[发明专利]一种高重频脉冲雷达扩展测距范围的波形设计方法

说明书

一种高重频脉冲雷达扩展测距范围的波形设计方法，本发明涉及高重频脉冲雷达扩展测距范围的波形设计方法。本发明为了解决高重频脉冲雷达由脉冲周期重复引起的距离模糊，以及避免在无模糊测距范围增大的同时占空比和平均功率下降的问题。本发明包括：一：确定脉间调相因子α以及速度范围与目标真实速度和距离折叠次数的对应关系；二：对线性调频脉冲信号进行脉间相位调制，得到脉内线性调频脉间相位调制脉冲信号；三：雷达发射脉内线性调频脉间相位调制脉冲信号，对接收到的目标反射的回波进行距离处理，得到目标的视在距离；四：进行脉间多普勒处理，并根据速度结果解距离模糊得到目标真实距离。本发明属于雷达信号设计与处理领域。

技术领域

本发明涉及扩展高重频脉冲雷达测距范围的波形设计方法，属于雷达信号设计与处理领域。

背景技术

脉冲体制雷达的距离折叠问题一直以来是PD雷达关注的重要问题。脉冲-多普勒体制雷达的距离模糊和速度模糊问题是一对固有的矛盾，延长信号周期可以扩大距离探测范围，但同时也会使测速范围缩小进而导致速度模糊。雷达对目标进行探测时，远距离的折叠回波经距离折叠进入检测区域，淹没检测区域的目标，造成目标检测困难。这种模糊现象在高重频脉冲雷达中更为明显。高重频信号具有大的平均功率，能够增大雷达的作用范围。同时高重频脉冲雷达具有大的无模糊测速能力，但高的脉冲重复频率在获得以上优越性能的同时也会带来高的测距模糊；当减小脉冲重复频率时，雷达在增大无模糊测距范围的同时，会带来占空比和平均功率减小的问题。

解决折叠回波问题的波形设计的思路是对发射信号的脉冲进行标记以在回波处理中解模糊，这种标记的方法可以采用脉间频率编码、相位编码等。

发明内容

本发明的目的是为了解决高重频脉冲雷达由脉冲周期重复引起的距离模糊的问题，以及避免在无模糊测距范围增大的同时占空比和平均功率下降的问题，而提出一种高重频脉冲雷达扩展测距范围的波形设计方法。

本发明的目的是距离高度模糊情况下，设计一种脉内调频脉间调相信号通过参数设计和信号处理方法，将不同距离折叠回波在多普勒维进行分离，从而扩大无模糊测距范围。该方法主要针对高重频脉冲雷达距离模糊问题，根据探测环境的目标速度范围和高重频脉冲雷达测速范围，考虑将速度探测区间分成若干部分，设计脉冲波形参数，使远距离扩展杂波在多普勒谱上搬移到不同区域，并使不同折叠次数回波的多普勒测量范围不重叠，从而做到将折叠回波在多普勒维进行分离。这种波形设计方法，可以灵活设计参数在特定情况下提高无模糊测距范围，又能保持高占空比和平均功率。可以根据目标速度范围，灵活调整脉间调相因子，使不同折叠次数的回波在多普勒域分离开，进而调整测距和测速范围。

一种高重频脉冲雷达扩展测距范围的波形设计方法包括以下步骤：

步骤一：根据雷达探测环境中目标最大速度为V₁和高重频脉冲信号的最大探测速度V，确定脉间调相因子α，以及确定速度范围与目标真实速度和距离折叠次数的对应关系；

步骤二：根据步骤一确定的参数α，对线性调频脉冲信号进行脉间相位调制，得到脉内线性调频脉间相位调制脉冲信号；

步骤三：雷达发射脉内线性调频脉间相位调制脉冲信号，对接收到的目标反射的回波进行距离处理，得到目标的视在距离；

步骤四：对步骤三得到的距离处理结果，进行脉间多普勒处理，并根据速度结果解距离模糊得到目标真实距离。

本发明的有益效果为：

本发明方法在保证高的占空比和平均功率的同时解决高重频雷达的距离模糊问题。高重频的一个重要优势是能够为脉冲雷达提供无模糊测速能力。当检测环境中目标最大速度远小于高重频雷达的最大测速范围时，可通过采用脉内线性调频脉间相位调制信号通过灵活设置脉间调相因子，在多普勒维解距离模糊，进而扩大雷达的无模糊测距范围。同时又能保持高的占空比和平均功率。