第3章-连续波雷达

现代雷达技术第3章连续波雷达第3章连续波雷达本章介绍•本章简介–连续波雷达简介–简单连续波雷达–三角波调频连续波雷达–正弦波调频连续波雷达–相位编码调制连续波雷达–单边线性调频连续波雷达–噪声连续波雷达第3章连续波雷达连续波雷达简介•连续波雷达简介–优点•能测量很近的距离（数米），测量精度较高•简单、小巧、轻便•带宽大，平均发射功率低，被截获概率小–缺点•收发间很难完善隔离，发射功率受限，距离近–典型应用•近炸引信、武器寻的、测速仪、汽车防撞等第3章连续波雷达简单连续波雷达•简单连续波雷达–发射非调制波，用于测速，不能测距–收发信号在接收机前端混频得到拍频，即多普勒频移信号简单连续波雷达的零差拍接收机原理框图第3章连续波雷达简单连续波雷达•简单连续波雷达（续）–为提高收发隔离度，常采用双天线方式–为避开低频闪烁噪声，常采用中频放大简单连续波雷达的超外差式接收机原理框图第3章连续波雷达三角波调频连续波雷达•三角波调频连续波雷达–三角波调频，拍频与目标距离和速度都有关ftTm2fft2R0c0ffb0fb＋fb－fbart1t2frfft0tt第3章连续波雷达三角波调频连续波雷达•三角波调频连续波雷达（续）–目标频率与发射频率变化规律相同，时间滞后–设三角波调频信号中心频率ft0，周期Tm，调制频率fm，最大频偏±f,收发信号拍频fb–静止目标的拍频–对应目标距离cTRfcRTffffmmrtb822/2||mbmbfffcTffcR88第3章连续波雷达三角波调频连续波雷达•三角波调频连续波雷达（续）–运动目标的拍频–对应目标距离–对应多普勒频移dmttbdmrtbfRcTfffffRcTffff88mbbffffcR282bbdfff第3章连续波雷达三角波调频连续波雷达•三角波调频连续波雷达（续）–要求严格的线性调频，工程实现和调整不易–两个运动目标，对应的两组fb+和fb-之间将有两组配对方式，其中一组是假的，造成幻影–用三斜率周期的调频信号可消除幻影(b)FftdtoTATBTCFCFAfdFB第3章连续波雷达三角波调频连续波雷达•三角波调频连续波雷达（续）简单调频连续波雷达原理框图第3章连续波雷达正弦波调频连续波雷达•正弦波调频连续波雷达–最简单的线性调频连续波（FMCW）体制–缺点：不能分辨多个目标第3章连续波雷达正弦波调频连续波雷达•正弦波调频连续波雷达（续）–发射频率–接收频率–收发拍频tfffdtdfmtt2cos2210cRtfffffmdr2cos20dmmrtbfcRtfcRfffff2sin2sin第3章连续波雷达正弦波调频连续波雷达•正弦波调频连续波雷达（续）–通常，fmRc，则–拍频在半个调整周期内平均–对应目标的距离和多普勒频移dmmbfcRtfRcfff2sin2dbpdbpfkRffkRf22bbdbbfffkffR第3章连续波雷达相位编码调制雷达•相位编码调制雷达–对发射信号进行相位调制：二相、多相–（二相）伪随机序列（PN）编码•最大长度序列（m序列）：m阶移位寄存器，所以可能状态N=2m-1•图钉型模糊图，单个陡峭主峰，旁瓣1/N•距离和速度分辨力高，无测距和测速模糊•问题：多普勒灵敏，不宜长时间脉压–测距：收发序列互相关的峰值延迟第3章连续波雷达相位编码调制雷达•相位编码调制雷达（续）R第3章连续波雷达单边线性调频连续波雷达•单边线性调频连续波雷达–特点：•总带宽大，抗干扰，高距离分辨力•中频瞬时窄带，容易实现，成本低•平均发射功率低，被截获概率小（LPI）–实现：两级FFT•等效100%占空比的脉冲雷达•测距：单脉冲窄带拍频滤波器组，FFT实现•测速：相参脉冲串多普勒滤波器组，FFT实现第3章连续波雷达噪声连续波雷达•噪声连续波雷达–随机二相码（噪声码）调相，无周期•大时宽带宽积，抗干扰和抗隐身能力强•平均发射功率低，被截获概率小•随机调相，具有最大熵，被识别概率小–白噪声源产生LPI第3章连续波雷达噪声连续波雷达•噪声连续波雷达（续）–“相干脉冲串”实现：脉冲压缩（PC）+MTD随机二相码连续波雷达系统框图第3章连续波雷达噪声连续波雷达•噪声连续波雷达（续）–实际难题：•多普勒敏感，对高速运动目标脉压失配大=短脉冲脉压=分辨力下降•自相关旁瓣高，near-far问题=距离旁瓣抑制=系统复杂、目标失配•发射功率泄露，作用距离受限，动态范围大=双天线、隔离板、射频泄露对消、发射波束置零