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[摘 要]连续波雷达的发射信号是连续波信号，以连续波信号的形式进行物体目标的具体位置与速度信息的获取，是一种便捷实用的雷达体制。这种雷达体制长期应用于军事方面，具有悠久的运行历史。基于此，本文主要对线性调频连续波雷达接收机性能进行分析探讨。
[关键词]线性调频连续波；雷达接收机；性能分析
中图分类号：S795 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0169-01
1、前言
线性调频脉冲信号是一种通过线性频率调制获得大时宽带宽积的脉冲压缩信号，由于具有低截获特性，可以与各种固态发射技术相兼容，因此广泛应用于杂波背景下的高速、小目标的检测与跟踪等场合。对于近距离目标的检测和跟踪，通常采用调频连续波作为发射波形，雷达通过测量发射信号和接收信号之间的瞬时频差来确定目标距离和径向速度。
2、线性调频连续波雷达发射信号
连续波雷达从调制性质上可以分为调制连续波以及简单未调制连续波两种，对于未调制连续波雷达，一般使用频率调制进行目标距离数据的收集，在测量功能上有所限制，而经过调制的线性频率调制连续波的功能就相对强大一些，运用更加广泛，用过数字信号处理器进行距离信息的精确采集，没有受到测量功能的限制，利用线性频率调制连续波通常是测量合适的选择。连续波雷达在很多性能上都有充分的优势，比如线性调频连续波信号与各类固态发射机能保持较高的匹配度与兼容性，能够和各种类型的发射机联合运作；线性调频连续波在波形上具有很高的准确性与合理性，减少了波形复杂变化对于研究人员的干扰；同时连续波优良的距离分辨力，即使在地形复杂的区域也能准确分辨与反馈距离信息。
线性调频连续波信号为线性调频连续波雷达所发射，发射周期一般都分为上扫频段和下扫频段，时宽通常远远大于作用距离相应的回波延时，因此这种特性，可以为线性调频连续波信号的距离提供高分辨率与高准确性，每一扫频段的回波信号进行处理之后就可以得到差拍信号，谱分析之后就可以得到很小的带宽，有助于雷达发射信号的处理。
3、线性调频连续波雷达的MTI的基本原理
线性调频连续波雷达发射信号通过发射信号频率的改变可以实现目标距离的获得，一般是利用收信号和发射信号频率差的方式进行计算。根据差拍可以进一步测量目标距离以及径向速度。连续波雷达发射信号的发射信号与回波信号会随着时间的变化而变化，利用合适的信号处理方法进行调频连续波雷达的测试往往可以得到高分辨率的距离与速度信息。常用的方法有线性调频连续波雷达动目标显示、动目标检测，以及虚警检测和提高测距精度的算法。
脉冲雷达中目标的多普勒效应应用比较广泛，对于运动目标常利用相邻周期回波对消技术进行MTI实现，但MTI中线性调频连续波信号模块的研究与发表屈指可数。线性调频连续波雷达信号的调制可以利用静止目标进行差拍信号的计算，得出受到调制信号的幅度与特性，包括运动目标本身的特性以及与线性调频连续波相关的特性，利用这些特性就可以实现线性调频连续波雷达的MTI。
研究得出移动与固定的目标的差拍信号在不同的频域上具有独特的特点，利用前后一周期的差拍信号就可以进行对消技术的实施，基础性理论上多普勒频率调制会影响差拍信号的频域，对于移动目标，我们可以采用基于频域对消的技术实现线性调频连续波雷达的MTI。对于同一运动目标，在完全相同的线性调频连续波雷达发射信号的影响下，所产生的差拍信号都会产生余弦包络的现象，并随着时间的变化呈现规律的变化并产生频谱峰值，而固定目标差拍信号就不会产生频谱峰值。我们可以根据现有的脉冲雷达MTI研究理论，对线性调频连续波雷达进行相同的对消技术处理，即采用前后周期的差拍信号频谱计算法进行连续波雷达的MTI实现。
4、基于算法的测角技术
算法具有测向分辨率高、抗噪声性能突出、可轻松识别多径信号的特点。基于算法的测向的原理可分为振幅法与相位法。振幅法测向比较容易实现，测向精度较低，常用圆锥扫描的方式进行连续波的测定。而相位法的技术较为复杂，测向精度较高，利用相位干涉原理进行方向的推算。通常情况下需要多个信道的分别处理，再通过相位差的计算得到测量结果。但由于相位不容易准确测定，并且很可能受信号频率的影响，因此测量范围有限。
近年来，空间谱估计的利用为方位角估计提供了新的途径，空间谱估计比相位干涉仪更加模式化、科学化，是通过天线阵列实现超分辨测向的测量体制。天线各种阵元能检测到数据与参数性能，利用基础科学理论与数学统计法运算，得到波的空间位置与能量分布，还可以利用连续波的噪声估算到各种方位角的参数，进一步确定波的具体方位角，这种方法具有很高的灵敏度与准确性，是即科学又典型的测角技术。随着连续波雷达信号处理技术与硬件方面的完善，在目标测距测速等方面展示了其良好的性能，为线性调频连续波雷达在军事上的广泛应用提供了思路与依据。
