LFM?Frank复合调制雷达信号性能分析

李笑尘　刘锋　宦爱奇

摘 要： 为了保证雷达系统正常运行，提高其低截获性能及战场生存能力，提出了线性调频与多相编码复合调制的雷达信号。采用时频分析与模糊函数分析相结合的方法，通过仿真直观有效地分析了这种复合调制雷达信号的时域、频域及时频域特点，并与单一调制的雷达信号进行对比。结果表明，这种复合调制雷达信号具有较高的距离、速度分辨力以及较强的抗干扰、抗截获能力。

关键字： 复合调制； 模糊函数； 多相编码； 线性调频

中图分类号： TN955?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）01?0015?03

Abstract： In order to ensure the normal operation of radar system and improve its battlefield survivability， a complex modulated radar signal of linear frequency modulation （LFM） and poly?phase coding modulation is proposed. Time?frequency analysis and ambiguity?function analysis is used to analyze the time domain， frequency domain and time?frequency domain characteristics of the complex modulated radar signal effectively. It is also compared with single modulated signal. The results show that the complex modulated radar signal has higher velocity resolution， distance resolution， and strong anti?interference and LPI abilities.

Key Words： complex modulation； ambiguity function； poly?phase coding； linear frequency modulation

0 引 言

现代战场电磁环境日益复杂，随着电子战双方电子对抗（ECM）与电子反对抗（ECCM）的相互斗争日趋激烈，各种新体制雷达应运而生[1]。在各种新体制雷达当中，低截获概率雷达（Low Probability of Intercept，LPI）成为现代雷达的重要研究方向之一。低截获概率雷达信号是通过对信号进行精心波形设计使雷达具有一定的抗截获能力[2]。复合调制雷达信号的出现大大拓展了雷达信号形式，其较好的低截获性能与抗干扰性能使其成为目前新体制雷达信号研究的重点之一，这对现代电子侦察技术的发展具有重大意义[3]。

线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）信号由于具有良好的距离?速度耦合分辨率、能产生大的时宽带宽（BT）积以及信号实现简单而被广泛应用于LPI雷达中，但其信号形式简单，易受敌方干扰。Frank多相编码信号具有较好的脉冲压缩特性，易于实现[4]，并且兼具线性调频和相位编码的优点，也已经被成功应用于LPI雷达当中。

本文以线性调频（LFM）信号和Frank编码信号为基础，提出了一种LFM?Frank复合调制雷达信号，在脉宽内线性调频率调制的基础上，对其信号子脉宽内进行Frank编码。文中给出了这种信号的构成形式，分析了其时域特性和频谱特征，讨论了速度自相关函数与距离自相关函数，并与单一调制相对比。计算机仿真表明，这种复合调制雷达信号具有良好的速度、距离分辨率和较好的抗干扰能力。

1 LFM?Frank复合调制雷达信号

1.1 Frank多相编码信号

通过图形以及对信号进行傅里叶变换得到频谱带宽来看，复合调制雷达信号具有稍大的带宽。所以，其在距离分辨力上要略好于单一调制的雷达信号。

3 结 论

本文提出了一种由LFM信号与Frank多相编码信号复合调制的雷达信号，给出了这种信号的构成方式，研究了LFM?Frank复合调制雷达信号的频谱特征、模糊函数、速度以及距离自相关函数，并给出了这种信号与单一调制雷达信号的对比分析。仿真结果表明，这种复合信号继承了两种信号的优点，具有较强的距离、速度分辨力以及较强的抗干扰性能和抗截获能力。将Frank多相编码应用于复合调制类信号是一种新的尝试，文中主要讨论其自身的一些特点，并没有和其他复合调制类雷达信号作对比。同时，由于复合信号中编码长度的增加，对其低截获性能有何影响，都是今后可以继续深入研究的方向。

参考文献

[1] 李英祥，肖先赐.低截获概率信号非平稳处理技术研究[D].成都：电子科技大学，2002.

[2] 裴进凯，姬红兵.低截获概率雷达信号分析与检测[D].西安：西安电子科技大学，2009.

[3] 沈伟，贾新海，赵拥军，等.一种新的伪码?线性调频复合信号侦察性能分析[J].电子信息对抗技术，2012，27（1）：1?6.

[4] 徐海源，周一宇，黄知涛，等.一种Frank码脉压信号的检测与参数估计[J].系统工程与电子技术，2007（6）：858?861.

[5] 位寅生.雷达信号理论与应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2011.

[6] 吴顺君，梅晓春.雷达信号处理和数据处理技术[M].北京：电子工业出版社，2013.