， 但是 ， 当目标回波的多普勒频移增
大到一定 程 度 时 ， 可能引起接收端滤波器与回波 失配 ， 甚至可能导致 脉 冲 压 缩 失 效 ， 最经典的解决 方法是应用多普勒 滤 波 器 组 对 回 波 信 号 作 多 普 勒 频率估计后进行补偿
［ ５］
， 每个多普勒滤波器的滤波
＊
；修回日期 ： 收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ５ １ ８ ２ ０ １ １ ０ ６ １ ５ － － － － ） ；国家自然科学基金 （ ） 基金项目 ：武器装备预研基金 （ Ｎ ｏ ． ９ １ ４ ０ Ａ ２ １ ０ ２ ０ ９ １ ０ Ｋ Ｇ ０ １ Ｎ ｏ ． ６ ０ ７ ３ ６ ０ ０ ９， ６ ０ ９ ０ １ ０ ７ １
１， ２ ＣＨＥ Ｎ Ｘ ｉ ａ ｏ Ｚ Ｅ ＮＧ Ｘ ｉ ａ ｎ ｎ ｅ ｎ ｉ ｎ － － ｇ ｇ ｐ ｇ
（ １． Ｔ ｈ ｅ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ， Ａ ｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｘ ｉ ａ ｎ７ １ ０ ０ ７ ７， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ； ｇ ｇ ｇ ｇ ｙ， ２． Ｔ ｈ ｅ Ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ， Ａ ｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｓ ａ ｎ ｕ ａ ｎ７ １ ３ ８ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ） ｇ ｇ ｙ， ｙ
雷达科学与技术 第１ ０ 卷第 １ 期 １ ０ ０ 量， 从而减小多普勒 频 移 对 匹 配 滤 波 的 影 响 ， 并通 直观地看 ， 可通过缩短发射信号的编码时长来改 过作多点离散傅里 叶 变 换 来 估 计 回 波 的 多 普 勒 频 移， 这样 ， 就可通过对 回 波 作 多 普 勒 补 偿 后 实 现 匹 配滤波 。 但 是， 这样是无法做到 善信号 的 多 普 勒 容 忍 性 ， 的， 一方面 ， 需要一定 的 发 射 时 长 来 保 证 发 射 信 号 另 一 方 面， 受编码 的能量以完成设定 距 离 的 照 射 ； 子脉冲最 小 时 宽 的 约 束 ， 缩短编码时长将减少编 从而影响信 号 的 峰 值 旁 瓣 比 性 能 。 因 此 ， 在 码数 ， 确定编码 信 号 的 设 计 后 ， 研究接收端的多普勒处 理， 最大限 度 地 降 低 多 普 勒 频 移 对 匹 配 滤 波 相 关 器输出的影响 ， 具有重要意义 。
第１期 雷达科学与技术 Ｖ ｏ ｌ ． １ ０Ｎ ｏ ． １ ２ ０ １ ２年２月 ２ ０ １ ２ Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ Ｒ ａ ｄ ａ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ

相位编码信号的自适应接收回波处理
陈校平１ ，曾祥能２
（ １．空军工程大学电讯工程学院 ，陕西西安 ７ １ ０ ０ ７ ７； ） ２．空军工程大学导弹学院 ，陕西三原 ７ １ ３ ８ ０ ０
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摘 要 ：首先建立了匹配滤波器输 出 随 多 普 勒 频 移 的 变 化 规 律 模 型 。 分 析 得 出 通 过 缩 短 匹 配 滤 波 器
关键词 ：相位编码 ；自适应处理 ；匹配滤波 ；多普勒补偿
（ ） 中图分类号 ： ＴＮ ９ ５ ７． ５； ＴＮ ９ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ ２ ３ ３ ７ ２ ０ １ ２ ０ １ ０ ０ ９ ９ ０ ４ － － －
Ａ ｄ ａ ｔ Ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｃ ｏ ｄ ｅ ｄ Ｗ ａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ Ｅ ｃ ｈ ｏ ｐ ｇ
［ ］ ２ ７ －
多普勒频移估计由 获 得 最 大 匹 配 输 出 的 多 普 勒 匹 配滤波器 决 定 ， 这就需要针对不同的多普勒频移 带宽选择 相 应 的 滤 波 器 个 数 ， 当多普勒带宽很大 若要保 证 一 定 的 估 计 精 度 则 面 临 着 极 大 的 计 时， 算压力 ， 匹 配 滤 波 器 数 目 将 大 到 无 法 容 忍。 文 献 ［ ］ 通过构造具有移位相乘特性的最优码来解决 ６ ７ － 相位编码 信 号 的 多 普 勒 敏 感 性 问 题 ， 并从理论上 证明了只需要单一 的 滤 波 器 通 道 即 可 补 偿 多 普 勒 但存在最优码 寻 找 困 难 ， 多普勒频率分辨率 频移 ， 损失严重 的 缺 点 。 文 献 ［ 采用时域二维复相关 ８］ 方法对频率步进雷 达 信 号 的 多 普 勒 频 移 进 行 补 偿 处理 。 本文 将 从 接 收 端 的 匹 配 滤 波 入 手 ， 将多普 勒频移引起的回波 相 位 偏 转 化 为 多 个 小 的 偏 转 分
图 １ 编码信号匹配滤波相关器的频率响应
在常用的 脉 压 快 速 傅 里 叶 变 换 中 ， 脉冲压缩 若存 在 多 普 勒 频 移， 则常用时 通过相关器来实现 ， 延 频移模糊函数对匹配滤波输出进行描述 ：
∞
３ 接收端多普勒处理
