高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)寬帶雷達(dá)回波頻域模擬及分析

寧 超 耿旭樸 王 超 黃培康

(電磁散射重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100854)

1 引言

利用寬帶雷達(dá)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)如導(dǎo)彈、衛(wèi)星、空間碎片等進(jìn)行探測(cè)和成像具有重要的軍事和科研價(jià)值[1－3]。雷達(dá)回波仿真是雷達(dá)系統(tǒng)研制及雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)研究的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵技術(shù)之一[4－10]。“走-停-走”模型常用于雷達(dá)回波仿真，該模型假設(shè)目標(biāo)在脈沖持續(xù)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)很小可以被忽略。但對(duì)于遠(yuǎn)距離且高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，脈沖持續(xù)期間的徑向位移已經(jīng)不能忽略，“走-停-走”模型不再適用[8－12]。線性調(diào)頻信號(hào)(Line Frequency Modulation,LFM)是寬帶雷達(dá)系統(tǒng)常用的波形之一，國(guó)內(nèi)外若干研究者開展了高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的LFM回波仿真研究，建立了寬帶LFM雷達(dá)回波的時(shí)域信號(hào)模型；分析了高速運(yùn)動(dòng)對(duì)雷達(dá)波頻率的壓縮或擴(kuò)展以及對(duì)LFM回波調(diào)制斜率的改變；通過理論推導(dǎo)和仿真試驗(yàn)，研究了高速運(yùn)動(dòng)對(duì)目標(biāo)1維高分辨距離像(High Resolution Range Profile,HRRP)的平移和展寬，提出了速度補(bǔ)償或成像的方法[13－20]。

上述研究成果對(duì)寬帶雷達(dá)回波模擬大多采用時(shí)域模型，時(shí)域模型與信號(hào)的傳播過程相對(duì)應(yīng)，時(shí)間關(guān)系清晰，易于理解。但對(duì)于頻率捷變的雷達(dá)發(fā)射信號(hào)(如常用的LFM波形)，若采用時(shí)域模型仿真，通常利用散射中心模型提取出強(qiáng)散射中心的位置、幅度和相位等，再與發(fā)射波形運(yùn)算，得到回波[2,11]。但散射中心位置難以準(zhǔn)確提取，尤其是散射中心間距很近時(shí)[21]，而且大部分高精度的提取散射中心的運(yùn)算如Music算法、狀態(tài)空間法等具有運(yùn)算復(fù)雜的缺點(diǎn)[22,23]；另外，回波的時(shí)域建模是一個(gè)卷積過程，也有較大運(yùn)算量。……