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噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测（完整版）实用资料
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第32卷第2期电子与信息学报Vol.32No.22021年2月JournalofElectronics&InformationTechnologyFeb.2021
噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测
吕婧顾红苏卫民
(南京理工大学电子工程技术研究中心南京210094
摘要:噪声调频连续波雷达由于发射信号无周期,具有理想的图钉型模糊函数,没有周期性距离模糊和速度模
糊,从原理上非常适合在轨探测远距离的超高速空间目标。该文采用插值法建立了噪声调频连续波高速目标回波
模型,提出噪声调频复合单频连续波雷达采用校正距离走动的“匹配参考信号”进行相参处理的方法,实现跨距
离门积累从而提高距离主旁瓣比;针对多个目标的检测采用FFT-IFFT逐个“Clean”的办法,进一步提高检测
目标动态范围。仿真结果表明所提出的方法是有效可行的。
关键词:连续波雷达;噪声调频;匹配参考信号;高速目标
中图分类号:TN957.51文献标识码:A文章编号:1009-5896(202102-0377-06

HighSpeedSpaceTargetsDetectionUsingNoiseFrequencyModulationandSingleFrequencyCombined
ContinuousWaveRadarSystem
Lu⋅⋅JingGuHongSuWei-min
(ResearchCenterofElectronicEngineeringTechnology,NanjingUniversityofScienceandTechnology,
Nanjing210094,China
Abstract:NoiseFrequencyModulatedContinuousWave(FMCWradarhasanideal“thumbtack”ambiguityfunction,andunambiguousmeasurementofdistanceandvelocityduetothenonperiodicityofitstransmittingsignal,soitissuitablefordetectinghigh-speedandlong-distancetargetsonorbitinprinciple.ThehighspeedmovingtargetsechosignalsofNoiseFMCWaregeneratedbyinterpolationinthispaper.Anapproachtoimprovethemain-to-sideloberatiobyutilizing“Matchedreferencesignal”tocorrecttherangemigrationinNoiseFMCWandsinglefrequencycombinedradarsystemispresented.TheFFT-IFFTtechniqueand“Clean”methodareusedtoenlargethedynamicrange.Simulationresultsverifytheeffectivenessofthisnewmethod.
Keywords:Continuouswaveradar;Noisefrequencymodulation;Matchedreferencesignal;Highspeedtargets
1引言
空间目标相对雷达速度极高、距离很远,例如微流星体同轨道航天器的最大相对撞击速度可达70km/s,平均相对撞击速度为19km/s;空间碎片主要是在圆轨道上运行,具有与同样轨道高度航天器一样的轨道速度,平均相对撞击速度接近9km/s,最大相对撞击速度可达近17km/s[1]。为了提高空间飞行器的可靠性、安全性,对空间高速目标的检测成为一个迫切需要解决的问题[2]。
噪声调频连续波雷达由于发射信号无周期,具有理想的图钉型模糊函数,没有周期性距离模糊和速度模糊[3],从原理上非常适合在轨探测远距离的超高速目标,且相对于脉冲信号雷体积小、重量轻,
2021-01-09收到,2021-07-06改回
国家自然科学基金(60672075和国家部委基金(9140A07037BQ02资助课题
通信作者:吕婧njust_1j@yahoo更有利于星载实现。但是噪声调频信号为随机过程,
没有确定的解析形式,不能简单地通过公式求得高
速目标回波信号模型,文中采用插值法实现高速目
标回波信号建模。空间目标相对雷达的速度很高,
很短的观测时间内目标运动就超过了雷达距离分辨
单元,因此需要采用跨距离门相参积累的方法来提
高检测性能[47]