该距离编码的距离区间，并对相应三种重 复频率信号的相应距离区间进行匹配得出目标真实距离所在的区间，将区间 中点作为解距离模糊结果的算法。这种算法总可以在 一定的误差范围内得到 目标的真实距离。由于对区间搜索的方式会导致虚假 目标的存在，本文针对 伪码调相连续波信号体制建立了一定的判定准则去除虚假目标，并分别给出 了正确判决和存在误码条件下的查表法和区间搜索法的仿真结果。实践证 明，区间搜索法比查表法具有更好的误差容错能力。
实践经验［３，ａ）。该实验样机己经成功的应用在 ｘ波段固态连续波相控阵制导站
实验系统中。在 “九五”期间，针对雷达系统指标提出了新的要求，如探测距 离更远、速度分辨力更高等。随之建立的多功能相控阵制导站系统工作于ｘ波 段，其工作模式包括搜索工作模式、跟踪工作模式和目标识别工作模式。该雷 达采用两种信号波形即调频脉冲压缩信号，一种是均匀脉冲串信号。对于不同 的工作模式和信号波形，信号处理机实现的功能是不同的。使用高重复频率脉 冲信号的优点是存在很大一部分的无杂波区易于目标的检测，具有很好的杂波 可见度，不存在速度模糊。但缺点是存在严重的距离模糊，并且接收机动态接 收范围内有很多距离段需要对消杂波［５１。由此可见，解距离模糊是信号处理系 统中的重要组成部分，也是本课题的主要研究内容。
Ｉｎ ｔ ｈｅ ｃ ｌａｓｓｉｃａｌｐ ｕｌｓｅｓ ｙｓｔｅｍ，ｔｈ ｅａ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙｒ ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇｍ ｕｌｔｉｐｌｅ－ＰＲＦ ｈａｓｅ ｘｃｅｅｄｉｎｇｍ ａｔｕｒｅｔ ｈｅｏｒｙ，ｗ ｈｉｃｈ＇ｓｈ ａｒｄｃ ｏｒｅｉ ｓｔ ｈｅ ＣｈｉｎｅｓｅＲ ｅｍａｉｎｄｅｒＴ ｈｅｏｒｅｍ（ＣＲＴ）．Ｔ ｈｅｒｅａ ｒｅｔｗ ｏａ ｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎ ｃｌｕｄｉｎｇＡ ｎａｌｙｓｉｓ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄＬ ｏｏｋ－ｕｐＴ ａｂｌｅＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎｔｈ ｅｓ ｔｕｄｉｅｓｏ ｆＸ －ｂａｎｄｓ ｏｌｉｄｓ ｔａｔｅＣ Ｗ ｐｈａｓｅ－ａｒｒａｙｇ ｕｉｄａｎｃｅｒ ａｄａｒ．Ｔ ｈｅｐ ｒｉｎｃｉｐｌｅｏ ｆｔｈ ｅＡ ｎａｌｙｓｉｓＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓｔｏ ｕ ｎｉｆｙ ｔｈｅｄ ｉｖｉｓｉｏｎ－ｓｃａｌｅｏ ｆｍ ｕｌｔｉｐｌｅ－ＰＲＦＰ ＲＣ－ＣＷ ｓｉｇｎａｌ，ｔｈ ｅｎｔ ｈｅＣ ＲＴｉ ｓｕ ｓｅｄｔ ｏ ｒｅｓｏｌｖｅｔ ｈｅｒ ａｎｇｅａ ｍｂｉｇｕｉｔｙ．Ａ ｓａ ｒ ｅｓｕｌｔ，ｔｈ ｅｆ ａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔｃ ａｐａｂｉｌｉｔｙｏ ｆｔ ｈｅ ｍｅｔｈｏｄｉ ｓｕ ｎａｃｃｅｐｔａｂｌｅａ ｓｓ ａｍｅａ ｓｔ ｈｅＣ ＲＴ．