SFR的解析及其系統(tǒng)的仿真與測試

　　任何雷達(dá)接收機(jī)接收到的回波信號都包含目標(biāo)回波和背景雜波。要在包含背景雜波的環(huán)境中探測目標(biāo)，雷達(dá)系統(tǒng)必須具有遠(yuǎn)距離和寬范圍的分辨能力。過去一般使用短脈沖波形和寬帶調(diào)頻脈沖來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。不過，這種方法需要采用非常復(fù)雜的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，而且由于用到寬帶接收機(jī)，所以實(shí)施成本較高。另一種方法是采用頻率步進(jìn)雷達(dá)（SFR），它能夠在不增加系統(tǒng)復(fù)雜程度的同時(shí)分辨遠(yuǎn)距離目標(biāo)，在無損測試和地面搜索應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

　　SFR可以在頻域中合成頻率步進(jìn)脈沖回波，以獲得更寬的信號帶寬；使用跳頻實(shí)現(xiàn)高分辨率和高信噪比。憑借高分辨率和低成本的優(yōu)勢，頻率步進(jìn)雷達(dá)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于商業(yè)與航空航天/國防（A/D）領(lǐng)域。不過，受地面、建筑物和植物等物體反射的背景雜波的影響，很難對SRF接收機(jī)性能進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。因此，仿真變得尤為重要。它可幫助設(shè)計(jì)人員精確設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和測試真實(shí)環(huán)境中的SFR系統(tǒng)，因此，它是設(shè)計(jì)人員不可或缺的重要工具。

　　了解 SFR

　　為了更好地了解SFR為什么能提供如此先進(jìn)的能力，我們首先以圖1（最左側(cè)圖像）所示的脈沖雷達(dá)波形為例進(jìn)行說明。

　　圖1：左側(cè)是脈沖雷達(dá)波形，右側(cè)的圖像為SFR波形。

　　假定脈寬為τ，信號帶寬為f0 = 1/τ，那么根據(jù)下式可計(jì)算出距離分辨率Rs：

　　Rs = c/2f0

　　其中，c 等于光速。

　　假設(shè)脈寬τ=0.25us，脈沖重復(fù)間隔T=10us，那么距離分辨率Rs=37.5m。要實(shí)現(xiàn)小于1m的分辨率，根據(jù)式（1）可知，必須減小脈寬，比如T=3.9ns。由此得到的距離分辨率將為0.58m，在不改變4MHz信號帶寬的情況下，新系統(tǒng)帶寬將比原始系統(tǒng)帶寬寬250ns/3.9ns=64倍。