线性调频步进信号的高速目标运动补偿技术

线性调频信号线性调频信号（Linear Frequency Modulation Signal，LFM）是一种常用的单相（single-tone）通信信号，它的特点是频率发生变化，又称为线性扫频信号。

一、线性调频信号的特点：1. 频率发生变化：线性调频信号的特点是频率发生线性的变化，这种变化可以是瞬时频率的单调递增或单调递减；2. 由连续脉冲组成：线性调频信号是由连续脉冲组成，这些脉冲对应着不同频率；3. 可以传输信息：线性调频信号是一种有效的信号，它可以用来传输数字信号、声音信号和图像信号；4. 易于分析：线性调频信号是一种易于分析的信号，可以用常规的数学方法进行分析；5. 无衍射数据：线性调频信号不受衍射数据的影响，可以传输远距离，传输范围宽。

二、线性调频信号的用途：1. 卫星通信：线性调频信号是卫星通信中比较常用的信号，因为它可以确保在传输过程中数据的可靠性；2. 无线电高空数传控制：线性调频信号还被广泛应用于无线电高空数传控制中，例如，气象站、导弹等的控制；3. 遥控、车载导航：线性调频信号也可以用于遥控、车载导航系统，它可以有效地传输远距离的数据；4. 超声波连接AGV：线性调频信号也可以用于AGV（自动导航车辆）中的超声波连接，用于AGV控制车辆的运动；5. 广播信号：线性调频信号也可以用于广播，例如，电视和无线电节目的广播；6. 脉冲编码技术：线性调频信号也可以用于脉冲编码技术，用于数字信号的传输。

三、线性调频信号的优缺点：1. 优点：（1）由连续脉冲组成，可以容易地传输信息；（2）发射信号的特性比较稳定，不受干扰；（3）传输范围宽，信号可以传输到较远的距离；（4）信号可以进行精确地分析，易于识别和恢复；（5）由于信号为线性，易于模拟和数字化。

2. 缺点：（1）发射信号的特性容易受到可塑性电磁子的影响；（2）受到对象的大小和环境温度的影响，信号的变化会很快；（3）无线电信号受到巨型入侵的干扰。

第28卷第5期2007年9月　宇　航　学　报Journ al of As tronauticsV ol.28September No.52007步进频雷达目标ISAR 成像运动补偿新方法罗贤全,于久恩,尚朝轩,黄允华(石家庄军械工程学院,石家庄050003) 摘　要:分析了基于步进频ISAR 运动目标的回波信号模型,讨论了目标运动对成像的影响,指出了当目标运动速度不可忽略时会造成高分辨距离像的移位和畸变,并使二维像散焦。

提出了一种基于高斯包络线性调频信号自适应分解及高分辨距离像最小熵方法的运动补偿算法,利用高斯包络线性调频信号自适应分解得到回波多普勒调频率和目标运动速度,并用高分辨距离像最小熵方法提高估计精度,然后进行运动补偿。

该算法具有计算量小,精度高的特点,仿真结果验证了它补偿效果好,能获得清晰的ISAR 像。

关键词:步进频;ISAR 成像;运动补偿;自适应高斯调频基分解中图分类号:T N958 文献标识码:A 文章编号:100021328(2007)0521288207收稿日期6282;　修回日期62280　引言步进频雷达是一种重要的逆合成孔径雷达(IS AR )。

它通过发射一组载频逐步跳变的脉冲组来获取大的带宽,并通过信号处理综合形成目标高分辨二维像。

其优点是瞬时带宽窄,对接收机和A ΠD 采样要求低,易于工程实现,因此步进频雷达在高分辨领域获得了广泛的重视和应用[1]。

但这种信号体制的主要问题在于数据率低,存在距离-速度耦合。

当目标速度对距离像的影响不可忽略时会造成高分辨距离像的移位和畸变,并使二维像散焦模糊,此时要进行运动补偿才能得到清晰的目标I SAR 像,这也是步进频I SAR 信号处理的难点。

