Costas编码跳频宽带雷达信号测速技术研究

 频率步进雷达固有的时延－多普勒耦合现象严重影响了运动目标的距离－速度二维联合分辨率.使用具有近似"图钉型"模糊图的跳频脉冲串信号可以消除时延－多普勒耦合,从而同时获得距离和速度的高分辨特性.本文首次推导了跳频脉冲串信号统一形式的模糊函数,分析了编码跳频信号的模糊性和分辨特性,并针对宽带信号下的高速目标提出了一种新的Costas编码跳频信号STRETCH处理方法,有效抑制了传统方法的高旁瓣问题.仿真实验表明Costas编码跳频信号具有较好的测速以及高分辨距离成像性能.     

线性调频-Costas频率步进信号分析及宽带合成处理

针对宽带宽角扫描相控阵雷达系统高精度测距、测速应用需求,提出了脉间Costas编码跳频、脉内线性调频调制的信号形式。通过对信号建模及距离-多普勒二维模糊度函数的分析表明,该信号形式综合了线性调频信号和Costas编码的优点,具有接近理想图钉型的模糊函数,可实现距离-速度的二维高分辨率。推导了线性调频-Costas频率步进信号宽带合成的处理方法,并通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于编码跳频图案的DS/FH测控信号性能分析

为了研究跳频图案的不同编码方式对DS/FH测控信号的性能影响,从模糊函数的角度出发,推导了DS/FH测控信号的模糊函数表达式,得到了不同切面的距离模糊图和速度模糊图。仿真结果表明,采用步进编码形式跳频图案的DS/FH测控信号,出现距离和速度耦合;采用随机编码形式跳频图案,则没有距离和速度耦合,且具有良好的目标分辨性能和测量精度性能。     

脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码雷达信号设计与分析

该文在步进频信号的基础上,把基于混沌调制的多载波相位编码(Multi-Carrier Phase Coded, MCPC)信号作为子脉冲,用Costas跳频代替频率的线性步进,设计出脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码(Inter-Pulse Costas frequency hopping and intra-pulse Multi-Carrier Chaotic Phase Coded, IPC-MCCPC)雷达信号,并对其模糊函数及自相关性能进行了研究。仿真分析表明,该文设计的信号继承了步进频信号用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽的优点,同时有效克服了步进频信号存在的距离-速度耦合的缺点。脉内多载波特性使得这种信号在保持总带宽和步进频信号相等的条件下减少跳频阶数,从而提高信号处理的数据率;混沌调相的引入使得这种信号具有更强的保密性;脉间频率的随机跳变使其模糊函数具有更低的周期性旁瓣。这种信号众多的参数、灵活的结构及较大的调制复杂度,增加了侦察接收机匹配和识别的难度,从而提高雷达的反截获性能。     

Costas编码跳频信号自测速方法研究

Costas编码跳频信号对速度非常敏感,精确速度补偿是这种信号用来成像的关键。文中分析了速度对Costas跳频信号回波的影响,设计了一种综合测速方法,该方法将互相关测速、步进补偿和时间积累测速3种方法结合起来,逐步提高测速精度,不仅减少了计算量,满足了系统实时处理的要求,同时提高了测速精度,降低了因为速度影响引入的相位噪声。     

跳频相参脉冲串信号的模糊函数

相参宽带脉冲串信号可以同时获得雷达目标距离上和速度上的高分辨率,在实际雷达中广泛应用。模糊函数是研究雷达信号的有效工具,可以设计信号的参数以及信号的处理方法。从模糊函数出发,推导了统一形式的跳频相参脉冲串信号模糊函数,分析了其物理概念和结构特点,着重研究了信号参数对信号模糊性和分辨特性的影响;并利用模糊函数详细讨论了频率步进信号、Costas编码跳频信号和随机跳频信号的模糊性和分辨特性。     

跳频脉冲雷达目标的距离-多普勒成像

该文采用跳频脉冲信号作为成像雷达信号形式,研究了一种雷达等效转台目标距离-多普勒成像的新算法。与常规步进频率雷达傅里叶变换成像算法相比,该算法具有多普勒不模糊范围大的特点,因而克服了步进频率雷达成像算法容易产生多普勒混叠的缺点。计算机仿真结果表明了该算法的有效性。     

Costas阵列编码与线性调频SFR信号分析

线性调频-Costas频率步进雷达信号是一种很有研究价值的雷达信号。针对线性调频-Costas频率步进雷达信号的需要研究总结了一套生成N阶Costas序列的方法，同时结合实际需要生成了多组64阶Costas序列。这些Costas阵列是具有良好相关特性的最佳离散信号，将Costas阵列编码与线性调频频率步进雷达信号结合起来构成了线性调频-Costas频率步进雷达信号。通过对该信号的模糊特性的理论和仿真结果的分析表明，这种信号不仅能够较大地抑制信号的模糊旁瓣的幅度。而且能解决距离-速度的多普勒耦合问题。     

