一種線性調(diào)頻信號(hào)超低旁瓣脈沖壓縮方法*

(中國電子科技集團(tuán)公司航空電子信息系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610036)

1 引 言

雷達(dá)通過發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)工作，為了解決發(fā)射信號(hào)能量與目標(biāo)距離分辨率之間的矛盾，大時(shí)寬帶寬積信號(hào)受到廣泛重視，比如線性調(diào)頻(Linear Frequency Modulation,LFM)信號(hào)[1]。這類信號(hào)需要脈沖壓縮方可完成信號(hào)累積并達(dá)到指定分辨率，這會(huì)產(chǎn)生距離旁瓣，導(dǎo)致進(jìn)行目標(biāo)檢測造成大目標(biāo)淹沒小目標(biāo)的現(xiàn)象，所以壓低距離旁瓣很關(guān)鍵。低信號(hào)旁瓣有利于目標(biāo)探測、成像[2]和低截獲[3]，但完全消除距離旁瓣電平很難，所以普遍采取壓低旁瓣電平的方法，如加窗[2]、非線性調(diào)頻信號(hào)[4]、失配濾波器[5]、波形捷變[6-8]、LFM隨機(jī)噪聲波形[9]、波形濾波器聯(lián)合設(shè)計(jì)[10]。在認(rèn)知雷達(dá)領(lǐng)域，波形設(shè)計(jì)的旁瓣抑制也是一個(gè)關(guān)鍵問題[11]。

在集中式多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷達(dá)[12]的波形設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)一種超低旁瓣信號(hào)，它的旁瓣電平低至-120 dB。分析發(fā)現(xiàn)，其頻譜特征是低旁瓣的關(guān)鍵，即只要信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)滿足該特征必然在指定距離分辨率下具有超低旁瓣電平。本文探索如何在線性調(diào)頻信號(hào)中推廣該方法，基本思想是將線性調(diào)頻信號(hào)的脈沖壓縮器濾波后的信號(hào)滿足該形狀。為此，頻率域匹配濾波的權(quán)值應(yīng)該選擇為該頻率域形狀與線性調(diào)頻信號(hào)頻率域函數(shù)的比值。

匹配濾波理論中[13]最優(yōu)匹配濾波權(quán)值信號(hào)頻域的共軛，但該方法與匹配濾波權(quán)值有所差異，因此存在信噪比損失，大小與失配程度有關(guān)。與一般的加窗方法不同，該方法不控制信噪比損失的大小，但本文對信噪比損失進(jìn)行了分析，表明信噪比損失大小與線性調(diào)頻信號(hào)頻域和基準(zhǔn)的幅度差有關(guān)。……