Ｌ ｏｏｋ－ｕｐＴ ａｂｌｅＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅｆ ａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔｃ ａｐａｂｉｌｉｔｙａ ｎｄｂ ｅｔｔｅｒｉ ｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｐｅｅｄ，ｔｈ ｕｓｔ ｈｉｓ ｐａｐｅｒｉｍ ｐｒｏｖｅｓｔ ｈｅｇ ｅｎｅｒａｔｉｎｇａ ｎｄｍ ｅｒｇｉｎｇｒ ｕｌｅｓｔｏ ｅ ｎｈａｎｃｅｉ ｔｓｐ ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｆｔｅｒａ ｌｌ，Ｉｎ ｔｅｒｖａｌ－ｓｅａｒｃｈｍ ｅｔｈｏｄｉ ｓｐ ｒｏｐｏｓｅｄａ ｉｍｉｎｇａ ｔｔｈ ｅｓ ｅｖｅｒｅｒ ａｎｇｅ－ｅｒｒｏｒａ ｓ ａｎ ｅｗｍ ｅｔｈｏｄ．Ｉｔ ｍ ａｋｅｓｕ ｓｅｏ ｆｃｏ ｍｐｕｔｅｒｓｉ ｍｕｌａｔｉｏｎｔ ｏｓ ｅａｒｃｈｔ ｈｅｐ ｏｓｓｉｂｌｅｒ ａｎｇｅ ｉｎｔｅｒｖａｌｓｗ ｈｉｃｈｌ ｅａｄｔ ｏｔ ｈｅｃ ｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒ ａｎｇｅｃ ｏｄｅｓ．Ａ ｆｔｅｒｔｈ ａｔ，ａｌ ｌｔｈ ｅｒ ａｎｇｅ ｉｎｔｅｒｖａｌｓａ ｒｅｍ ａｒｃｈｅｄｔ ｏｆ ｉｎｄｔｈ ｅｔｒ ｕｅｒａ ｎｇｅｏ ｆｔｈ ｅｔａ ｒｇｅｔ，ａｎ ｄｔｈ ｅｍ ｉｄ－ｐｏｉｎｔｏ ｆｔｈ ｅ ｉｎｔｅｒｖａｌｉｓ ｔｈ ｅｒ ｅｓｕｌｔｏ ｆｔｈ ｅａ ｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａ ｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｍ ｅｔｈｏｄｃ ａｎｏ ｂｔａｉｎｔ ｈｅ ｒｅａｌｒａ ｎｇｅｏ ｆｔｈ ｅｔ ａｒｇｅｔｕ ｎｄｅｒａ ｎｅ ｒｒｏｒｂ ａｎｄ．Ｂ ｅｃａｕｓｅｏ ｆｔｈ ｅｉｎ ｔｅｒｖａｌ－ｓｅａｒｃｈｍ ｏｄｅ， ｆａｌｓｅｔ ａｒｇｅｔｍ ａｙｂ ｅｅ ｘｉｓｔｅｄ．Ｔ ｈｅｔ ｈｅｓｉｓｇ ｉｖｅｓａ ｄ ｅｃｉｓｉｏｎ ｒｕｌｅａ ｇａｉｎｓｔｓ ｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔ ｏｇ ｅｔｒｉ ｄｏ ｆｆａ ｌｓｅｔ ａｒｇｅｔ．Ｉｔ ａ ｌｓｏｈ ａｓｔｈ ｅａ ｎａｌｙｓｉｓｏ ｆｓ ｉｍｕｌａｔｉｏｎｒ ｅｓｕｌｔ ｕｎｄｅｒｒｉ ｇｈｔａｄ ｊｕｄｇｅｍｅｎｔａｎ ｄｍ ｉｓｊｕｄｇｅｏ ｆＬ ｏｏｋ－ｕｐＴ ａｂｌｅＡ ｌｇｏｒｉｔｈｍａ ｎｄＩ ｎｔｅｒｖａｌ－ ｓｅａｒｃｈｍ ｅｔｈｏｄ．Ｔ ｈｅｒ ｅｓｕｌｔｔ ｅｌｌｓｕ ｓｔ ｈｅｌ ａｔｅｒｈ ａｓｂ ｅｔｔｅｒｐ ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔ ｈａｎｔ ｈｅ