基于抖动叠加参差的PD雷达中重频脉组设计方法技术

本发明专利技术属于雷达总体技术领域，公开了基于抖动叠加参差的PD雷达中重频脉组设计方法，解决现有技术获得的中重频脉组需连续占用大量时间资源，使得在使用PD模式时数据率降低的问题。本发明专利技术重频脉组分为4对，确定发射脉宽，计算无距离模糊时脉组对应的最小重复周期，计算第1对前1个脉组的重复周期、每对重频脉组的抖动时间量，对距离和速度进行量化，计算距离

【技术实现步骤摘要】
基于抖动叠加参差的PD雷达中重频脉组设计方法


[0001]本专利技术属于雷达总体


技术介绍

[0002]具有PD(脉冲多普勒)工作模式的雷达可称为PD(Pulse Doppler)雷达，PD工作模式使得PD雷达具有很强的在杂波背景中检测运动目标的能力。PD工作模式使用的脉组重复频率(Pulse Repetition Frequency，缩写为PRF)在距离上是存在模糊的，按重复频率可分为2种即中重频脉组和高重频脉组。采用低重频脉组的脉冲雷达距离上不存在模糊，虽然也利用多普勒效应抑制杂波，同一距离上的杂波与目标频谱易混叠在一起，多普勒滤波分离困难导致其检测能力差，因此一般不称为PD雷达。
[0003]PD工作模式使用高重频脉组虽然没有速度模糊，但由于距离高度模糊，使得远距离的目标不得不与近处强杂波竞争，对远处低速目标的检测性能不佳，且采用高重频脉组时将导致距离上产生较大的遮蔽损耗，降低了雷达对目标距离信息的获取能力，因此，高重频脉组适用的范围较小通常只适用于机载PD雷达在强杂波环境中检测快速接近的目标。使用中重频脉组的PD雷达同时具有低重频和高重频脉组的一些优点和缺点，通过合理地设计参差脉组，能够避免低重频和高重频的缺点，同时保持二者的性能优点，在对目标情况未知，且又同时需要获取大的探测范围内目标距离和速度信息时，中重频脉组是最优选择。此外，由于其处理过程中需要进行距离解模糊，对有源虚假目标也同样具有良好的抗干扰能力，因此中重频脉组的适用的范围较广，在目前较为先进的机载、地面/舰载雷达系统中广泛应用。而中重频脉组设计直接决定着PD雷达的探测性能。
[0004]传统的中重频脉设计方法基于M/N准则，为了达到距离
‑
速度覆盖率最大，一般采用3/8准则，传统的设计方法获得的中重频脉组需要在单个天线扫描周期内连续使用8个参差重频才能完成离解模糊/补盲、速度补盲(或解模糊)，即8个参差脉组紧耦合，因此时间资源分配不太灵活，需连续占用大量时间资源，由于中远程搜索雷达的时间资源又十分紧张，这导致在使用PD模式时，不得不降低中远程搜索雷达的数据率。