文献[2-6]对步进频IS AR 成像的运动补偿进行了研究。

文献[2]针对步进频脉冲串信号,提出了距离、速度及加速度的极大似然估计方法,但实际可操作性不强。

文献[3]提出了一种频率步进脉冲组串的方法,在每一频点上发射一组脉冲,通过脉组内的FFT 处理获取目标速度,这种方法的主要问题是帧周期长,数据率较低。

第21卷　第1期2006年2月 电　波　科　学　学　报CHINESE JOURNAL OF RADIO SCIENCE Vol.21,No.1　February,2006 104 文章编号　100520388(2006)0120104205线性FMCW雷达动目标一维距离像运动补偿3杜雨 杨建宇(电子科技大学电子工程学院,dy_ming@,四川成都610054)摘　要　线性FMCW雷达是一种高距离分辨率雷达,运动补偿是其实现距离高分辨率的核心技术。

采用多重复频率波形,提出一种多普勒频率串算法,从模糊的速度估计中恢复目标的真实速度,采用运动补偿得到高分辨的距离估计。

同时为解决多目标分辨的问题,采用一种基于目标均方误差的配对算法。

仿真结果表明多普勒频率串算法较中国余数理论对速度估计的性能有了明显的提高,充分说明了DFC算法的有效性。

关键词　线性FMCW雷达,多普勒频率串,运动补偿中图分类号　TN911 文献标识码　AMotion compensation of12D range prof ile for linear FMCW radarD U Yu2ming　YANG Jian2yu(College of Elect ronic Engineering,U ES TC,dy_ming@,Cheng du S ichuan610054,China)Abstract　Linear FMCW radar is a kind of high2range2resolution radar,and motioncompensation is a key problem to realize high range resolution.A multiple repeti2tion frequency waveform is adopted and a Doppler frequency cluster(DFC)algo2rit hm is propo sed,which is capable of recovering t rue velocity f rom t he coupled ve2locity estimation directly.Aiming at solving resolution of multiple target s,a matchalgorit hm based on mean square error is also p roposed.The combination of t he a2bove two met hods realizes distance and velocity decoupling for multiple moving tar2get s.The result of simulation verified t he effectiveness of t he met hods,t he velocityestimate performance of DFC algorit hm imp rove obviously cont rast to Chinese re2mainder t heorem.K ey w ords　linear FMCW radar,doppler frequency cluster,motion compensation1　引　言线性FMCW雷达在近距离、高分辨场合得到越来越广泛的应用[2][3]。

调频步进信号处理及参数设计【原创版】目录一、引言二、调频步进信号处理概述三、调频步进信号处理的参数设计四、参数设计对调频步进信号处理性能的影响五、总结正文一、引言在现代通信系统中，调频步进信号处理技术被广泛应用。

该技术具有抗干扰能力强、信号传输质量高、系统稳定性好等特点。

为了实现更好的通信效果，对调频步进信号处理的参数设计进行深入研究具有重要意义。

二、调频步进信号处理概述调频步进信号处理是一种在频域上进行信号采样的技术，其主要原理是利用频域的离散性，将高速信号转换为低速信号，从而实现信号的步进处理。

调频步进信号处理技术主要包括两个部分：一是信号采样，二是信号恢复。

信号采样是将高速信号转换为离散信号，信号恢复则是将离散信号转换为原始信号。

三、调频步进信号处理的参数设计在调频步进信号处理过程中，需要设计一些关键参数，如采样频率、步进间隔等。

这些参数对信号处理的效果有着重要影响。

1.采样频率：采样频率是指在单位时间内对信号进行的采样次数。

采样频率越高，信号的离散程度越高，恢复的信号质量越好。

但是，随着采样频率的提高，所需的存储空间和处理时间也会相应增加。

2.步进间隔：步进间隔是指信号采样时的步长。

步进间隔越小，信号的离散程度越高，恢复的信号质量越好。

然而，步进间隔过小会导致系统处理复杂度增加，降低系统性能。

3.滤波器参数：在信号处理过程中，滤波器的参数设计对信号的恢复质量具有重要影响。

不同的滤波器类型和参数设置会导致不同的信号恢复效果。

四、参数设计对调频步进信号处理性能的影响参数设计对调频步进信号处理性能的影响主要体现在以下几个方面：1.采样频率和步进间隔：合适的采样频率和步进间隔可以保证信号的恢复质量，过高或过低的参数设置都会影响信号的质量。

