1.2 本课题国内外研究发展及现状
1.3 本文的主要工作
现代雷达系统中,连续波雷达的收发隔离问题是雷达工程实践中一个非常重要的问题,收发隔离不好,会降低接收机的灵敏度,使作用距离变小,更严重的会使得接收机饱和,不能跟踪目标。本文主要通过理论计算和仿真实验相结合的方法对采用正弦调制连续被雷达利用高阶贝塞尔函数增大收发隔离的方法进行了研究。本文主要工作如下:
1.调频连续波雷达述评:阐述了调频连续波雷达的原理,分析了发射信号和回波信号以及差频信号,介绍了利用高阶贝塞尔函数减小收发隔离的原理。
2.分析调频连续波雷达系统的组成,并利用射频设计软件ADS对其建模,获得仿真结果。
3.对具体的改善收发隔离的方法进行仿真,明确采用高阶贝塞尔函数增大收发隔离的效果。
4.解释仿真结果的原因。
2 正弦FMCW雷达介绍
2.1 多普勒效应介绍
多普勒效应是指当发射源和接受者直接由相对径向运动时,接收到的信号频率将发生变化[6]。
下面研究当雷达与目标有相对运动时,雷达站接收到的信号的特征。为了方便,设目标位理想“点”目标,即目标尺寸远小于雷达分辨单元。
设雷达发射信号为
式中, 为发射角频率; 为初相;A为振幅。
在雷达发射站处接收到由目标反射的回波信号
式中, ,为回波滞后于发射信号的时间,其中R为目标和雷达站之间的距离;c为电磁波的传播速度;k为回波的衰减系数。
如果目标固定不动,则距离R为常数。回波与发射信号之间有固定相位差 ,它是电磁波往返于雷达与目标之间所产生的相位滞后。
当目标与雷达站之间有相对运动时,则距离R随时间变化。设目标以匀速相对于雷达站运动,则在实践t时刻,目标与雷达站间的距离 为
式中, 为t=0时的距离; 为目标相对于雷达站的径向运动速度。