一种基于频率分集的参差波形

2019-06-03徐光磊

中国设备工程 2019年9期

徐光磊

（四川九洲防控科技有限责任公司，四川绵阳 621000）

1 问题描述

近年来，随着反小微目标探测雷达的发展，雷达需要同时兼顾小微目标和常规目标探测，因此在发射波形设计时，需要采用参差脉冲，解距离模糊；为减少近距盲区，需要采用短码脉冲进行补盲。对常规快速目标，由于对速度分辨率要求不太苛刻，短码脉冲一般在参差脉冲之后，不需要要求与长码脉冲一样的速度分辨率，但是为实现对探测慢速目标的探测，就需要与长码脉冲具有相同的速度分辨率，若仍单独增加短码脉冲的方法，会极大地浪费时间资源，无法实现高转速要求。因此需要重新设计发射波形，同时满足距离模糊、近距盲区和长短码速度分辨率的要求。

1.1 波形设计

为最大限度地利用时间资源，将短码嵌入在长码时序内，有效地解决近距盲区和速度分辨率的问题，波形设计如图1。

图1 参差收发时序

从图中波形一可知，长码和短码的PRI1相同，因此具有相同的速度分辨率，可有效解决距离模糊和速度分辨率不够的矛盾。长码信号与短码信号若采用相同的频率和带宽，在长码目标回波与短码目标回波重叠时，短码和长码回波会相互干扰，影响目标检测，图2和图3分别为回波重叠和相互影响脉压的仿真图。

图2 回波重叠

图3 脉压干扰

由上图可知，当长码和短码采用相同的频率时，长码和短码具有很强的相关性，在采用短码的脉压系数对回波进行处理时，长码回波会抬升底噪，形成虚警；在采用长码的脉压系数对回波进行处理时，短码回波会抬升底噪，形成虚警。因此，为长码和短码在处理时的互相干扰问题，需要将短码回波信号和长码回波信号进行分离，在目标回波不可预知，无法实现距离分离的情况下，需要采用通过频率分集的方式实现长码信号和短码信号的分离。

1.2 算法流程（如图4）

图4 算法流程

1.3 仿真分析

假设，某雷达的采样率为200MHz，信号带宽为10MHz，长码信号的中心频率为175MHz，短码信号的中心频率为125MHz，信号PRI为80us，长码部分为60us，短码部分为20us，目标1距离为9.3km，目标2距离为0.3km，接收机输出中频信号为150MHz。有上述条件可知，目标1回波落入短码脉冲回波区，与目标2回波重叠，且目标2回波信号强度比目标1回波信号强度高45dB。当发射信号未采用带通滤波时，图5为接收信号的频谱，从图中可知，目标2回波频谱幅度较高，目标1回波信号频谱虽然源于目标2的回波频谱，但是由于其回波信号较弱，仍被扩展频谱淹没。图6为脉冲压缩结果，从图中可知，目标1的回波信号被严重干扰，因此无法压缩。