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。     

Costas序列在雷达信号设计中的应用研究

阐述了Costas序列的代数结构及其特点,分析了常用雷达信号,如线性调频脉冲信号、非线性调频脉冲信号等的模糊函数,文中指出当雷达信号使用Costas序列的构成方法形成跳频扩频的信号时,将获得理想的模糊函数性能,即同时获得极好的距离分辨率和速度分辨率。文中建立了多目标散射、多径衰落和加性高斯白噪声信道的数学模型,并介绍了多目标散射、多径衰落和加性高斯白噪声信道的雷达信号设计方法,最后给出了计算机仿真结果。     

线性调频子脉冲频率步进雷达信号分析

在频率步进雷达中采用线性调频信号作为子脉冲构成线性调频子脉冲频率步进雷达信号。本文对该体制雷达信号进行了理论分析，对该类信号在信号处理方面的问题作了探讨，并重点分析了其多普勒性能。     

降低调频步进信号副瓣的方法研究

调频步进信号是高空间分辨率雷达常用的宽带雷达信号,该信号综合了线性调频信号和频率步进信号的特点,其步进值Δf和脉冲宽度Tp的乘积可以远远大于1。但该信号进行压缩后具有大的副瓣(包括旁瓣和栅瓣)。有可能导致掩盖小的目标或者被误认为目标,因此必须对其减小。文中对线性加窗、非线性加窗以及非线性步进频率等多种降低调频步进信号副瓣的方法进行了研究;并还提出了按正切函数步进的非线性步进调频信号模型,相比于线性步进调频信号具有更低的副瓣。     

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。     

LFM-MPSK雷达通信一体化系统时频联合同步技术研究

相比于传统的单一的雷达或通信设备,雷达通信一体化系统具有易集成、小型化、高谱效等优势,其中基于线性调频的一体化信号的系统方案应用广泛。在一体化系统通信功能实现方案中,传统的同步技术会降低通信速率。针对这一问题,设计了一种包含两类线性调频载波的一体化信号,并利用线性调频良好的自相关特性,提出了一种基于Costas环的时间和载波频率联合同步技术。在该技术中,首先设计了基于线性调频的Costas环结构,实现对两类调频载波的跟踪,然后根据两类载波的频率信息反演出通信时延和载波频偏。仿真结果表明,该同步技术在不影响通信效率及雷达性能的情况下,可实现一体化信号的时频联合同步,且误码率与传统同步技术的性能相当。      

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。     

毫米波高分辨率雷达运动补偿研究

频率步进雷达是一种距离高分辨率雷达，运动补偿是其实现距离高分辨的关键。在波形熵法用于毫米波频率步进雷达运动补偿的研究中，针对步进频率信号波形熵的局部最小值问题，采用Costas编码改进，并对波形熵的定义进行了优化，获得了满意的仿真结果。     

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。      

高分辨雷达信号分析与比较

宽带雷达信号可以获得高距离分辨力,如何针对不同的应用场合选择合适的宽带信号就显得十分重要。本文对线性调频信号、步进频率信号和线性调频步进信号这三种高分辨信号作了逐一分析,利用模糊函数讨论了它们的分辨力、距离-多普勒耦合等性能,介绍了每种信号的高分辨处理方法,并且研究了ISAR成像处理时目标运动所产生的影响及其补偿方法。     

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.     

基于Costas编码跳频雷达信号分析及成像研究

常用的跳频宽带雷达大都是基于发射顺序步进载频的脉冲信号形式,而这种信号的模糊图为斜刀刃形,存在距离-速度耦合,容易造成测距不准和多普勒效应.为了改善高分辨力雷达测距测速性能,提出了在ISAR成像中采用Costas编码脉冲序列,推导并比较了Costas编码脉冲序列和常规步进频脉冲序列的模糊图,分析了Costas编码跳频雷达信号形式,指出它可以消除距离-速度耦合,具有更好的测距和测速性能,并给出了ISAR成像的算法步骤.最后仿真验证了该算法的正确性.     

脉间Costas FH讷发辨毫米波雷达信号的DDS实现

介绍了一种高分辨率雷达信号（脉间Costas FH信号）和直接数字合成（DDS）技术,给出了脉间Costas FH信号与步进频率脉冲雷达信号的统一表达形式,以及用“频率挑选矩阵”从DDS所产生的信号集合中产生脉间跳频信号的方法,使用该种方法,可以增加雷达系统软硬件实现的灵活性。     

Design of Costas/PSK continuous wave LPI radar signal

Low probability of intercept (LPI) radar signal design is a very important issue on modern battlefield. Different phase coding technologies are used to modulate Costas frequency hop sequence, and five kinds of continuous wave radar signals including Costas, Costas_qbarker, Costas_frank16, Costas_px16 and Costas_zadoff-chu13 are proposed and designed in this paper. The target resolution and LPI performance of the Costas and Costas/PSK continuous wave radar signals are analysed and compared. The ambiguity function and power spectral densities (PSDs) of five different kinds of signals are also simulated and studied. The results show that the target resolution and LPI performance of proposed Costas/PSK signal are better than Costas signal.     

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.     

一种新的低截获概率雷达信号的设计与分析

从信号频谱、模糊函数等方面对二相编码信号、步进频率信号两种典型的低截获概率雷达信号进行了分析,提出一种脉内二相编码——脉间步进频率复合调制雷达信号,并对其优缺点进行了比较。研究结果表明,复合调制信号既能克服步进频率信号较严重的距离——多普勒耦合和相位编码信号的多普勒频移敏感的缺点,同时又具备相位编码信号的大带宽特性和步进频率信号的高距离分辨率特性,是一种较理想的低截获概率雷达信号。