雷達信號脈內參數估計研究與仿真

殷昌義?陳天樂

摘 要 雷達信號脈內參數估計是對電子對抗目標識別的重要組成部分，本文介紹了一種對雷達信號頻率精確測量，脈內調制識別方法并進行仿真研究，該方法利用循環逼近的方式逐漸測量出雷達精確頻率，與此同時將雷達信號處理到基帶，從而得到雷達信號脈內調制方式。

關鍵詞 調制識別;脈內調制;相位編碼

Research and Simulation of radar signal intra pulse parameter estimation

Yin Changyi， Chen Tianle

1.Nanjing Kerida Electronic Eqiupment Co.，Ltd.，Nanjing 200111;

2.Shanghai Bureau of the Navy Fourth Military Representative Offic in Nanjing，Nanjing 200111

Abstract in pulse parameter estimation of radar signal is an important part of target recognition in ECM. This paper introduces a method of accurate measurement of radar signal frequency， in pulse modulation recognition and simulation research. In this method， the radar precise frequency is gradually measured by means of cyclic approximation， and at the same time， the radar signal is processed to baseband to obtain in pulse modulation of radar signal Mode of production.

Key words Modulation identification; In pulse modulation phase coding

前言

隨著電子技術的發展，雷達信號參數越來越靈活，雷達信號分選所利用的規律受到了破壞。傳統利用的五大參數進行信號分選、識別雷達信號的方法變得越來越困難[1]。因此利用雷達參數脈內特征測量、識別變得越來越重要。

雷達信號脈內參數主要體現在信號幅度、頻率、相位。在數字系統中對頻率測量往往受測量系統的信號采樣頻率，以及資源對FFT點數的限制使得頻率測量只能精確到MHz量級;對相位調制識別往往困于沒有很好的方法進行識別[2]。

后文中將介紹一種對雷達脈內頻率精確測量和雷達脈沖調相識別的方法。

1雷達信號數學模型

以典型的PD體制雷達為例，雷達發射信號波形如下所示：

式中：表示第n個脈沖;

：表示信號幅度;

：表示脈沖重復周期;

：表示脈沖寬度;

：表示為調制頻率，，為調制帶寬;

：為調制相位。

2頻率精確測量與仿真[3-4]

電子對抗過程中，偵察告警系統一般不知道接收到敵雷達的頻率參數，通常先將所有的信號下變頻到中頻，然后進行數字采樣進行參數測量，本文利用循環逼近的方式對脈沖采樣點進行頻率測量，假定處理數據為非多信號脈沖重疊點，即一次測量過程只有一種信號。頻率測量流程圖如圖1所示。

步驟1，設定FFT點數，本文N_FFT=256，取N_FFT個采樣數據n=1：256，判定其為單頻率樣本點，對其作四次方變換得到;

步驟2，計算的頻譜，即傅立葉變換FFT得到其頻譜;

步驟3，計算得到樣本點頻率值，得到信號序列頻率估計值的粗略估計;

步驟4，以*k（本文k取0.5）對進行數字頻移得到載頻左側的估計值（本文取），且滿足，同時使大約小于理論值;

步驟5，若（為誤差精度），則進行頻譜搬移，，同時調整的長度后轉到（1）繼續迭代;否則退出，得到最終的載頻估計為每次迭代的值之和。

圖1 頻率測量流程圖

為驗證循環逼近算法測量的頻率精度，仿真過程中采用線性調頻調制脈沖。如圖2所示，假定脈沖中頻頻率70MHz～72MHz，采樣頻率為560MHz。

取每個脈沖上升沿256個采用點進行循環逼近仿真，仿真結果如圖 3（a）所示。仿真測量與傳統直接FFT計算比較以及理論頻率值比較結果如圖 3（b）所示。

由仿真結果可以看出，在循環次數小于等于10次時，測量頻率趨于穩定，可以得到較精確的頻率值。

通過傳統FFT計算得到的頻率值和利用循環逼近計算的頻率結果比較曲線可以看出，循環畢竟算法頻率從測量精確度具有明顯的提升。

3脈內調制識別[5]

雷達信號主要由載波和相位調制組成，在精確計算雷達信號載波的同時將信號搬移至零頻附近，即，因此可以通過得到脈沖內的相位調制信息。

假設脈沖中頻頻率72MHz，采樣率560MHz，FFT點數為256，脈內采用bpsk調制，對其頻率搬移后的x（n）仿真圖形見圖 4所示

4小結結束語

本文對雷達信號脈內參數估計進行研究，并利用循環逼近的方式對雷達信號脈沖的頻率進行測量，通過仿真結果可以看出該算法能夠較精確的測量脈內頻率，可精確到百赫茲量級。與傳統的FFT算法相比該方法精確度高，可以較少采樣點得到精確參數，同時，在計算頻率同時將信號搬移至零頻可以較輕松地識別出雷達信號脈內相位調制信息。

參考文獻

[1] 陳恒，張友益，王玉梅.基于常規參數和脈內特征參數的雷達信號分選 [J].艦船電子工程， 2018，（6）：58-61，75.

[2] 陳昌孝，何明浩，徐璟，等.一種新的雷達輻射源信號脈內特征參數選擇方法[J].空軍預警學院學報，2014，（4）：235-238.

[3] 孟愛權.基于相位法的雷達脈內參數估計[J].電子元器件應用， 2012，（10）：54-57.

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[5] 顧燕鏵.幾種新體制雷達信號脈內提取和識別仿真[J].艦船電子對抗，2003，（2）：14-18.