2.滤波器参数：滤波器参数的设置对信号恢复质量具有直接影响。

不同类型的滤波器和参数设置会导致不同的信号恢复效果。

五、总结调频步进信号处理技术在现代通信系统中具有重要应用价值。

调频步进信号处理及参数设计摘要：一、引言二、调频步进信号处理的基本概念三、调频步进信号处理的参数设计四、调频步进信号处理的应用实例五、总结正文：一、引言在现代通信技术中，调频步进信号处理技术已成为一种重要的信号处理手段。

该技术具有抗干扰能力强、信号传输质量高、系统稳定性好等特点，被广泛应用于各种通信系统中。

本文将对调频步进信号处理的基本概念进行介绍，并重点分析其参数设计方法，最后通过应用实例来阐述该技术的实际应用效果。

二、调频步进信号处理的基本概念调频步进信号处理技术是一种基于频率调制和步进信号处理相结合的信号处理方法。

其主要思想是将信号的频率进行调制，使其在传输过程中能够抵抗干扰，并在接收端通过步进信号处理技术进行解调，从而恢复原始信号。

这种技术具有很多优点，例如抗干扰能力强、传输质量高、系统稳定性好等。

三、调频步进信号处理的参数设计在实际应用中，为了达到更好的信号处理效果，需要对调频步进信号处理的参数进行合理设计。

主要参数包括频率调制系数、步进信号处理增益、步进信号处理阈值等。

1.频率调制系数：该系数决定了信号在传输过程中频率的变化范围。

选择合适的频率调制系数，可以使信号在传输过程中具有较强的抗干扰能力。

2.步进信号处理增益：该参数决定了步进信号处理技术对信号的放大程度。

选择合适的增益值，可以使信号在接收端得到较好的解调效果。

3.步进信号处理阈值：该参数决定了步进信号处理技术对信号的处理阈值。

选择合适的阈值，可以有效提高信号的处理效果。

四、调频步进信号处理的应用实例调频步进信号处理技术在实际应用中具有广泛的应用前景，例如在无线通信、卫星通信、数字通信等领域均有应用。

下面以无线通信为例，介绍调频步进信号处理技术的应用实例。

在无线通信系统中，由于信号受到各种干扰和衰减的影响，信号的质量往往难以保证。

采用调频步进信号处理技术，可以有效提高信号的传输质量，从而保证通信系统的稳定性。

五、总结本文从基本概念、参数设计以及应用实例三个方面对调频步进信号处理技术进行了详细的介绍。

中 国 空 间 科 学 技 术CH I N E SE SPA C E SC IEN C E A N D T E CH N O L O G Y 1 9 9 7 年 2 月 1第 期 1 线性频率步进脉冲串信号的多普勒相位补偿陈广飞(北京理工大学, 北京 100081)张润宁(北京空间飞行器总体设计部, 北京 100086)摘要 线性频率步进脉冲串信号可以在不要求系统瞬时大带宽和高速 A ƒD采样率的条件下实现径向距离高分辨成像。

但是, 由于脉冲串所需的相参时间比较长, 因此多普勒效应的影响是比较严重的。

针对基于目标径向距离像的目标识别方 法, 提出了一种补偿多普勒二次相位的技术途径, 从而避免了距离像分辨力恶化 和信噪比损失, 剩余的多普勒一次相位只造成目标距离像的平移不影响对目标距 离像幅频特性的识别。

主题词 高分辨率 多普勒效应 相移 目标识别 距离误差引言1 基于距离高分辨而测出目标的形状、 体积等参数以实现目标识别和分类, 是现代雷达 领域的一个研究热点1 。

实现距离高分辨一般要求发射大带宽脉冲压缩波形, 但常规的大带宽脉压波形很难直接进行数字处理, 而且要求系统具有大的瞬时带宽。

因此, 线性频率步进脉冲串信号受到了国内外许多学者的广泛关注2 。

这种信号可以实现距离高分辨, 但不要求 系统具有瞬时大带宽, 而且可以用低速A ƒD 变换器对回波脉冲串进行采样, 信号处理时可 以直接用 I D F T 技术。

