线性调频连续波雷达国内外研究现状
时间:2017-06-10 10:55 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 雷达的信号形式是多种多样的，而采用不同形式的信号对于雷达系统的分辨能力、测量精度和抗干扰能力等都有着很大的影响。通过雷达检测的理论可以知道发射信号的带宽决定了测距精度和距离分辨力，而发射信号的时宽决定了测速精度和速度分辨力。传统的单载频矩形脉冲信号不能同时满足大时宽带宽的要求，而线性调频信号作为一种研究最早、处理技术最成熟的大时带宽信号被广泛地使用，这种信号也被称为“唧唧”(Chirp)信号[2]。10022 在雷达体制方面还有连续波雷达和脉冲雷达之分，连续波雷达工作时一直发射信号，脉冲雷达则是按照一定的周期和间隔发射脉冲信号。 线性调频连续波雷达其实早在上个世纪20年代就有了应用[3]。但是当时雷达的应用主要是在军事方面，军事上要求能够及早发现目标，保证能够有足够的时间进行防御准备，因此要求雷达具有很远的作用距离。在这种情况下，雷达的发射机需要发射很大功率的信号，接收机需要具有很高的灵敏度。为了防止发射机很高的发射功率影响接收机对目标回波的接收甚至对接收机造成毁灭性的伤害，在发射信号的时候必须将接收机关机，因此选用脉冲体制的信号作为雷达发射的信号。由于连续波信号的雷达发射机和接收机一直处于工作状态，早期受技术的限制，不能将发射机和接收机的隔离效果做得很好，所以其作用距离不能像脉冲雷达那样达到上百公里甚至上千公里，因此连续波信号无法在雷达中得到广泛应用。 脉冲体制的雷达适合军事发展的要求，以至于其发展迅速，有关脉冲雷达的技术和器件都取得了很大的发展。1985年，雷达界的权威人士Merrill I Skolnik在一篇文章中回望雷达的发展过程，其文中所提到的几乎都是脉冲雷达[4]，由此也可以看到脉冲雷达受重视的程度以及其在雷达领域中的地位。 但是也可以看到连续波雷达与脉冲雷达相比较具有一些明显的优势[1][5]： (1) 所需要的发射功率小。连续波雷达发射的能量分布在一个比较长的时间内，在能量一定的情况下，所需要的发射功率小，有利于反侦察。 (2) 能测量很近的距离，一般可以测量到数米，而且精度比较高。 (3) 雷达的结构简单，可以实现雷达小型化。 (4) 接收机所要求的带宽窄，可以在强干扰下检测出目标。 在雷达诞生之后很长一段时间内，线性调频连续波信号只是用在飞机高度表等场合，对于线性调频连续波信号的处理方面理论的发展比较缓慢。这种情况一直文持到20世纪80年代才有了改变，在20世纪80年代中期，荷兰的L.P.Lighthart等科学家利用线性调频连续波信号进行气象探测研究[6]，引起人们对这种信号形式的重视，人们开始对线性调频信号进行理论上的研究，对这种信号的模糊函数、处理方式、测距测速性能等进行讨论。美国、德国和荷兰的专家学者对距离串扰、近区杂波抑制和动目标显示等问题进行了研究。国外的一些研究者们还把线性调频连续波信号和一些相关技术进行结合研究，并且在信号处理的算法方面也做了很多工作。尽管有关线性调频连续波雷达的研究已经取得了很大的进展，但是相对于脉冲体制的雷达而言其依然处于不成熟的阶段，对于一些理论问题还缺乏深入的研究[5]。 在处理技术方面，上世纪60年代数字处理技术出现并且迅速发展，给雷达系统的性能带来了很大的进步。数字处理技术的优势是很明显的，例如不受元件容限限制、受温度等外界环境影响小、能够方便地实现集成、可以自检、可以共享处理器、可以处理频率很低的信号等等。到了上个世纪90年代，数字技术的应用使得线性调频连续波雷达呈现的一个显著特点就是将其独特优点与毫米波技术相结合，采用毫米波集成技术，使得采用毫米波线性调频连续波信号的雷达体积和成本大大降低，并且增加了可靠性[7]。 (责任编辑：qin) |