脉冲多普勒雷达技术解析：连续可变PRF与线性调频

"(整理)经典雷达资料-第17章脉冲多普勒(PD)雷达-3.docx，主要探讨了脉冲多普勒(PD)雷达中的测距技术，包括连续可变PRF测距和线性载波调频方法。" 脉冲多普勒雷达是现代雷达系统中的一种重要类型，它利用多普勒效应来探测目标的径向速度，并通过脉冲编码来获取距离信息。第17章主要讲述了两种提高测距精度和避免距离模糊的方法。 首先，介绍了连续可变PRF测距法。这种方法是通过改变脉冲重复频率（PRF）来解决单目标跟踪中的距离模糊问题，使得目标回波始终落在脉冲间隔的中心位置。采用0.333到0.5的高占空比可以确保目标回波不会被发射脉冲所遮挡，从而提升雷达跟踪性能。然而，这种方法的测距精度较低，因为它是基于导数测量，且PRF的谐波可能会在多普勒频谱中造成假信号干扰。 其次，讨论了线性载波调频技术。这种技术在边搜索边测距的雷达应用中尤为有效。雷达先不发射调频脉冲，测量目标的多普勒频移，然后发射频率线性变化的脉冲。目标回波的频移除了多普勒效应外，还与距离成比例。通过计算两个阶段中的频率差，可以使用速度-距离关系（cΔf/2f）来确定目标距离。然而，如果波束宽度内存在多个目标，两阶段调频可能会导致距离幻影，因此通常采用三阶段调频方案，包括无调频、频率上升和频率下降阶段，以减少混淆并准确计算距离。 在三阶段调频方案中，每个阶段的观测频率需满足特定关系，以确保正确的距离计算。例如，对于两个目标，应选取满足f₀ < f₁ < f₂ + f₀的关系的频率组合，其中f₀、f₁和f₂分别对应三个阶段的观测频率。然后，根据这些频率差和速度-距离公式，可以计算出目标的距离。 图17.17给出了一个实例，展示了不同目标在不同观测频率下的距离和多普勒频率分布。通过这种方式，脉冲多普勒雷达能够同时获取目标的位置和速度信息，这对于空域监视、气象探测和空中交通控制等应用至关重要。 这一章深入阐述了脉冲多普勒雷达如何利用连续可变PRF和线性载波调频技术来改善测距性能和避免距离模糊，这些技术是现代雷达系统中不可或缺的部分，对于理解和设计高性能雷达系统具有重要意义。