由于这种信号是以时间分割方式进行发射, 所需的相参处理时间比较 长, 因此多普勒效应对距离高分辨成像的影响比较严重。

本文提出了一种改变线性频率步进脉冲串内脉冲间隔的方法以消除由于多普勒二次相位引起的距离像分辨力恶化和信噪比损失。

剩余的多普勒一次相位只造成距离像的平移或循环移位。

由于距离像的平移或循环移位不影响其幅频特性, 因此, 在距离像的频域提取幅度特征进行目标识别时, 本文所提出的 改变脉冲间隔的方法可以有效地消除多普勒相位对目标识别的影响。

高速机动目标信号多普勒频移补偿方法董鹏曙;向龙;谢幼才;金加根【摘要】针对高速机动目标多普勒频率展宽引起的相参积累散焦损失等问题,提出了易于工程实现的目标回波信号预处理方法.该方法构建了多普勒频移变化与加速度、角速度的关系模型.理论分析和仿真表明:在动目标检测(M T D)中相参积累散焦损失由多普勒频移变化率等多个因素所决定,其大小在-20 lg N dB至0 dB之间(N为相参积累的脉冲数).通过提出的多普勒频移补偿方法,可有效消除多普勒频率展宽对M TD相参积累的影响,提高雷达在复杂杂波背景中对高速机动目标的检测能力.%Aiming at the coherent accumulation defocusing losses issue caused by Doppler frequency broadening of high speed maneuvering target ,a target echo signal pre-processing method which could be easily realized in engineering was proposed .The influence of targets high speed and maneuvering to Doppler frequency was ana-lyzed ,and a relationship model of Doppler frequency shift associated with acceleration and turning rate was es-tablished .Theoretical analysis and simulation results demonstrated that the coherent integration defocused loss of MTD depended on Doppler frequency shift rate and other several factors ,which was changed between -20 lgN dB and 0dB (N is the pulse number for coherent integration) .With motion compensation ,the influence of Doppler frequency shifted to the M TD coherent integration could be eliminated effectively ;the detection ability of radar to high speed and maneuvering target in complex background could be enhanced .【期刊名称】《探测与控制学报》【年(卷),期】2016(038)003【总页数】6页(P66-70,74)【关键词】高速机动目标;运动补偿;检测;多普勒频移变化率【作者】董鹏曙;向龙;谢幼才;金加根【作者单位】空军预警学院 ,湖北武汉430019;空军预警学院 ,湖北武汉430019;空军预警学院 ,湖北武汉430019;空军预警学院 ,湖北武汉430019【正文语种】中文【中图分类】TN957动目标检测(MTD)通过多普勒滤波实现相参积累，有效提高了目标回波的信杂比，增强了雷达在复杂杂波背景中探测运动目标的能力[1-2]。