） 及图 １ 的结论 ， 在接收端 ， 多普勒频 ６ 根据式 （ 移对匹配滤波输出 的 影 响 是 由 于 在 一 个 脉 冲 周 期 内积累起 来 的 相 位 偏 移 造 成 的 ， 存在多普勒频移 的信号回波由于发 生 了 相 位 偏 移 而 与 原 始 发 射 信 号存在相位失配 ， 从而 不 能 得 到 正 确 的 压 缩 输 出。 对此 ， 虽然无法改变回波的多普勒频移 ， 但可以通过 缩短多普勒频移的积累时间长度 ， 减小积累的相位 从而可能减小相位失配的影 响 。 对 此 ，可 偏转角 ， 将回波信号分成多个时段 （ 取为Ｌ） 进行匹配滤波 ， 对应的匹配滤波相关器由 Ｌ 个局部相关器 （ ＰＭＦ） 组成 ， 如图 ２ 所示 ， 每个长度为 Ｘ， 且Ｘ 将多 Ｌ ＝Ｐ。 相编码信号划分为Ｌ 个子序列 ， 第一个相关器采用 第一个 子 序 列 作 为 滤 波 权 向 量 ， 第二个相关器采 用第二 个 子 序 列 ， 依 此 类 推。 Ｌ 个局部相关器的输 出为回 波 信 号 的 局 部 相 关 输 出 ， 将其作相干积累 则等价 于 长 度 为 Ｐ 的 传 统 匹 配 滤 波 器 响 应 。 与传 统方法不同 ， 这里作相干积累时 ， 各个 ＰＭＦ的输出 ， 将作 Ｎ 点 Ｆ 然后被送到最大信 Ｆ Ｔ 运算 （ Ｎ ≥ Ｌ） 。 号选择器作 多 普 勒 频 率 估 计 Ｆ Ｆ Ｔ 运算后的最大 输出单 元 等 于 目 标 回 波 的 多 普 勒 频 移 。 当相关器
长度 ， 可减小多普勒频移对压缩输出的影响 ， 采用一组部分相关 匹 配 滤 波 器 对 接 收 回 波 处 理 ， 估计出回波中 避免了传统方法的计算量大 、 结构复杂难以 实 现 等 缺 陷 。 方 法 结 构 简 单 ， 能以较高精度对回 的多普勒频率 ， 有利于相位编码信号在快速动目标观测方面的应用 。 波中的多普勒频率作出估计 ，
：Ａ ， ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｔ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｏ ｕ ｔ ｕ ｔ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ Ｄ ｏ ｌ ｅ ｒ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ Ａ ｐ ｐ ｐ ｑ ｙ ｓ ｅ ｔ ｕ ．Ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｅ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ Ｄ ｏ ｌ ｅ ｒ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｗ ｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｐ ｙ ｐ ｐ ｙ ｇ ， ａ ｒ ｔ ｉ ａ ｌ ｌ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌ ｅ ｎ ｔ ｈ ．Ｗ ｅ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｈ ｏ ｓ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｄ ｏ ｌ ｅ ｒ ｆ ｒ ｅ － ｐ ｙ ｐ ｇ ｇ ｐ ｐ ｕ ｅ ｎ ｃ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｌ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄ ｎ ｅ ｗ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ｓ ｉ ｍ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ － ｑ ｙ ｐ ｙ ｐ ｇ ， ， ， ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｈ ｕ ｅ ａ ｍ ｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍ ｌ ｅ ｘ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｏ ｎ ． Ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｏ ｆ ｐ ｇ ｐ ｇ ， ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｈ ｏ Ｄ ｏ ｌ ｅ ｒ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｉ ｎ ｆ ａ ｖ ｏ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｏ ｏ ｓ ｅ ｄ ｈ ａ ｓ ｅ － ｐ ｐ ｑ ｙ ｐ ｐ ｐ ｐ ｐ ｄ ｅ ｄ ｗ ａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｆ ａ ｓ ｔ ｍ ｏ ｖ ｉ ｎ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． ｇ ｇ ：ｐ ； ；ｍ ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｃ ｏ ｄ ｉ ｎ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｔ ｃ ｈ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ Ｄ ｏ ｌ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ａ ｓ ｅ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ｐ ｐ ｐ ｐ ｇ ｙ