5、关键问题讨论
双线性间断调频准连续波雷达交替发射两个大占空比线性调频脉冲信号，接收系统通过带通滤波分离、Stretch处理、时域互相关、频谱分析等处理方法在一个脉冲重复周期内获得目标的速度信息和距离信息。其涉及的关键问题有：
（1）发射信号的产生和大功率固态功率放大由于目前单个固态功率放大模块功率的限制，提高发射机功率可以采用多个模块进行空间功率合成的方法。考虑到空间功率合成时对发射信号的相位调整问题，可以采用多路结构相同的发射信号产生通道，每个通道利用各自的DDS芯片进行信号相位调整，再分别进行固态功率放大，最后经环行器送到发射天线的多个喇叭馈源进行空间功率合成。
（2）回波信号的带通滤波分离
带通滤波的功能是将一个分时交替的回波变为两路连续的回波信号，滤波后信号的幅度却减少为原来幅度的一半，原因是间断调频导致信号频谱展宽。为了解决这个问题，可以增加带通滤波器的带宽来解决。但是增加带宽后，两個带通滤波器的输出信号变为时间上交替出现的间断信号。因此在后续对信号进行数字化时，两路的采样时刻也应相互交替，而互相关处理时要求两路回波在时间上对齐，所以互相关处理前需要对其中的一路回波信号进行内插处理，使两路回波在时间上对齐。
（3）频谱分析的细化
接收机进行速度估计时需要对互相关后的信号进行频谱分析，由于接收到的回波信号长度和系统采样率的限制，导致的频谱分辨率不足会带来速度估计误差，减小误差可以采用谱峰搜索方法，根据矩形窗的频谱形状比较精确地估计出频谱的峰值。另外，关于目标在双线性间断调频信号照射下的散射特性、接收机上、下两个支路的幅相一致性对系统性能的影响、目标分辨性能的提高方法、跟踪模式下信号处理方法等问题尚需深入研究。
6、结语
本文介绍了一种双线性间断调频准连续波雷达的基本思想和工作原理，分析了系统性能，并给出了计算实例。该雷达综合利用准连续波体制雷达、固态发射机技术、多载频线性调频信号交替发射、Stretch处理、多路接收回波的时域互相关处理等雷达信号处理新技术的优点，克服了常规线性调频雷达存在的缺点和不足之处，因此它可以为现代电子战条件下检测、跟踪高速隐身目标提供一种新的技术途径。
参考文献
[1] 冯宏.调频连续波探地雷达关键技术研究[D].西安：长安大学，2012：33-35.
[2] 倪亮.信号多载频移频技术研究[D].西安：西安电子科技大学，2012：1-3.
[关键词]线性调频连续波；雷达接收机；性能分析
中图分类号：S795 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0169-01
1、前言
线性调频脉冲信号是一种通过线性频率调制获得大时宽带宽积的脉冲压缩信号，由于具有低截获特性，可以与各种固态发射技术相兼容，因此广泛应用于杂波背景下的高速、小目标的检测与跟踪等场合。对于近距离目标的检测和跟踪，通常采用调频连续波作为发射波形，雷达通过测量发射信号和接收信号之间的瞬时频差来确定目标距离和径向速度。
2、线性调频连续波雷达发射信号
连续波雷达从调制性质上可以分为调制连续波以及简单未调制连续波两种，对于未调制连续波雷达，一般使用频率调制进行目标距离数据的收集，在测量功能上有所限制，而经过调制的线性频率调制连续波的功能就相对强大一些，运用更加广泛，用过数字信号处理器进行距离信息的精确采集，没有受到测量功能的限制，利用线性频率调制连续波通常是测量合适的选择。连续波雷达在很多性能上都有充分的优势，比如线性调频连续波信号与各类固态发射机能保持较高的匹配度与兼容性，能够和各种类型的发射机联合运作；线性调频连续波在波形上具有很高的准确性与合理性，减少了波形复杂变化对于研究人员的干扰；同时连续波优良的距离分辨力，即使在地形复杂的区域也能准确分辨与反馈距离信息。
线性调频连续波信号为线性调频连续波雷达所发射，发射周期一般都分为上扫频段和下扫频段，时宽通常远远大于作用距离相应的回波延时，因此这种特性，可以为线性调频连续波信号的距离提供高分辨率与高准确性，每一扫频段的回波信号进行处理之后就可以得到差拍信号，谱分析之后就可以得到很小的带宽，有助于雷达发射信号的处理。
3、线性调频连续波雷达的MTI的基本原理
线性调频连续波雷达发射信号通过发射信号频率的改变可以实现目标距离的获得，一般是利用收信号和发射信号频率差的方式进行计算。根据差拍可以进一步测量目标距离以及径向速度。连续波雷达发射信号的发射信号与回波信号会随着时间的变化而变化，利用合适的信号处理方法进行调频连续波雷达的测试往往可以得到高分辨率的距离与速度信息。常用的方法有线性调频连续波雷达动目标显示、动目标检测，以及虚警检测和提高测距精度的算法。
