[發(fā)明專利]基于頻率分集的速度/距離解模糊雷達(dá)波形設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810839000.9
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109061648B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廖雙珍
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S7/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.基于頻率分集的速度/距離解模糊雷達(dá)波形設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

①選擇合適的測距雷達(dá)波形；②選擇合適的測速波形；③利用頻率分集方法，將測距波形和測速波形以相參脈沖串的形式拼接起來，并經(jīng)過雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射出去；④對天氣回波信號進(jìn)行信道化處理，分離出相應(yīng)的測速和測距回波，通過對分離出的測速和測距波形進(jìn)行處理，得到天氣目標(biāo)的散射率、速度、譜寬、偏振變量；

其特征在于：

(一)測距波形選擇

設(shè)雷達(dá)仰角為θ，脈沖重復(fù)周期PRT設(shè)為T_r，則測距波形的最大不模糊距離L_max表示為：

其中c為光速，設(shè)地球半徑為R當(dāng)考慮大氣折射時(shí)，地球的等效曲率半徑為R_e＝4R/3，最大不模糊距離L_max處雷達(dá)波束的實(shí)際高度H表示為

設(shè)天氣回波最大可能高度設(shè)為H_max，為使雷達(dá)最大不模糊距離之外無天氣回波，需滿足：

將式(1)帶入式(3)并化簡得：

(二)測速波形選擇

當(dāng)均勻PRT的脈沖雷達(dá)波形的最大不模糊速度v_a取決于雷達(dá)波長λ和脈沖重復(fù)周期T_v，或脈沖重復(fù)頻率f_v，其中下標(biāo)v表示速度，即velocity，即有：

當(dāng)給定v_a時(shí)，根據(jù)式(5)得，測速波形的PRT應(yīng)滿足：

測速波形采用雙PRF或者參差PRT波形，其PRT之比設(shè)為M/N，其中M、N為互質(zhì)數(shù)，T_u為兩種波形的PRT的最小公倍數(shù)；當(dāng)給定最大不模糊速度v_a時(shí)，T_u應(yīng)滿足：

此時(shí)測速波形的兩個(gè)PRT分別為MT_u和NT_u；

(三)基于頻率分集的距離/速度解模糊波形

公式(4)給出了距離不混疊情況下的最小測距信號的PRT，公式(6)和(7)給出了測速波形的條件；為保證測距波形與測速波形同步，測距波形的PRT應(yīng)等于測速波形的整數(shù)倍；

具體地說，①當(dāng)測速波形為均勻PRT信號時(shí)，測距PRT由(6)式確定，此時(shí)T_r和T_v應(yīng)滿足：

其中n為大于1的自然數(shù)；

②當(dāng)測速波形為參差PRT信號時(shí)，測速信號的周期為(M+N)T_u，此時(shí)測距信號的周期應(yīng)等于測速信號周期的整數(shù)倍，即有：

其中n為自然數(shù)；

③當(dāng)測速波形為雙PRF信號時(shí)，測速波形兩種PRF信號的最小公倍數(shù)周期為MNT_u，此時(shí)測距信號的周期應(yīng)滿足MNT_u的整數(shù)倍，即有：

在確定測距波形和測速波形的PRT參數(shù)之后，①將測距信號和測速信號分別調(diào)制在不同的頻率上；②經(jīng)上變頻、濾波、放大處理發(fā)射出去；

(四)回波信道化處理及天氣信號矩估計(jì)

天氣雷達(dá)天線接收到的回波信號經(jīng)過放大、混頻、濾波后，得到的中頻信號輸入數(shù)字接收機(jī)；數(shù)字接收機(jī)對輸入信號進(jìn)行信道化處理，將測距和測速信號進(jìn)行分離，通過對分離出的測速和測距波形進(jìn)行處理，得到天氣目標(biāo)的散射率、速度、譜寬、偏振變量特征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：

M/N的值為2/3、3/4、4/5或7/9。