高速目标检测性能影响因素的分析方法张秀丽;卓辉;庞存锁【摘要】Aiming at the problem of echo accumulation and energy diffusion caused by the velocity,accel-eration and amplitude fluctuation of high-speed targets,the influence of target parameters and radar pa-rameters on echo accumulation efficiency is studied based on echo model.By establishing the mathemati-cal model of echo envelope,frequency walk and resolution,we analyzed the influence rule of moving ob-j ects on target resolution and accumulated energy,and got the quantitative relationship between distance walk,Doppler walk and signal accumulation gain.The results show that when the distance walk is lar-ger than 2 resolution units,the accumulated energy SNR decreases by 2 dB.And,a similar analysis is done to the Doppler frequency.At the same time,we analyze the change of coherent accumulation ener-gy under different amplitude fluctuation models.The results show that the energy loss caused by slow fluctuation is greater than fast fluctuation,and this kind of target is not suitable for long time coherent accumulation.%针对高速目标速度、加速度、幅度起伏导致的回波积累能量扩散问题,基于回波模型,研究了目标参数、雷达参数对回波积累效能的影响.通过建立回波包络以及频率走动与分辨率的数学表征,分析了走动项对目标分辨率以及积累能量的影响规律,获得了距离走动、多普勒走动与信号积累增益变化的定量关系.研究结果表明:当距离或频率走动大于2个分辨单元时,积累能量信噪比下降2 dB.同时,分析了目标在不同幅度起伏模型情况下,相参积累能量的变化情况,结果表明,慢起伏比快起伏造成的能量损失大,这类目标不适合进行长时间的相参积累.【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】6页(P214-219)【关键词】高速目标检测;雷达检测;目标运动参数补偿【作者】张秀丽;卓辉;庞存锁【作者单位】中北大学信息商务学院,山西晋中030600;中北大学信息商务学院,山西晋中030600;中北大学信息与通信工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TN957.510 引言随着现代国防的发展，空中飞行器的速度和加速度越来越大，例如弹道目标速度为数km/s，无人机的速度也可达10个马赫. 空中目标的高速机动对预警雷达、防空制导雷达和弹载雷达导引头等雷达系统提出了严峻挑战.目前常用的高速目标检测方法主要有包络对齐、 Keystone变换以及对其的改进方法[1-15]. 其中，针对速度补偿，文献[2]提出了基于变标处理的速度补偿方法，文献[3-4]提出了频率补偿的速度补偿方法，文献[5]提出了基于Keystone变换的速度补偿方法；另外，针对加速度补偿，文献[6-7]提出了基于霍夫变换的加速目标检测方法，文献[8-9]提出了基于FRFT变换的加速度补偿方法. 文献[10-15]对文献[2-3]中的包络对齐、 Keystone变换方法进行了改进. 但上述文献对速度、加速度引起目标距离分辨率、频率分辨率降低的影响性能缺乏统一的描述，而且，针对目标起伏对检测性能的影响分析也鲜见报道.本文利用高速目标的线性调频回波信号数学模型，分析了速度、加速度的影响因素，进而通过数字仿真，归纳总结了目标速度、加速度、目标起伏对积累增益的影响程度；最后，利用仿真实验对影响回波积累增益的综合因素进行了分析，相关结论可为下一步针对不同目标，选择合理检测算法提供理论指导.1 速度对检测性能的影响仅考虑高速目标的速度影响时，可得目标回波包络走动时延Δτ为[2-3](1)式中：β0=2v0/c为目标时延变化率， v0为目标初始速度, c为光速; n为积累脉冲数; T为脉冲重复周期; fd为信号多普勒频率; μ为信号调频率.设雷达距离分辨率为ΔR=c/2B， B为信号带宽，根据式(1)可得高速目标回波跨距离单元数RL为(2)式(2)表明在雷达参数固定的条件下，目标跨距离单元的因素主要与目标速度有关，速度越大，跨距离单元越多.下面分析跨距离单元对目标距离分辨率和积累增益的影响，设雷达和目标参数分别为：载波中心频率3 GHz，脉冲周期8 ms，脉宽 1 ms，积累脉冲数32，目标距离800 km，带宽 5 MHz，采样频率10 MHz，目标速度2 000 m/s，加速度0 m/s2.1.1 RL对目标跨距离单元的影响按照式(2)中的各参数关系，图 1 给出了RL在不同取值时，目标包络跨距离单元的分布情况.