UWB雷达目标探测理论与实验研究

超宽带冲激雷达所具有的潜在特性,正吸引着众多学者和研究人员投身其中的研究工作,有望为雷达领域带来新一轮的技术革命。本文对超宽带雷达,特别是中远程超宽带雷达的目标探测进行了理论分析、系统设计和实验研究。 首先对超宽带冲激雷达目标探测理论进行系统研究和深入分析。给出了目标运动对波形的时域缩展效应表达式;探讨了超宽带雷达的测距、测速、测角原理,深入分析了超宽带雷达测量域之间的耦合关系;引入模糊函数的概念对超宽带雷达一维、二维模糊函数进行了深入分析,开创性地对无限脉冲测速、有限脉冲测速两种情形推导了其解析表达式,并对其物理本质进行了探讨分析;独到地引入时间延迟因子推导出了时域冲激雷达方程,结合时域冲激雷达方程指出了理想的时域最优接收机的概念。 接着分别对超宽带冲激雷达发射机设计、接收机设计进行了系统介绍和深入分析。对超宽带冲激雷达发射机、接收机基本参数进行了规范定义;设计出了系列高稳定度脉冲子源;分析研究了开环相干合成理论,设计实现了4兆瓦、30兆瓦全固态高稳定度相干合成纳秒脉冲源;分析指出了冲激脉冲信号的时域最优相关接收机模型及其基本性能;设计实现了冲激脉冲的前沿检测接收机和正交解调接收机。 文章对超宽带冲激雷达信号处理算法进行了系统分析和介绍。基于脉冲回波时域特征识选及添加软波门的思路,提出了时域射频抑制算法和双门限积累检测算法;基于脉冲回波与杂波之间斜率特征差异,提出了适合于更低信杂比的时域滤斜-杂波抑制算法。 最后介绍了中远程超宽带冲激雷达实验样机及其外场实验结果。