脉冲雷达中目标的多普勒效应应用比较广泛，对于运动目标常利用相邻周期回波对消技术进行MTI实现，但MTI中线性调频连续波信号模块的研究与发表屈指可数。线性调频连续波雷达信号的调制可以利用静止目标进行差拍信号的计算，得出受到调制信号的幅度与特性，包括运动目标本身的特性以及与线性调频连续波相关的特性，利用这些特性就可以实现线性调频连续波雷达的MTI。
研究得出移动与固定的目标的差拍信号在不同的频域上具有独特的特点，利用前后一周期的差拍信号就可以进行对消技术的实施，基础性理论上多普勒频率调制会影响差拍信号的频域，对于移动目标，我们可以采用基于频域对消的技术实现线性调频连续波雷达的MTI。对于同一运动目标，在完全相同的线性调频连续波雷达发射信号的影响下，所产生的差拍信号都会产生余弦包络的现象，并随着时间的变化呈现规律的变化并产生频谱峰值，而固定目标差拍信号就不会产生频谱峰值。我们可以根据现有的脉冲雷达MTI研究理论，对线性调频连续波雷达进行相同的对消技术处理，即采用前后周期的差拍信号频谱计算法进行连续波雷达的MTI实现。
4、基于算法的测角技术
算法具有测向分辨率高、抗噪声性能突出、可轻松识别多径信号的特点。基于算法的测向的原理可分为振幅法与相位法。振幅法测向比较容易实现，测向精度较低，常用圆锥扫描的方式进行连续波的测定。而相位法的技术较为复杂，测向精度较高，利用相位干涉原理进行方向的推算。通常情况下需要多个信道的分别处理，再通过相位差的计算得到测量结果。但由于相位不容易准确测定，并且很可能受信号频率的影响，因此测量范围有限。
近年来，空间谱估计的利用为方位角估计提供了新的途径，空间谱估计比相位干涉仪更加模式化、科学化，是通过天线阵列实现超分辨测向的测量体制。天线各种阵元能检测到数据与参数性能，利用基础科学理论与数学统计法运算，得到波的空间位置与能量分布，还可以利用连续波的噪声估算到各种方位角的参数，进一步确定波的具体方位角，这种方法具有很高的灵敏度与准确性，是即科学又典型的测角技术。随着连续波雷达信号处理技术与硬件方面的完善，在目标测距测速等方面展示了其良好的性能，为线性调频连续波雷达在军事上的广泛应用提供了思路与依据。
5、关键问题讨论
双线性间断调频准连续波雷达交替发射两个大占空比线性调频脉冲信号，接收系统通过带通滤波分离、Stretch处理、时域互相关、频谱分析等处理方法在一个脉冲重复周期内获得目标的速度信息和距离信息。其涉及的关键问题有：
（1）发射信号的产生和大功率固态功率放大由于目前单个固态功率放大模块功率的限制，提高发射机功率可以采用多个模块进行空间功率合成的方法。考虑到空间功率合成时对发射信号的相位调整问题，可以采用多路结构相同的发射信号产生通道，每个通道利用各自的DDS芯片进行信号相位调整，再分别进行固态功率放大，最后经环行器送到发射天线的多个喇叭馈源进行空间功率合成。
（2）回波信号的带通滤波分离
带通滤波的功能是将一个分时交替的回波变为两路连续的回波信号，滤波后信号的幅度却减少为原来幅度的一半，原因是间断调频导致信号频谱展宽。为了解决这个问题，可以增加带通滤波器的带宽来解决。但是增加带宽后，两個带通滤波器的输出信号变为时间上交替出现的间断信号。因此在后续对信号进行数字化时，两路的采样时刻也应相互交替，而互相关处理时要求两路回波在时间上对齐，所以互相关处理前需要对其中的一路回波信号进行内插处理，使两路回波在时间上对齐。
（3）频谱分析的细化
接收机进行速度估计时需要对互相关后的信号进行频谱分析，由于接收到的回波信号长度和系统采样率的限制，导致的频谱分辨率不足会带来速度估计误差，减小误差可以采用谱峰搜索方法，根据矩形窗的频谱形状比较精确地估计出频谱的峰值。另外，关于目标在双线性间断调频信号照射下的散射特性、接收机上、下两个支路的幅相一致性对系统性能的影响、目标分辨性能的提高方法、跟踪模式下信号处理方法等问题尚需深入研究。
6、结语
本文介绍了一种双线性间断调频准连续波雷达的基本思想和工作原理，分析了系统性能，并给出了计算实例。该雷达综合利用准连续波体制雷达、固态发射机技术、多载频线性调频信号交替发射、Stretch处理、多路接收回波的时域互相关处理等雷达信号处理新技术的优点，克服了常规线性调频雷达存在的缺点和不足之处，因此它可以为现代电子战条件下检测、跟踪高速隐身目标提供一种新的技术途径。
参考文献
[1] 冯宏.调频连续波探地雷达关键技术研究[D].西安：长安大学，2012：33-35.
[2] 倪亮.信号多载频移频技术研究[D].西安：西安电子科技大学，2012：1-3.