本發(fā)明涉及雷達領域中的多波形跟蹤方法，具體涉及一種采用高重頻步進頻與脈沖多普勒體制結合的參差跟蹤方法，適用于對脈沖多普勒體制雷達性能的提升。

背景技術：

目前國內防空反導武器以脈沖多普勒體制為主，其使用高重頻單脈沖信號形式，利用機動目標的速度與背景雜波速度的不同從雜波中分離目標，并對目標速度譜線進行檢測和跟蹤，該體制能很好的跟蹤空中快速運動目標。

公開號為CN105068058A的專利文獻公開了一種基于合成寬帶脈沖多普勒雷達的毫米級微動測量方法，采用相推測速測距技術，精確測量目標運動，采用一種迭代運動參數聯(lián)合估計方法，可對毫米級的微動進行測量，測量精度較高；公開號為CN104375139A的專利文獻公開了一種基于一維集方法的脈沖多普勒雷達改進測距方法，通過查表方法，得出雷達發(fā)射信號第n個脈沖重復頻率對應的距離門限、最大速度模糊度、視在距離等，通過數據更新得出目標距離與脈沖多普勒雷達的距離；公開號為CN101470202A的專利文獻公開了一種脈沖多普勒雷達系統(tǒng)及其信號處理方法，利用不同脈沖重復頻率之間的參差關系，將不同脈沖重復周期下存在的距離和多普勒模糊的檢測結果進行解模糊處理，獲得正確的目標距離和多普勒信息。

通過上述專利文獻可以發(fā)現(xiàn)，脈沖多普勒體制在速度跟蹤上具有較大的優(yōu)勢，但是無距離信息，且大多采用信號處理方式去獲得距離信息，但是并未從體制上根本改變脈沖多普勒體制，另外，由于采用高重復頻率信號形式，在部分距離段上會存在距離遮擋(如圖1所示)，影響跟蹤連續(xù)性，且信號體制無距離分辨能力，在多目標區(qū)分等方面性能有限，使得在對抗各類干擾、雜波時的能力受到限制，不能很好的適應現(xiàn)代復雜戰(zhàn)場環(huán)境。

此外，脈沖多普勒體制使用單頻點工作，信號形式單一，系統(tǒng)設計為相參系統(tǒng)，通常會設置有多個頻點，實際工作時選用一個頻點工作，因此沒有利用多頻點帶來的寬帶優(yōu)勢，系統(tǒng)利用率較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種采用高重頻步進頻與脈沖多普勒體制結合的參差跟蹤方法，改進脈沖多普勒信號體制在目標探測方面的性能，能夠在一定測量范圍內獲取距離分辨能力，提供一種對抗距離遮擋的可實現(xiàn)途徑。

為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：一種采用高重頻步進頻與脈沖多普勒體制結合的參差跟蹤方法，用于對機動目標進行跟蹤，其特點是，包含以下步驟：

S1、利用高重頻步進頻方式對機動目標進行距離測量，獲得第一目標距離；

S2、根據第一目標距離判斷目標回波信號是否進入遮擋區(qū)；

若否，則返回步驟S1；

若是，則執(zhí)行步驟S3；

S3、在高重頻步進頻信號進入遮擋區(qū)的時刻切換至高重頻單脈沖信號形式對機動目標進行脈沖多普勒跟蹤；

S4、利用脈沖多普勒跟蹤測量的速度值預測與機動目標之間的距離，獲得第二目標距離；

S5、根據第二目標距離判斷目標回波信號是否退出遮擋區(qū)；

若否，則返回步驟S3；

若是，則執(zhí)行步驟S6；

S6、重復步驟S1～S5，交替使用高重頻步進頻方式與高重頻單脈沖信號形式對機動目標進行跟蹤，直到整個跟蹤過程完畢。

所述的步驟S1包含：高重頻步進頻方式采用差拍方式來獲得距離參數，將機動目標的回波信號與去斜本振信號混頻，并根據不同的目標延時會對應不同的頻率，使得兩個距離不同的目標分離，實現(xiàn)對機動目標的距離測量。

所述的步驟S3包含：對回波信號作低通濾波，使得高重頻單脈沖信號串轉換為一個連續(xù)波信號，對連續(xù)波信號作頻率測量可得到機動目標的多普勒值，并對多普勒值進行連續(xù)跟蹤和測量實現(xiàn)脈沖多普勒跟蹤。

