步进频率雷达关键技术研究及信号波形改进

摘要

脉冲频率步进雷达综合了脉冲串雷达、线性调频雷达、截变雷达的众多优点.其分辨率高,接收机瞬时带宽小.该文系统分析了该雷达体制的工作原理,在介绍其模糊函数的基础上分析了信号处理方法,讨论了成像算法.最后分析了速度对成像的影响.该文在对系统建模的基础上,针对系统通道不一致,研究了其对系统性能的影响,进一步探讨了通道不一致性的补偿方法.该文分别讨论了I/Q不平衡、和差通道不一致对成像及测角带来的影响,接着探讨了几种补偿途径:信号注入补偿法,中频数字化正交解调法及奇异值分解SVD正交误差校正法.该文在深入分析了一般步进频率雷达关键技术后,提出了脉内相位编码脉间频率步进(phase coded stepped frequency PCSF)雷达信号.该信号是对一般脉冲线性频率步进(stepped frequency SF)信号的改进,它将SF信号的矩形子脉冲替换为相位编码子脉冲串,通过脉内相位和脉间频率两次调制,获得了更大的频率步进量.PCSF雷达信号在系统有效工作带宽一定的情况下可以减少脉冲串数目,提高目标数据率,降低多普勒敏感性,并且通过两级压缩处理可以获得两级分辨率.该文首先分析了PCSF信号的模糊函数,并从模糊函数出发直观的归纳了该波形的固有特性.接着分析了该信号的处理方法及多普勒特性,描述了该波形通过两级脉压获得更高数据率,从而使得其多普勒敏性感下降的性能.最后该文提出了该波形下速度补偿的方法.

目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1研究背景

1.2高分辨率雷达发展现状及趋势

1.2.1超宽带极窄脉冲雷达

1.2.2相位编码雷达

1.2.3脉冲线性调频压缩雷达

1.2.4脉冲频率步进雷达

1.2.5脉冲线性调频步进雷达

1.2.6脉冲跳频序列宽带雷达信号

1.2.7系统误差分析

1.3论文的主要工作

第二章脉冲步进频率雷达信号分析

2.1引言

2.2脉冲步进频率雷达工作原理

2.2.1脉冲步进频率雷达信号波形

2.2.2系统的性能参数及其设计

2.3脉冲步进频率信号的处理

2.3.1目标成像处理的数学表达

2.3.2目标角度误差提取的数学表达式

2.4模糊函数分析

2.4.1模糊函数推导

2.4.2模糊函数特性分析

2.5去冗余成像算法

2.6运动目标对成像带来的影响及速度补偿方法

2.6.1运动目标对成像带来的影响

2.6.2运动补偿方法

第三章系统因素对一维像的影响及补偿方法

.1系统结构

.1.1雷达系统框图

.1.2系统结构中的关键部分

.2毫米波步进频率雷达成像基本原理

.2.1距离成像基本原理

.2.2角度误差提取基本原理

.3系统误差理论分析

.3.1 I/Q正交幅度及相位不一致对目标距离像的影响

.3.2中频失真及通道间不一致对目标像的影响

.4系统误差校正

.4.1中频补偿信号注入法

.4.2中频直接数字采样

.4.3基于矩阵奇异值分解的正交解调器误差校正

第四章步进频雷达信号的改进波形——PCSF信号

.1引言

.2其他脉冲步进频率高分辨雷达信号的改进方法

.2.1脉间Costas跳频编码信号

.2.2脉内Chirp编码脉间步进频信号

.3信号形式及模糊函数

.3.3 PCSF波形的定义

.3.4 PCSF的模糊函数

.3.5 PCSF与SF的比较分析

.4 PCSF回波信号两级脉压处理

.5速度补偿方法

.5.1 PCSF信号的Doppler特性分析

.5.2 PCSF信号的速度补偿方法

参考文献：

致谢