小型化高频地波雷达的波形及解调研究.pdf

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1、小型化高频地波雷达的波形及解调研究·23·小型化高频地波雷达的波形及解调研究黄麟舒,察豪,李洪科,卢庆广(海军工程大学电子工程学院通信工程系,湖北武汉430033)摘要:主要讨论了小型化高频地波雷达在海上目标检测方面的波形特性。深入研究了线性调频中断连续波(FMICW)进行硬目标探测的基本原理和信号处理方法,分析了高频地波雷达提取目标距离和速度的原理,在不同波形参数下对解调结果进行仿真。仿真结果显示脉冲压缩对提取距离和速度信息的性能,以及发射波形参数对测距测速的影响。最后利用实际回波数据对目标距离进行了解算,并与仿真结果

2、比较,使之对小型化岸基地波雷达探测目标的波形设计和工程应用具有重要参考意义。关键词:高频地波雷达;波形;FMICW;距离分辨力中图分类号:TN957文献标识码:A文章编号:1000—8829(2014)04—0023—04AnalysisonWaveformandItsDemodulationfortheHFGroundWaveRadar、thMiniAntennaArrayHUANGLin—shu,CHAHao,LIHong—ke,LUQing—guang(CollegeofElectronicEngineeing,N

3、avalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:ThecharacteristicsoftheHFSWRwaveforrflinthedetectingtargetontheseaarediscussed.Princi.pleofHFradarmodulationisanalyzed,andthederivationofrangeandvelocitydetectingisgiven.Moreover,theactualdatafromseaechoesare

4、simulated,andcomparisonbetweentheFMICWandpulsemodulationisgiven.TheresultsshowthattherangeandvelocityresolutionofFMICWisfairlygood.Thestudyhassomeval·uesinthewaveformdesignandtheapplicationofHFSWR.Kevwords:HFSWR:waveform;FMICW:rangeresolution高频地波雷达(HFSWR)具备探测海上超视

5、距低CW),优点是多普勒频率变化范围较宽。广泛采用的速目标的功能,即“硬目标”检测。工作于高频波段,是线性调频中断连续波(FMICW,frequency-modulated波长比微波雷达要大3个数量级,岸基站接收采用阵interruptive—continuouswave),其突出优点是具有较高列天线,阵列尺寸往往比较庞大,存在管理难、维护费的雷达平均功率,允许雷达收发共址的情况下,对解决用高、选址空间受限,且机动性能差等很多不利因素。距离混叠和多普勒混叠的问题有利。如武汉大学研究因此,为了灵活方便,天线逐渐趋于小型化发

6、展。在此的OSMAR2003地波雷达就采用了该体制¨。加拿大前提下,如何设计发射波形和优化波形参数,成为兼顾北方雷达公司研究了规则脉冲截断的线性调频波最大探测距离和距离分辨率、测速分辨率与工作比的(FMPCW)并得到实用j。俄罗斯另辟蹊径,选择了一个重要问题¨。不连续频带,设计和实现了干扰能力良好的自动随机调频(RFM)的FMPCW信号_3J。相位编码具有很高目前高频地波雷达多实现数字化,发射波形采用了频率调制、相位编码、非线性调频等手段来解决测距的时延和多普勒分辨力,没有距离速度耦合问题,而且模糊和发射机峰值功率之间的

7、矛盾。。。已公开的信号波形的随机性,易实现捷变,易于产生。非线性调美国高频地波超视距雷达网采用的调频连续波(FM一频波具有较低的距离旁瓣电平和较好的多普勒容限。但不易产生,且对发射信号峰值功率有限制。在小型化天线阵列情况下,HFSWR目标检测的性收稿日期:2013—03—07基金项目:江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2011014);能仍然受困扰。针对小型化岸基高频雷达总体要求,湖北省自然科学基金计划项目(2012FFB06903)首先研究FMICW的工作原理,参数的影响,并给出仿作者简介:黄麟舒(1975一),女,

8、湖南常德人,博士研究生,讲真结果和实际回波数据的分析结果;对波形参数设计师,主要研究方向为雷达系统和电波传播。进行讨论,给出避免距离和速度模糊的设计原则。·24·《测控技术}2014年第33卷第4期低速运动时,目标运动距离在个扫频周期内未超出距1FMICW发射信号离单元长度,速度就会体现在相应的距离多普勒谱上。线性调

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