LFM?Frank復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)性能分析

李笑塵　劉鋒　宦愛奇

摘 要： 為了保證雷達(dá)系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高其低截獲性能及戰(zhàn)場(chǎng)生存能力，提出了線性調(diào)頻與多相編碼復(fù)合調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)。采用時(shí)頻分析與模糊函數(shù)分析相結(jié)合的方法，通過(guò)仿真直觀有效地分析了這種復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域、頻域及時(shí)頻域特點(diǎn)，并與單一調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，這種復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)具有較高的距離、速度分辨力以及較強(qiáng)的抗干擾、抗截獲能力。

關(guān)鍵字： 復(fù)合調(diào)制； 模糊函數(shù)； 多相編碼； 線性調(diào)頻

中圖分類號(hào)： TN955?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2015）01?0015?03

Abstract： In order to ensure the normal operation of radar system and improve its battlefield survivability， a complex modulated radar signal of linear frequency modulation （LFM） and poly?phase coding modulation is proposed. Time?frequency analysis and ambiguity?function analysis is used to analyze the time domain， frequency domain and time?frequency domain characteristics of the complex modulated radar signal effectively. It is also compared with single modulated signal. The results show that the complex modulated radar signal has higher velocity resolution， distance resolution， and strong anti?interference and LPI abilities.

Key Words： complex modulation； ambiguity function； poly?phase coding； linear frequency modulation

0 引 言

現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境日益復(fù)雜，隨著電子戰(zhàn)雙方電子對(duì)抗（ECM）與電子反對(duì)抗（ECCM）的相互斗爭(zhēng)日趨激烈，各種新體制雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生[1]。在各種新體制雷達(dá)當(dāng)中，低截獲概率雷達(dá)（Low Probability of Intercept，LPI）成為現(xiàn)代雷達(dá)的重要研究方向之一。低截獲概率雷達(dá)信號(hào)是通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行精心波形設(shè)計(jì)使雷達(dá)具有一定的抗截獲能力[2]。復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的出現(xiàn)大大拓展了雷達(dá)信號(hào)形式，其較好的低截獲性能與抗干擾性能使其成為目前新體制雷達(dá)信號(hào)研究的重點(diǎn)之一，這對(duì)現(xiàn)代電子偵察技術(shù)的發(fā)展具有重大意義[3]。

線性調(diào)頻（Linear Frequency Modulation，LFM）信號(hào)由于具有良好的距離?速度耦合分辨率、能產(chǎn)生大的時(shí)寬帶寬（BT）積以及信號(hào)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而被廣泛應(yīng)用于LPI雷達(dá)中，但其信號(hào)形式簡(jiǎn)單，易受敵方干擾。Frank多相編碼信號(hào)具有較好的脈沖壓縮特性，易于實(shí)現(xiàn)[4]，并且兼具線性調(diào)頻和相位編碼的優(yōu)點(diǎn)，也已經(jīng)被成功應(yīng)用于LPI雷達(dá)當(dāng)中。

本文以線性調(diào)頻（LFM）信號(hào)和Frank編碼信號(hào)為基礎(chǔ)，提出了一種LFM?Frank復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)，在脈寬內(nèi)線性調(diào)頻率調(diào)制的基礎(chǔ)上，對(duì)其信號(hào)子脈寬內(nèi)進(jìn)行Frank編碼。文中給出了這種信號(hào)的構(gòu)成形式，分析了其時(shí)域特性和頻譜特征，討論了速度自相關(guān)函數(shù)與距離自相關(guān)函數(shù)，并與單一調(diào)制相對(duì)比。計(jì)算機(jī)仿真表明，這種復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)具有良好的速度、距離分辨率和較好的抗干擾能力。

1 LFM?Frank復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)

1.1 Frank多相編碼信號(hào)

通過(guò)圖形以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換得到頻譜帶寬來(lái)看，復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)具有稍大的帶寬。所以，其在距離分辨力上要略好于單一調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)。

3 結(jié) 論

本文提出了一種由LFM信號(hào)與Frank多相編碼信號(hào)復(fù)合調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)，給出了這種信號(hào)的構(gòu)成方式，研究了LFM?Frank復(fù)合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的頻譜特征、模糊函數(shù)、速度以及距離自相關(guān)函數(shù)，并給出了這種信號(hào)與單一調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明，這種復(fù)合信號(hào)繼承了兩種信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的距離、速度分辨力以及較強(qiáng)的抗干擾性能和抗截獲能力。將Frank多相編碼應(yīng)用于復(fù)合調(diào)制類信號(hào)是一種新的嘗試，文中主要討論其自身的一些特點(diǎn)，并沒有和其他復(fù)合調(diào)制類雷達(dá)信號(hào)作對(duì)比。同時(shí)，由于復(fù)合信號(hào)中編碼長(zhǎng)度的增加，對(duì)其低截獲性能有何影響，都是今后可以繼續(xù)深入研究的方向。

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