雷达信号分析(第1章)

雷达信号分析Radar Signal Analysis

张劲东

南京航空航天大学电子信息工程学院

信息与通信工程系雷达探测与信号处理实验室Email: zhangjd@

第1章引言

¾什么是雷达信号，雷达信号的特点，与通信信号的区别

¾雷达信号理论的地位和作用

¾课程的目标和内容

¾课程的要求

¾进一步学习的途径

9雷达信号：

雷达发射机所发出的信号，它不包含任何信息。当雷达发射的信号碰到目标后，目标就对这个信号进行调制，并反射（这个反射信号通常称为回波），此时目标的全部信息就蕴藏在这个回波中，对它进行处理就可以提取目标的信息。可提取的信息和信息的质量除与处理系统有关外就与雷达发射信号的形式有直接关系。因此，研究和分析雷达信号是很重要的。

9雷达信号的特点：

•电磁频段：L、S、C、X和Ku

•功能：目的、天线、提取目标信息、二次散射信号、检测前信噪比

•功率：辐射功率变化范围大

•信号波形：脉冲、连续波、准连续波•信号带宽：范围很大

9通信信号的特点

•电磁频段：HF、VHF和UHF

•功能：目的、全向天线、不失真传输、一次散射信号、所携带信息

•功率：功率较小

•信号波形：连续波、间断连续波

•信号带宽：较窄

Information from Radar Signal：

•分辨力（Resolution）

•精度（Accuracy/error@ SNR/SIR/SCR）•抗杂波/干扰能力（Anti-clutter/jamming）•信号（信息）处理方法（SP Method）

雷达性能的理论分析（Performance Analysis）

Why study radar signal?•Echo, carry more information

•Easy to transmit

•Easy to receive and SP

•Clutter/interference free or suppressed •Easy to see and Not be seen

Resort to optimum waveform

Analyze & design

•Role of radar signal

•Role of radar signal

z现代雷达面临问题

¾电子干扰（软杀伤、干扰机，欺骗式）

¾低空突防（巡航导弹）

¾ARM（硬杀伤、百舌鸟反辐射导弹）

¾隐身（F117A隐身攻击机)

z新型雷达信号的要求

¾不易被对方侦察和模拟(LPI)，应采用复杂的调制¾有良好的分辨力和抗消极干扰的能力，要求信号应又有“图钉”型的模糊函数

¾具有极宽的频带，使任何快速侦察干扰系统均无法施行瞄准式干扰

¾容易进行最佳信号处理

•课程目标

最优信号处理&最优波形选择¾学会雷达信号的分析方法

¾了解雷达信号的基本设计方法¾掌握雷达信号的基本原理

¾奠定深入学习雷达系统的基础了解课程体系（其它课程）

•课程内容：

•雷达信号分析基础

•匹配滤波/模糊函数

•雷达分辨和精度理论

•雷达基本信号分析

•复杂/复合信号分析

•波形设计

•新型雷达体制的波形设计：

MIMO、CS、Cognitive

•进一步学习的途径：

参考书：

1、贾鸿志，《雷达信号分析》，南京理工大学

2、林茂庸，《雷达信号理论》，国防科技出版社*

3、N. LEVANON, E. MOZESON,

RADAR SIGNALS,

A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION

4、W.S. BURDIC, RADAR SIGNAL ANALYSIS

雷达信号理论发展大事记

•1943，North匹配滤波理论•1953，Lawson，专著，Threshold Signals

•1953，Urkowitz，推广，白化/逆•1963，Manasse，推广，白+杂波•1953，Woodward，雷达模糊原理•1960-70s，Sussman和Rihaczek

Sussman vs. Rihaczek

•波形综合（Sussman）

这种方法要求给定模糊函数的数学表达式通过最小二乘最优综合法，得到最优波形。这方面不仅在数学上遇到了困难，而且所得的最优波形，往往是很复杂的调制信号。•简便的波形选择途径（Rihaczek）

雷达信号可按其模糊函数划分为四类：A类（正刀刃）、B1类（图钉）、B2类（剪切刀刃）和C类（钉床）。雷达波形设计人员根据目标环境及雷达的战术要求选定合适的信号类型，兼顾技术实现的难易程度和造价高低，选择合适的信号形式及参数，使系统的性能指标满足要求。

•1970s-1990s: Rihaczek方法的大发展•1993: Bell, Radar waveform and information theory

•2002: Waveform diversity

•2006: Cognitive radar

•2009: RF Stealth Characteristic

•1990s~: Adaptive waveform design theory based on optimization theory and computer simulation （Sussman方法的发展）