调频步进雷达信号理论与应用研究

摘要

高分辨率雷达在军事中有着极为广泛的应用。调频步进雷达信号兼有频率步进信号和Chirp信号的优点，是一种高距离分辨力信号。本文以毫米波雷达导引头为背景，针对宽带调频步进雷达信号的一维成像进行深入研究。 首先，给出了宽带雷达信号具有高分辨能力的直观解释，推导了频率步进雷达合成高分辨一维距离像的通用数学表达式。对调频步进雷达信号进行了分析，研究了调频步进雷达信号的模糊函数、距离多普勒耦合特性和副瓣抑制问题。 其次，介绍了调频步进雷达信号合成高分辨距离像的基本原理。对调频步进雷达脉内脉间两步压缩进行了深入分析。 再次，对调频步进雷达信号的多普勒效应进行了分析和仿真，提出了先采用基于FFT的速度粗估计、再利用最小脉组误差准则的两步运动补偿方法。同时探讨了调频步进雷达信号距离像的混叠、冗余问题和距离像的拼接技术，研究了结合目标抽取和参数选取的方法解决距离像的混叠、冗余问题。 最后，介绍了双平面振幅和差式单脉冲雷达测角方法，提出了基于高分辨距离像的测角方法，介绍了调频步进单脉冲雷达体制通过三通道(和通道、方位差通道、俯仰差通道)得到目标方位角和俯仰角的基本过程。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景与国内外研制现状

1.2高距离分辨雷达

1.3本文的主要研究内容

2高距离分辨雷达

2.1高距离分辨雷达基本概念

2.2频率步进高分辨雷达信号的频域分析

2.3频率步进雷达信号的局限性

3调频步进雷达信号分析

3.1概述

3.2调频步进雷达信号

3.2.1调频步进雷达信号形式

3.2.2调频步进雷达信号模糊特性分析

3.2.3调频步进雷达信号模糊图仿真

3.3调频步进雷达信号的副瓣抑制

3.3.1调频步进信号的副瓣分析

3.3.2调频步进信号的线性加权

3.3.3调频步进信号的非线性加权

4调频步进雷达信号处理

4.1调频步进雷达的工作原理

4.2调频步进雷达信号处理过程

4.3调频步进雷达信号的两次脉冲压缩

4.3.1 Chirp子脉冲脉内压缩

4.3.2 Chirp子脉冲脉内压缩对信噪比的提高

4.3.3 Chirp子脉冲频率步进信号的脉间压缩

4.4调频步进雷达信号的两次脉冲压缩仿真

4.4.1 Chirp子脉冲脉内压缩仿真

4.4.2调频步进雷达信号的脉间压缩仿真

5调频步进雷达信号的多普勒效应和距离拼接技术

5.1调频步进雷达信号的多普勒效应分析

5.1.1多普勒效应对子脉冲压缩的影响分析

5.1.2多普勒效应对频率步进的影响

5.1.3多普勒效应对调频步进雷达信号的影响

5.1.4结论

5.2调频步进雷达信号的运动补偿技术

5.2.1调频步进雷达信号的运动补偿思路

5.2.2频率步进信号的运动补偿技术

5.2.3频率步进速度补偿原理

5.2.4调频步进雷达信号速度补偿仿真

5.3调频步进雷达信号的冗余和距离像拼接

5.3.1目标一维距离像的冗余产生

5.3.2目标一维距离像仿真

5.3.3目标提取算法

5.4调频步进雷达的参数选取

6调频步进雷达基于高分辨一维距离像的单脉冲测角

6.1概述

6.2基于高分辨一维距离像的单脉冲测角

6.2.1单脉冲自动测角技术

6.2.2调频步进雷达测角体制

6.2.3三通道回波信号的生成

6.2.4基于高分辨一维距离像的单脉冲测角仿真

7结束语

7.1本论文的工作总结

7.2对未来工作的展望

致 谢

参考文献