[发明专利]基于伪随机编码信号的收发组网雷达自主时间同步系统及方法

说明书

本发明提出基于伪随机编码信号的收发组网雷达自主时间同步系统及方法，方法包括：产生雷达发射所需要的采样时钟信号与脉冲重复频率信号，据此生成雷达同步信号并功率放大后辐射，其中雷达同步信号包括单脉冲信号、短码元和长码元m序列调制信号；对接收的雷达同步信号预处理及采样，并分别对其中短码元和长码元m序列调制信号的直达波信号进行脉冲压缩处理，求得各自的脉冲响应函数的最大值；及对相邻两次或多次的长码元脉冲响应函数的最大值的时间间隔进行计算，并取时间间隔的倒数作为雷达发射信号的脉冲重复频率。本发明可实现纳秒级的同步精度，同时具有低成本、低功耗、信噪比高、抗干扰性好、系统结构简单等优势。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及一种基于伪随机编码信号的收发组网雷达自主时间同步系统及方法。

背景技术

近年来，收发组网雷达技术在科学界和工程界倍受关注，尤其在天基收发组网成像雷达对地观测、分布式雷达多视角成像等领域具有巨大应用价值。收发组网成像雷达具有高分宽幅无盲区成像探测等优势，可以获得地面目标的多个方向的散射特性，为后期目标特性反演提供丰富的信息；同时，收发组网雷达也可以用于对隐身目标的探测，通过同时获取多个不同双站观测的雷达散射系数，提高对隐身目标的探测性能。

传统雷达由于大功率发射情况下的接收时序后延导致探测盲区，且只能获得目标的后向散射系数，因此难以满足未来无盲区全方位探测要求。而收发组网雷达将雷达发射端与雷达接收端分开并远离，避免大功率发射情况时探测盲区的出现，同时可以根据需要形成不同的双站角观测。然后，为了保证收发组网雷达信号之间的相干性，其时间同步问题是主要难题。

目前，收发组网雷达的时间同步方案主要有四种：第一，在条件满足的情况下，利用光纤或同轴电缆进行时间同步，难以满足相对运动的收发组网雷达需求；第二，采用高稳原子钟进行同步，可以实现较好的同步，但价格昂贵；第三，采用GPS驯服高稳晶振方法进行时间同步，可以实现较好的时间同步，但驯服时间较长，且容易受多普勒影响；第四，发射单个时域窄脉冲信号或单频信号进行时间同步，由于受外界电磁环境的干扰，使接收到的直达波信噪比很低，导致同步精度大大降低。

伪随机编码信号是一种重要的超宽带信号形式，它具有抗干扰能力强、被截获率低及自相关性好等特性，从而被用于预警雷达、火控雷达、合成孔径雷达等。因此，如何在雷达收发同步中采用伪随机编码信号是需要解决的问题。

发明内容

发明所要解决的课题是，如何采用伪随机编码信号来提高收发组网雷达的时间同步精度。

用于解决课题的技术手段是，提出基于伪随机编码信号的收发组网雷达自主时间同步系统及方法，在本发明中，将伪随机编码信号作为收发组网雷达自主时间同步信号的一部分，以提高雷达收发时间同步精度。

本发明提出的基于伪随机编码信号的收发组网雷达自主时间同步系统，包括：

雷达发射主机与雷达天线，用于产生与对目标探测区域发射雷达信号，并产生雷达发射系统所需要的采样时钟信号与脉冲重复频率信号；

雷达同步信号发射机，用于根据时钟信号与脉冲重复频率信号产生雷达同步信号并进行功率放大，其中雷达同步信号包括单脉冲信号、短码元m序列调制信号、长码元m序列调制信号；

同步信号发射天线，用于向雷达接收机辐射雷达同步信号；

同步信号接收天线，用于接收雷达同步信号；

雷达同步信号接收机，用于对雷达同步信号进行放大、功率检测、根据雷达接收主机与接收天线产生的采样时钟进行采样、存储并估计收发同步时刻，以估计出雷达发射信号的脉冲重复频率；

雷达接收主机与接收天线，用于对目标探测区域的雷达回波信号接收，并进行放大、采样与处理，及产生雷达同步信号接收机需要的采样时钟。