连续波雷达及其信号处理技术

南轲锦

摘 要：新世纪以来，我国整体科技水平得到大幅度提高，带动了各领域的进步与发展，尤其在雷达信号处理方面，已经取得了显著成果。连续波雷达不仅发射功率小，并且还具有较强的隐蔽性和抗反辐射导弹能力，在军用、民用雷达当中得到广泛应用。基于此，本文首先对连续波雷达的特点、原理进行简单概述，并进一步研究了连续波雷达信号处理技术的实际应用，以期能够促进我国雷达信号处理技术的发展。

关键词：连续波;雷达;信号处理

目前来看，我国常用的雷达体制当中，主要以脉冲多普勒体制、连续波体制为主导。连续波雷达不仅发射功率小，隐蔽性能好、抗反辐射导弹能力强，并且还具有抗有源干扰的能力，截获率较低，同时还能够在增加雷达作用距离，因此无论是在军用方面还是民用方面都得到广泛普及。不仅如此，与其他雷达相比，连续波雷达还有着体积小、重量轻的特点，具备其他雷达没有的灵活性优势，这也在应程度上提高了实际应用过程中连续波雷达的生存能力。

一、连续波雷达的特点

早在上世纪20年代，人们就充分利用连续波调频测距的运行原理对电离层进行了研究和观测。连续波雷达也可以被称为连续发射电磁波雷达，可以根据发射信号的形式不同来划分为非调制单频雷达以及调频连续波雷达。非调制单频连续波雷达为发射未经任何调制的载频为单一频率（f0）的纯连续波信号。当发射的电磁波遇到目标是，回波信号的频率会产生多普勒频移，而多普勒频移的量与目标的径向速度是成正比的。因此接收天线所收到的回波信号与发射信号进行混频后，差频信号即是多普勒频率信号，由此可以计算出目标的具体速度。非调制单频连续波雷达能够对任何具有速度的目标进行测速，测速精确，但并不能使用在测定目标的具体距离上。

调频连续波雷达则是按照一定的规律周期变化来进行工作。常用的线性调频连续波雷达随着时间周期性线性发生变化。目标回波信号和发射信号混频后的品茶信号能够确定目标的具体距离，并根据回波信号中的多普勒频率来测定目标的具体速度。另外还有相位编码连续波雷达，发射信号有周期变化的编码子脉冲序列进行相位调制，可以根据目标产生的回波信号与发射信号的相位变化来进行测量，伪随机相位编码连续波雷达的反侦察反干扰能力较强，是目前最具发展的连续波雷达。而多频连续波雷达的发射信号通常具有两个以上载频，利用不同的回波信号相位差来对目标的距离进行测定。连续波雷达对地物杂波的抑制力较强，能够明确区分活动目标，非常适合进行单一活动目标的检测。这项技术被广泛应用在二战中，用来测量飞机与地面的具体高度，并利用收发开关解决了连续波雷达收发隔离的情况，时至今日连续波雷达已经可以通过同一个天线进行收发。

连续波雷达在近程雷达系统或者次级雷达系统的应用中比脉冲雷达更有优势。尤其针对当今世界上的微波固态器件发展，采用连续波雷达能够让雷达结构更加简便。连续波雷达的结构可以做到体小量轻，馈线损耗也可以控制到最低。在带宽方面，连续波雷达接收机比较脉冲雷达接收机更窄，有利于对抗杂波，并且具有较强的电磁干扰能力。尤其是雷达进行测速时，连续波雷达的优越性就体现出来了，并且不存在距离遮挡等现象。

不仅如此，连续波雷达还具备更好的抗杂波、反隐身以及抗干扰能力。连续波雷达的发射机功率较低，在反侦察方面较有优势。对方的侦查接收机无法快速跟踪雷达的瞬时频率，不容易达到截获连续波雷达的情况。连续波雷达的接收机带宽较窄，能够在杂波背景下保持良好的检测运行。就距离方程来看，连续波雷达能够加大发射功率同时增益收发天线，对噪音系数和微波损耗也能够做到最小。连续波雷达的这一特点满足了世界对雷达探测技术的战术要求，连续波雷达唯一的缺点是存在收发隔离的情况，但近几年已经通过安装收发开关解决了这项难题。

二、连续波雷达的原理

雷达发射线性三角调频连续波信号的同时，雷达的载频为f0，此时的调频带宽为B，调频间隔为T。信号频率与时间关系为（图一），可以看出，细实线代表的是发射的信号，而粗实线则代表了目标回波的信号。粗虚线代表了多普勒频率存在时的目标回波信号。

当发射信号与目标回波信号的频率差如图二中显示，图二用实线表示出固定目標回拨信号和发射信号的频率差距，用虚线表示出运动目标回波信号和发射信号的频率差距。在发射信号的一个扫频周期内，三角线性调频信号的正向调制段能够用Bt，up（t）=A0cos[2π（f0t+?t2/2）+0，up]，其中f0、A0以及0、up代表了发射信号的频率以及幅度和最初的相位，其中?=B/T是调制的斜率。

三、连续波雷达信号处理技术的应用

连续波雷达信号处理技术应用过程中，首先需要对信号处理系统进行明确，将Q1作为支路结构，再通过杂波抵抗形成更多支路。

信号的调制可以借助脉冲调制器，将信号进行全面处理，产生0.6个空比，从而在最大程度上提高射频信号的可靠性。

目标反射信号的分析主要通过回波方式处理，在此过程中，可以先利用辅助天线能够将信号传输到开关转换器当中，再输送到接收机，接收机会将接收的信号转递到混频电路，这时，其中的中频信号会经过数字化处理并进入到输入端。在经过A/D转换之后，信号会处于中频相位信息的状态，并会以这一状态被送到杂波对消器。

通过这一系列的连续波雷达信号处理，不仅能够在很大程度上消除杂波对雷达信号造成的影响，并且还能够减少数字信号的动态范围。不仅如此，连续波雷达凭借伪码匹配滤波器，能够在解扩伪码的同时，进行多普勒失谐补偿。伪码解扩过程中，会出现信号频谱变窄的情况，并且信号波形也会发生变化，类似于正弦波形并带有断续周期，同时含有多普勒信息。这时，最大熵外推在预测外推时主要应用了最大熵前后向。这次情况下，k个周期所呈现出的断续波形信号会逐渐连接在一起，最终形成kT连续时间的连续波。间断信号会造成加窗影响，这也是雷达信号处理过程中的常见问题，而通过连续波雷达信号处理，可以在一定程度上提高频率分辨能力，通过消除、中断间断信号的方式避免这一问题的发生。

结束语

综上所述，相较于脉冲雷达，连续波雷达的实际应用有着无法取代的优势，无论是在军事方面还是民用方面都有着广阔的发展前景。因此，在未来发展过程中，应该给予连续波雷达研究足够的重视，加强对这一领域科研人才的培养，以此促进我国雷达领域的进一步发展。

参考文献

[1] 沈佳琪. 连续波雷达及信号处理技术研究[J]. 移动信息， 2016.

[2] 何府强. 连续波雷达及信号处理技术研究[J]. 中国科技投资， 2018， 000（026）：241.