基于脉冲多普勒体制的火控雷达重频选择方法

赵海刚

摘要：当前的火控雷达多采取脉冲多普勒体制，其在目标截获阶段需要快速检测到引导数据所指示的目标，而受距离盲区、速度盲区及引导数据精度等因素的约束，雷达所使用的工作重频的可检测区域是否能覆盖目标，将直接影响到对目标的快速捕获和跟踪，进而决定雷达所从属的武器系统对目标的火力反击速度。文中提出一种在这些约束条件下重频集合的选取方法，并结合仿真进行了说明。

关键词：脉冲多普勒;盲区;引导精度;重频集合

中图分类号：TN957.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0048-02

0 引言

在多数雷达设计中，火控雷达通常为脉冲多普勒雷达，因而受发射脉冲形成的距离盲区及地杂波、箔条杂波及气象杂波等形成的速度盲区、引导数据精度等因素的影响，如何在这些约束条件下尽可能的使得所要跟踪的目标在截获阶段处于检测可见区内，从而使得雷达尽可能快的捕获和跟踪到该目标，成为脉冲多普勒体制的火控雷达工作参数设计的重要步骤，即要求目标位于雷达波束范围内且雷达改善因子足够的前提下，所选取的重频应尽可能的覆盖所要检测的距离及速度范围。

基于以上分析，本文将重点介绍一种基于脉冲多普勒体制的火控雷达重频集合选取方法。

1 距离及速度可检测区域计算方法

现代典型脉冲多普勒雷达的工作流程如图1所示。

1.1 距离可检测区域计算方法

（1）距离盲区对检测区域的影响。对脉冲雷达而言，在一个雷达重复周期内，发射机在发射脉冲的过程中，其接收机处于关闭状态，因此在接收期得到的数据不包含发射期所对应的最大距离R=0.5cτ，式中，c为真空中的光速，τ为发射脉宽。

（2）引导精度对检测区域的影响。如上文所述，对脉冲多普勒雷达而言，引导数据精度为制约其工作重频所能覆盖的距离检测范围的重要因素，其直接决定雷达在当前信号处理周期内要检测的距离波门宽度，因此，所选取的重频其可检测区域至少应覆盖引导数据精度覆盖的范围。

综合距离盲区及引导精度对检测区域的影响，可以得出在选取检测重频时距离的可检测范围应为：

式中，Am表示距离模糊次数，Am=1，2，3，…N，Rac表示距离引导精度，Rlb表示该重频覆盖距离范围的下界，Rub则表示上界。

1.2 速度可检测区域的计算方法

（1）杂波对检测区域的影响。对使用MTI或MTI进行目标检测的雷达而言，滤波器的凹口位置主要由进入雷达的杂波其频谱特征决定，并且由于多普勒域的周期性，这些凹口将以模糊速度为周期，规律的出现在整个速度检测范围内。

（2）引导精度对检测区域的影響。与距离引导精度对检测区域的影响类似，速度引导精度也将对直接决定当前信号处理周期内要检测的速度波门宽度，所选取的重频其可检测区域至少应覆盖引导数据精度覆盖的范围。

综合速度盲区及引导精度对检测区域的影响，可以的处在选取检测重频时速度的可检测范围应为：

式中，An表示速度模糊次数，An=1，2，3，…N，vc表示杂波谱的速度最大值，Vac表示速度精度，Vlb表示该重频覆盖距离范围的下界，Vub则表示上界。

2 重频集合的选取方法

根据式（1）和式（2）可以得出，任一重频具有较为规则的距离速度可检测区域，为尽可能的覆盖雷达的距离及速度的作用范围，需要将其进一步扩展以使可检测区域尽可能大，因此需要进一步选取其他重频，选取方法为：以第一个确定的重频为中心，然后再确定其他的重频，所选的其他重频应尽可能的互相覆盖各自的距离及速度盲区。最终选取的重频构成雷达的工作重频集合，假设以22KHz重频为中心，根据本文所述方法，选取参数设置为：Vac=±60m/s，Rac= ±300m，τ=6μs，Vc=3m/s，重频集合元素个数限定为6个，然后，利用本文提出的方法最终确定的重频集合为：16.7KHz，18KHz，22KHz，27KHz，32KHz，36KHz，从图2中可以看出，所选取的重频集合覆盖了90%以上的距离速度待检测区域。

3 结语

雷达重频的选择是进行雷达工作参数设计的关键步骤，其主要难点在于在引导精度、距离及速度盲区、重频集合元素个数限制等约束条件下对重频的优化设计，本文通过对这些因素在重频选取过程的影响，较为仔细的介绍了重频集合的选取方法，为脉冲多普勒雷达进行参数设计过程中的重频选取工作提供了有效的解决方法。

参考文献

[1] Merrill I.Skolnik雷达手册（第三版）[M].2010.

[2] David K.Barton.雷达系统分析与建模[M].2017.