技术实现思路

[0005]为了克服传统方法的不足，本专利技术提供了一种基于抖动叠加参差的PD雷达中重频脉组设计方法，该设计方法获得的中重频脉组的时间资源分配更加灵活，可在单次天线扫描周期内距离解模糊和补盲、天线扫描周期间速度补盲(或解模糊)，即使处于PD模式时，中远程搜索雷达的数据率也无需降低。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案包括：
[0007]将重频脉组分为4对8组(1A/1B、2A/2B、3A/3B、4A/4B)，组成每对重频脉组的2个脉组(A和B)采重频差异较小称为抖动，而各对重频脉组之间的重频差异较大称为参差，用抖动重频脉组实现距离解模糊，再用参差重频脉组实现距离补盲和速度补盲(或速度解模糊)。每个天线扫描周期内使用2对重频脉组，天线扫描周期间循环使用前2对和后2对中频
脉组。在单个天线扫描周期内实现距离解模糊和补盲，在天线扫描周期间实现速度补盲。
[0008]实现步骤包括：
[0009](1)重频脉组分为4对8组，第1对记为1A/1B、第2对记为2A/2B、第3对记为3A/3B、第4对记为4A/4B；
[0010](2)根据最小作用距离R
min
，得到发射脉宽τ，通过如下公式进行τ＝2R
min
/C，其中C为光速；
[0011](3)计算无距离模糊时脉组对应的最小重复周期，通过如下公式进行PRI
na
＝2(R
max
+R
min
)/C，其中R
max
为雷达最大作用距离，R
min
为雷达最小作用距离，C为光速；
[0012](4)根据设定的最大距离模糊次数N
amb
，计算第1对前1个脉组1A的重复周期，通过如下公式进行PRI
1A
＝PRI
na
/N
amb
；
[0013](5)计算每对重频脉组的抖动时间量T
jit
，通过如下公式进行T
jit
＝N
jit
/B，N
jit
为计算每对重频脉组的抖动，B为信号带宽；
[0014](6)以距离采样单元ΔR对探测距离范围进行量化R
t
∈[0,R
max
]，距离单元总数为以设定的速度间隔ΔV对速度单元V
t
∈[0,V
max
]进行量化，速度单元总数为
[0015](7)设置脉组2A、脉组3A、脉组4A的重复周期之比依次为(7)设置脉组2A、脉组3A、脉组4A的重复周期之比依次为对比值k进行搜索；
[0016](7a)以距离采样单元ΔR对探测距离范围进行量化R
t
∈[0,R
max
]，距离单元总数为以设定的速度间隔ΔV＝5m/s对速度单元V
t
∈[0,V
max
]进行量化，速度单元总数为
[0017](7b)任一个重复周期PRI
i
，在PRI
1A
、PRI
2A
、PRI
3A
、PRI
4A
四个重复周期中取值，求出距离覆盖和速度覆盖，距离覆盖的条件通过如下公式进行mod(2R
t
/C,PRI
i
)>τ其中mod(
·
)表示取余数运算，速度覆盖的条件通过如下公式|mod(2V
t
/λ,PRF
i
)/PRF
i
‑
0.5|<ρ
vis
/2，其中ρ
vis
为单组Doppler滤波器覆盖率；
[0018](7c)统计距离覆盖单元个数N
R_C
，速度覆盖单元个数N
V_C
，则计算重复周期PRI
i
的距离覆盖率，通过如下公式进行N
R_C
/N
R_All
，计算速度覆盖率通过如下公式进行N
V_C
/N
V_All
；统计距离
‑
速度同时覆盖的单元个数为N
RV_C
，计算距离
‑
速度覆盖率，通过如下公式进行N
RV_C
/(N
R_All
N
V_All
)；
[0019](7d)绘制距离
‑
速度覆盖率随k值的变化曲线；
[0020](8)依据距离
‑
速度覆盖率随k值的变化曲线找出对应的比值k的值，得到PRI
2A
、PRI
3A
、PRI
4A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于抖动叠加参差的PD雷达中重频脉组设计方法，其特征在于：(1)重频脉组分为4对8组，第1对记为1A/1B、第2对记为2A/2B、第3对记为3A/3B、第4对记为4A/4B；(2)根据最小作用距离R
min
，得到发射脉宽τ：τ＝2R
min
/C，其中C为光速；(3)计算无距离模糊时脉组对应的最小重复周期PRI
na
：PRI
na
＝2(R
max
+R
min
)/C，其中R
max
为雷达最大作用距离，R
min
为雷达最小作用距离；(4)根据设定的最大距离模糊次数N
amb
，计算第1对前1个脉组1A的重复周期PRI
1A
：PRI
1A
＝PRI
na
/N
amb
；(5)计算每对重频脉组的抖动时间量T
jit
：T
jit
＝N
jit
/B，N
jit
为计算每对重频脉组的抖动，B为信号带宽；(6)以距离采样单元ΔR对探测距离范围进行量化R
t
∈[0,R
max
]，距离单元总数为以设定的速度间隔ΔV对速度单元V
t
∈[0,V
max
]进行量化，速度单元总数为(7)设置脉组2A、脉组3A、脉组4A的重复周期之比依次为(7)设置脉组2A、脉组3A、脉组4A的重复周期之比依次为对比值k进行搜索；(7a)以距离采样单元ΔR对探测距离范围进行量化R
t
∈[0,R
max
]，距离单元总数为以设定的速度间隔ΔV＝5m/s对速度单元V
t
∈[0,V
max
]进行量化，速度单元总数为(7b)任一个重复周期PRI
i
，在PRI
1A
、PRI
2A
、PRI
3A
、PRI
4A
四个重复周期中取值，求出距离覆盖和速度覆盖，其中距离覆盖满足mod(2R
t
/C,PRI
i
)>τ其中mod(
·
)表示取余数运算；速度覆盖满足|mod(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴苏兴，胡万坤，洪伟，包伟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：