所述的步驟S4包含：以高重頻步進頻形式切換前測量得到的最后一個距離值作為距離預測的初始值，以脈沖多普勒測量得到的當前目標速度進行積分，得到第二目標距離。

本發(fā)明一種采用高重頻步進頻與脈沖多普勒體制結合的參差跟蹤方法與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：本發(fā)明根據脈沖多普勒體制在當前復雜電磁環(huán)境中使用的局限性，采用高重頻步進頻與脈沖多普勒體制參差跟蹤，在獲得速度高分辨的同時，可以獲得目標距離信息，并可通過頻率合成寬帶信號去獲得距離高分辨，使得在距離和速度兩維同時獲得目標精確信息，有利于對目標的跟蹤、識別及干擾對抗等；本發(fā)明相對單脈沖體制而言，能夠在速度測量基礎上，提供一定區(qū)域內的距離分辨能力，能夠在速度-距離二維上區(qū)分不同的目標；本發(fā)明相對單脈沖體制而言，能夠很好的克服距離遮擋效應，通過距離測量或預測來估算遮擋進入時間，并通過兩種信號形式的切換避免遮擋區(qū)域，保持跟蹤信息連續(xù)性；此外，本發(fā)明以脈沖多普勒體制為基礎，在信號形式上作適應性改進，充分利用了脈沖多普勒體制雷達系統(tǒng)的寬帶特性，挖掘系統(tǒng)潛力，提高系統(tǒng)資源利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種采用高重頻步進頻與脈沖多普勒體制結合的參差跟蹤方法的流程圖；

圖2為脈沖多普勒體制遮擋效應示意圖；

圖3為高重頻步進頻方式距離測量原理圖；

圖4為脈沖多普勒體制速度測量原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進一步闡述。

如圖1所示，一種采用高重頻步進頻與脈沖多普勒體制結合的參差跟蹤方法，用于對機動目標進行跟蹤，包含以下步驟：

S1、利用高重頻步進頻方式對機動目標進行距離測量，獲得第一目標距離。

高重頻步進頻方式采用差拍方式來獲得距離參數，如圖2所示，將機動目標的回波信號與去斜本振信號混頻，并根據不同的目標延時會對應不同的頻率，使得兩個距離不同的目標分離，實現(xiàn)對機動目標的距離測量。

圖2中高重頻步進頻信號利用差拍方式在距離上分辨兩個不同的目標，圖中給出了2個距離不同，即延時不同的目標回波，其信號隨著時間是頻率步進的，同時本振信號也是頻率步進的，本振信號與回波信號在同一時刻進行差拍混頻后，不同的距離延時對應不同的頻率差，其在頻率軸上是分離的，如圖右側所示。

S2、根據第一目標距離判斷目標回波信號是否進入遮擋區(qū)；

若否，則返回步驟S1；

若是，則執(zhí)行步驟S3。

根據距離判斷高重頻步進頻信號是否進入遮擋區(qū)，高重頻步進頻的信號重復頻率較高，無遮擋區(qū)間較小，在跟蹤機動目標時，目標回波會運動到發(fā)射脈沖區(qū)間產生遮擋，產生類似脈沖多普勒體制的遮擋效應，如圖3所示，遮擋產生時刻與距離有關，當重復頻率已知時候，通過距離能夠判斷回波信號進入遮擋區(qū)的時刻。

圖3中第一行表示發(fā)射信號序列，每次發(fā)射一個一定寬度的脈沖信號，第二行表示接收到的回波信號序列，每個發(fā)射脈沖對應一個回波脈沖，由于目標存在速度，回波信號延時相對發(fā)射信號延時是變化的，第三行表示考慮發(fā)射遮擋后的回波信號，由于發(fā)射信號期間回波信號不能被接收，實際接收通道中的回波信號是被部分或全部遮擋的，第四行表示經過窄帶濾波器后的信號，由于信號被遮擋引起能量瞬時，使得信號有幅度起伏，在無遮擋區(qū)域信號能量較大，在有遮擋區(qū)域信號能量衰弱，通常稱信號能量衰弱區(qū)間為遮擋期。

S3、在高重頻步進頻信號進入遮擋區(qū)的時刻切換至高重頻單脈沖信號形式對機動目標進行脈沖多普勒跟蹤。

對回波信號作低通濾波，使得高重頻單脈沖信號串轉換為一個連續(xù)波信號，如圖4所示，對連續(xù)波信號作頻率測量可得到機動目標的多普勒值，并對多普勒值進行連續(xù)跟蹤和測量實現(xiàn)脈沖多普勒跟蹤。

圖4中單脈沖回波信號為一個脈沖序列，通過窄帶濾波器后，將信號的主頻譜分量濾除，形成一個連續(xù)波信號形式，可以對連續(xù)波信號形式進行頻率測量，從而獲得多普勒測量值。

S4、利用脈沖多普勒跟蹤測量的速度值預測與機動目標之間的距離，獲得第二目標距離。

以高重頻步進頻形式切換前測量得到的最后一個距離值作為距離預測的初始值，以脈沖多普勒測量得到的當前目標速度進行積分，得到第二目標距離。

S5、由于脈沖多普勒重復批量抑制，根據第二目標距離判斷目標回波信號是否退出遮擋區(qū)；

若否，則返回步驟S3；

若是，則執(zhí)行步驟S6；

S6、重復步驟S1～S5，交替使用高重頻步進頻方式與高重頻單脈沖信號形式對機動目標進行跟蹤，直到整個跟蹤過程完畢。

盡管本發(fā)明的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。