[發明專利]一種高重頻脈沖雷達擴展測距范圍的波形設計方法

有效

• 申請號: 201710368949.0
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107144834B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 位寅生;魏文艷;張洋;許榮慶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S13/26
• 分類號: G01S13/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

一種高重頻脈沖雷達擴展測距范圍的波形設計方法，本發明涉及高重頻脈沖雷達擴展測距范圍的波形設計方法。本發明為了解決高重頻脈沖雷達由脈沖周期重復引起的距離模糊，以及避免在無模糊測距范圍增大的同時占空比和平均功率下降的問題。本發明包括：一：確定脈間調相因子α以及速度范圍與目標真實速度和距離折疊次數的對應關系；二：對線性調頻脈沖信號進行脈間相位調制，得到脈內線性調頻脈間相位調制脈沖信號；三：雷達發射脈內線性調頻脈間相位調制脈沖信號，對接收到的目標反射的回波進行距離處理，得到目標的視在距離；四：進行脈間多普勒處理，并根據速度結果解距離模糊得到目標真實距離。本發明屬于雷達信號設計與處理領域。

技術領域

本發明涉及擴展高重頻脈沖雷達測距范圍的波形設計方法，屬于雷達信號設計與處理領域。

背景技術

脈沖體制雷達的距離折疊問題一直以來是PD雷達關注的重要問題。脈沖-多普勒體制雷達的距離模糊和速度模糊問題是一對固有的矛盾，延長信號周期可以擴大距離探測范圍，但同時也會使測速范圍縮小進而導致速度模糊。雷達對目標進行探測時，遠距離的折疊回波經距離折疊進入檢測區域，淹沒檢測區域的目標，造成目標檢測困難。這種模糊現象在高重頻脈沖雷達中更為明顯。高重頻信號具有大的平均功率，能夠增大雷達的作用范圍。同時高重頻脈沖雷達具有大的無模糊測速能力，但高的脈沖重復頻率在獲得以上優越性能的同時也會帶來高的測距模糊；當減小脈沖重復頻率時，雷達在增大無模糊測距范圍的同時，會帶來占空比和平均功率減小的問題。

解決折疊回波問題的波形設計的思路是對發射信號的脈沖進行標記以在回波處理中解模糊，這種標記的方法可以采用脈間頻率編碼、相位編碼等。

發明內容

本發明的目的是為了解決高重頻脈沖雷達由脈沖周期重復引起的距離模糊的問題，以及避免在無模糊測距范圍增大的同時占空比和平均功率下降的問題，而提出一種高重頻脈沖雷達擴展測距范圍的波形設計方法。

本發明的目的是距離高度模糊情況下，設計一種脈內調頻脈間調相信號通過參數設計和信號處理方法，將不同距離折疊回波在多普勒維進行分離，從而擴大無模糊測距范圍。該方法主要針對高重頻脈沖雷達距離模糊問題，根據探測環境的目標速度范圍和高重頻脈沖雷達測速范圍，考慮將速度探測區間分成若干部分，設計脈沖波形參數，使遠距離擴展雜波在多普勒譜上搬移到不同區域，并使不同折疊次數回波的多普勒測量范圍不重疊，從而做到將折疊回波在多普勒維進行分離。這種波形設計方法，可以靈活設計參數在特定情況下提高無模糊測距范圍，又能保持高占空比和平均功率。可以根據目標速度范圍，靈活調整脈間調相因子，使不同折疊次數的回波在多普勒域分離開，進而調整測距和測速范圍。

一種高重頻脈沖雷達擴展測距范圍的波形設計方法包括以下步驟：

步驟一：根據雷達探測環境中目標最大速度為V₁和高重頻脈沖信號的最大探測速度V，確定脈間調相因子α，以及確定速度范圍與目標真實速度和距離折疊次數的對應關系；

步驟二：根據步驟一確定的參數α，對線性調頻脈沖信號進行脈間相位調制，得到脈內線性調頻脈間相位調制脈沖信號；

步驟三：雷達發射脈內線性調頻脈間相位調制脈沖信號，對接收到的目標反射的回波進行距離處理，得到目標的視在距離；

步驟四：對步驟三得到的距離處理結果，進行脈間多普勒處理，并根據速度結果解距離模糊得到目標真實距離。

本發明的有益效果為：

本發明方法在保證高的占空比和平均功率的同時解決高重頻雷達的距離模糊問題。高重頻的一個重要優勢是能夠為脈沖雷達提供無模糊測速能力。當檢測環境中目標最大速度遠小于高重頻雷達的最大測速范圍時，可通過采用脈內線性調頻脈間相位調制信號通過靈活設置脈間調相因子，在多普勒維解距離模糊，進而擴大雷達的無模糊測距范圍。同時又能保持高的占空比和平均功率。