跳频脉冲雷达目标的距离—多普勒成像

该文采用跳频脉冲信号作为成像雷达信号形式,研究了一种雷达等效转台目标距离－多普勒成像的新算法。与常规步进频率雷达傅里叶变换成像算法相比,该算法具有多普勒不模糊范围大的特点,因而克服了步进频率雷达成像算法容易发生多普勒混叠的缺点。计算机仿真结果表明了该算法的有效性。     

模糊函数在三角LFMCW信号耦合现象中的应用

模糊函数是用来研究雷达信号好坏的一个重要的函数,根据模糊函数的概念和性质,结合雷达实际信号的模糊图,分析了LFMCW雷达信号距离-速度耦合现象,建立相应的LFMCW雷达的数学模型,研究了其测距和测速原理,对造成信号速度-耦合现象的本质进行了分析,通过仿真完成了多种不同速度情况下雷达信号回波。     

Ambiguity function of interpulse Costas FH radar signal

A new radar waveform utilizing Costas sequences and interpulse Frequency Hopping (FH) technique is developed, which is a good high range resolution radar signal. The interpulse Costas FH coherent pulse train is introduced and the system block diagram using the interpulse Costas FH waveform is given. In the paper, ambiguity function is employed to study interpulse Costas FH radar. The mathematical expression of the ambiguity function for this waveform is derived. The advantages of the waveform are interpreted by computer simulation.     

ANALYSIS AND PROCESSING OF LMF－COSTAS STEPPED FREQUENCY RADAR SIGNAL

Linear Modulated Frequency (LMF) Costas Stepped Frequency Radar (SFR) signal is introduced. Its ambiguity function is derived and analyzed in detail and its feasibility is validated in theory. The scheme of the proposed signal processing is also presented. The results of theoretic analysis and simulation show that, by using the proposed signal and increasing the bandwidth of the total stepped frequency, the ambiguity sidelobe is well suppressed and the range-velocity coupling in the stepped frequency radar is also greatly weakened.     

脉间频率编码脉内复合调频雷达信号设计与分析

现代的战场环境复杂多变,机载雷达除了需要具备较高的目标分辨力来完成目标探测任务外,还应具备大时间带宽积、低截获因子、低功率谱幅度、不均匀频谱及最大不确定性等良好的射频隐身性能。为了设计性能良好的射频隐身波形,本文以脉间脉内双重频率编码（interpulse Costas and intrapulse Costas,Costas-Costas）信号的时频特征为基础,在保持子脉冲间频率捷变的同时,在子脉冲内采用Costas频率编码和非线性调频相结合的复合调频方式,得到脉间频率编码脉内复合调频（interpulse Costas frequency coded and intrapulse Costas and NLFM composite frequency modulation,Costas-CN）雷达信号。与单一调制信号、脉间频率编码脉内非线性调频（interpulse Costas frequency coded and intrapulse nonlinear frequency modulation,Costas-NLFM）信号和Costas-Costas信号相比,该信号极大地增加了脉内调频特征的复杂性,增加了无源探测系统分选和识别的难度。仿真表明,Costas-CN信号在模糊函数、自相关特性、功率谱密度及截获因子等方面均有明显改善。在实现雷达探测的同时,该信号又具备良好的射频隐身性能,在现代战争中有广泛的应用前景。      

针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。     

模糊优化度的频率编码雷达信号编码优化

分析了频率编码脉冲信号（FCP）雷达原理，推导了基于自相关函数的步进频率信号的模糊函数，针对常用的FcP信号一步进频率编码信号距离-多普勒旁瓣电平较高，存在“距离．速度”耦合，“距离．速度”联合分辨率低的缺点，提出了优化频率编码的模糊优化度准则，并基于该准则给出了两种编码优化规律不同的频率编码优化方法，仿真结果表明，在保持原有的距离、速度分辨率的情况下，两种方法都能有效地降低“距离．速度”二维耦合，提高“距离，速度”联合分辨率。     

正负步进频率编码信号及其处理

本文讨论了步进频率编码信号的模糊函数,提出了一种正负步进频率编码信号及其处理方法。该信号克服了常规步进频率编码信号存在距离一速度耦合的缺点,具有较高的目标距离－速度联合分辨力和较强的杂波抑制能力,并且采用相应的信号处理方法可同时完成对目标速度的精确测量。     

高重频步进频雷达测距解模糊脉冲编码方法

和常规雷达相比,频率步进雷达脉冲重复频率高、测量不模糊距离短,降低了雷达的有效作用范围并易引起成像多目标混淆。其结果限制了频率步进雷达作为一种高分辨率雷达在实际中的使用。文中从数学上分析了存在问题的原因,提出了一种能解测距模糊的步进频率脉冲编码方法。该方法能区分出相隔一个或数个脉冲重复周期的目标,具有物理意义明确,易于工程实现等优点。计算机仿真验证了该方法的可行性。