伪码调相连续波雷达模糊函数推导及仿真分析

2011年2月第34卷第1期

舰船电子对抗

SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASURE

Feb.2011

Vol.34No.1

伪码调相连续波雷达模糊函数推导及仿真分析

曹军亮,牟连云,杨网成,杨 慧

(海军指挥学院,南京211800)

摘要:分析了伪码调相连续波雷达的性能,研究了伪码调相连续波雷达的工作原理,重点推导了伪码调相连续波雷

达的模糊函数,进行了计算机仿真,并从13位Barker码调相信号仿真图和63位m序列调相信号仿真图的对比中得出了长码是伪码调相连续波雷达的最佳选择,而且为了实现更好的测距和测速的性能,必须在回波信号处理中加入旁瓣抑制电路,或选择更优的码型。

关键词:伪码调相连续波雷达;模糊函数;13位巴克码

中图分类号:TN958.94 文献标识码:A

-1413(2011)01-0064-04文章编号:CN32

DeductionandSimulationAnalysisonTheAmbiguityFunctionofPRC-CWRadar

CAOJun-liang,MOULian-yun,YANGWang-cheng,YANGHui

(NavyCommandCollege,Nanjing211800,China)

Abstract:Thispaperanalyzestheperformanceofthepseudo-randomcodecontinuouswave(PRC-CW)radar,researchestheoperationtheoryofPRC-CWradar,emphaticallydeducestheambiguity

functionofPRC-CWradar,simulatestheradarsignalbycomputer,bycomparingthesimulationd-iagramsbetween13-bitBarkercodephasemodulationsignaland63-bitmsequencephasemodula-tionsignal,provesoutthatthelongcodemodulationsignalsimulationdiagramisthebestselectionforPRC-CWradars,andinordertorealizethebetterrangemeasurementandspeedmeasurement,theside-loberestraincircuithastobeaddedorthebettercodebeselected.Keywords:pseudo-randomcodecontinuouswaveradar;ambiguityfunction;13-bitBarkercode

续波的调相,不同的编码性能决定了该型雷达的性

能和信号处理方式。各种编码如:m序列,也称为最大长度序列;Barker码,是一种相关性非常理想的码型,但到目前只找到最长为13位的码字;Tay-lor四相码,是由半余弦子脉冲(底宽为2T)经抽头延时(抽头间隔T)加权网络产生,是由二相编码经二四相转化器转换而来,具有二相码的性质,又不乏其独特之处。

本文的推导和仿真采用了Barker码和m序列,通过对它们的模糊图、相关性、零多普勒和零时延图的仿真与分析,得出采用序列更长的码型是伪码调相连续波雷达实现远距离测距的必然需要。

伪码调相连续波雷达的工作原理如图1所示,伪随机码产生器产生类似/白噪声0的伪随机码对本

0 引 言

连续波雷达具有优良的测速功能,由于其方便实现,结构简单,在雷达发展早期得到了广泛的应用,但由于其不能实现测距,因而在脉冲雷达出现后就逐渐淡出了人们的视野。直到近些年来,战场电磁环境日益复杂,干扰与反干扰愈演愈烈,对雷达已经提出了更高的需求,连续波雷达大的平均功率、高的占空比及用伪码进行调相实现测距使其在抗干扰中独胜一筹。

1 伪码调相连续波雷达原理

伪码调相连续波雷达是相位编码连续波雷达中的一种,通常其采用相关性比较好的编码来实现连

收稿日期:2010-04-03

第1期曹军亮等:伪码调相连续波雷达模糊函数推导及仿真分析65

振信号进行调相,形成伪码扩频信号,伪码扩频信号经环流器在发射阶段从天线发射到空间;回波信号通过低噪声放大器将微弱的高频信号功率放大,然后与本振信号多次混频,经视频放大器将回波信号

与延时的伪随机码在匹配滤波器中进行匹配滤波(即进行相关),从各相关器中出来的信号在多普勒滤波放大器组中进行多普勒滤波并放大,从多普勒

滤波放大器组出来的信号再进行数据分选与分析。

图1 伪码调相连续波雷达工作原理图

伪码调相连续波雷达工作流程相对比较简单,主要特点是:

(1)隐蔽性。伪码调相连续波雷达发射的信号是伪随机码相位调制的时间连续波形。它是一种非脉冲波形的雷达信号,其平均功率等于峰值功率,故而具有极好的隐蔽性。

(2)良好的测距特性。上个世纪60年代,美国已经在Goddard测距和跟踪系统中采用了伪随机码测距原理,对深空目标进行测距跟踪。伪码调相连续波雷达测距是通过伪随机码良好的相关性来实现的。伪随机码具有随机特性,特别是它具有类似于D函数的自相关函数,使它具备了作为测距信号的条件。伪码调相连续波雷达是用码字对载频信号调相后作为发射波形的雷达,这种具有较大时宽带宽积的雷达波形不仅克服了普通脉冲雷达的矛盾,而且极大地提高了雷达的测速和测距的精度;特别是当目标距离很远时,用一个很长的伪随机码可以同时达到精确和无模糊测距的双重目的。因此,伪随机码特别适合用于卫星、飞船等的轨道测量、导航和射电天文领域。

(3)伪码调相连续波雷达的抗截获特性。伪码调相连续波雷达是一种理想的低截获概率雷达(LPI),其具有非常理想的时宽带宽积。根据信息理论,大频带宽度的伪码调相连续波雷达具有更大的熵,有/白噪声0的统计特性,能实现扩频的性能。从截获接收机的截获特性看,极强相关性和更长的码字将会增大截获接收机的数据处理容量,迫使截获接收机数据处理能力下降,而且低密度的功率谱使截获接收机很难发现雷达信号,如果雷达进一步采取功率管理或者参数捷变等,就会更加增大被截(4)抗干扰特性。伪码调相连续波雷达信号是一种扩频信号,即把相关性能好的伪随机码在天线之前发射链路的某处引入,则发射到空间的雷达信号将扩散到一个更宽的频带中,降低了单位 …… 此处隐藏：4710字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……