图 1 RL对目标跨距离单元的影响Fig.1 The influence of RL on the cross distance unit of the target从图 1 的仿真结果可以发现：1) RL变化越大，回波脉冲包络的展宽程度越大，导致信号的能量下降越严重，目标的距离分辨能力越差.2) 当RL≤3时，目标的回波积累效果最好，检测概率最高；但当RL不断增大时，回波包络出现展宽现象，有时出现多个虚假峰值，降低了目标检测概率和参数估计精度.3) 另外，可得到不同RL的距离分辨率变化关系，当RL>2时，距离扩展变化量的增量约为ΔR. 这种规律对进一步构建合理的补偿方法具有指导意义.1.2 RL对积累增益的影响设单个脉冲信号的积累增益为(3)式中： A0为信号幅度；σ为噪声平均幅度.图 2 给出了RL在不同取值时，目标包络跨距离单元引起的回波积累增益变化情况.图 2 RL对积累增益的影响Fig.2 The influence of RL on the accumulationgain of the target从图 2 的仿真结果可以发现：1) 当RL≤3时，回波积累增益最佳；当RL增大时，回波积累增益下降显著，且每增加一个ΔR，信噪比下降约2 dB；2) RL=2时，信噪比损失近似为Gr损失=10lgRL. 当RL继续增大时，目标信号为多个跨单元包络信号的叠加，存在正负信号相消的作用，故这时积累增益损失Gr损失>10lgRL. 但在实际数据分析中，由于受噪声、目标运动不稳定性等因素的影响，结果会和上述分析有少许误差，故为了方便处理，可用其近似相等来分析表示.2 加速度对检测性能的影响根据文献[2-3]的研究，可推导出目标跨多普勒单元Δf与雷达参数的关系为(4)式中：αd=2a/λ为目标加速度引起的频率一次变化率， a为目标加速度大小，m/s2；λ为电磁波的波长；γd为加速度引起的频率二次变化率.设雷达频率分辨率为ΔF=1/NT，根据式(4)可得加速目标回波跨多谱勒单元数FL 为FL≈f/ΔF=(5)式(5)表明在雷达参数固定的条件下，目标跨多普勒频率单元的因素主要与目标加速度有关，加速度越大，跨多普勒单元越多；并且跨多谱勒单元会影响目标频率分辨率和积累增益，下面分别对其进行分析，这里设目标初始速度为100 m/s，加速度为100 m/s2，其它参数与1节相同.2.1 对频率分辨率的影响按照式(5)中的各参数关系，图 3 给出了FL在不同取值时，目标频率跨多普勒单元的变化情况.图 3 FL对多普勒分辨率的影响Fig.3 The influence of FL on Doppler resolution从图 3 的仿真结果可以发现：1) FL变化越大，回波多普勒频率的展宽程度越大，回波能量下降越严重，目标速度分辨能力越低.2) 当FL≤3时，目标的回波积累效果最好，检测概率最高；但当FL不断增大时，回波多普勒频率出现展宽现象，有时出现多个虚假峰值，降低了目标检测概率和参数估计精度.3) 另外可得到不同FL的多普勒频率分辨率变化关系，当FL>3时，频率分辨率的增量约为0.5ΔF.2.2 FL对积累增益的影响图 4 给出了FL在不同取值时，目标回波跨多普勒单元引起的能量积累增益变化情况. 记FL≤1的积累增益损失为0 dB.图 4 FL对积累增益的影响Fig.4 The influence of FL on the accumulation gain 从图 4 的仿真结果可以发现：1) 当FL≤3时，回波积累增益最佳；当FL增大时，回波积累增益下降显著，且每增加一个ΔF，信噪比下降约2 dB；2) 当FL>3时，信噪比损失近似为Gr损失=10lgFL.3 目标起伏对雷达检测性能影响当雷达和目标的相对位置发生变化时，目标雷达散射截面积(RCS)的起伏有可能对目标的检测有较大影响；对于高速目标，这一影响将更为显著. 本节分析不同RCS起伏模型对目标检测性能的影响. 由于目标动态特性的复杂性，要正确描述雷达目标的RCS起伏，很难准确得到其确切值，现通常用Swerling提出的5种模型进行分析[1]，图 5 仿真比较了各种模型在相应算法下的检测性能，雷达参数见表 1.图 5 不同起伏模型探测概率与信噪比关系Fig.5 Relationship betweendetection probability and signal to noise ratio of different undulating models表 1 雷达参数Tab.1 Radar parameters载波频率/GHz脉冲周期/ms脉宽/ms330．3带宽/MHz采样频率/MHz脉冲数510128从图 5 可以看出：积累脉冲数增加时，不同算法的检测性能都在增加，但对于慢起伏(起伏1、起伏3)，相参积累方法的检测性能高于快起伏(起伏2、起伏4)的非相参积累方法. 需要指出的是，实际中目标的起伏特性往往介于扫描间独立和脉冲间独立两种极端情况之间，故实际应用相参积累算法时，需考虑目标起伏特性的影响，以便更好地采用合理的检测方法.4 RCS起伏对检测性能影响分析针对实际情况下存在的目标幅度起伏，文中利用5种Swerling起伏模型，仿真计算走动补偿后，信噪比提高的程度. 假设目标速度 2 000 m/s，加速度10m/s2，运动方向与雷达波束方向呈60°角，散射截面积的平均值1 m2，雷达参数如表 1 所示. 图 6 给出了连续20帧检测结果示意图. 由图 6 可以看出：1) 当不进行走动补偿时，信噪比损失较大. 对于无起伏的情况，信噪比增益与理论增益相比损失约为16.8 dB；对于2型快起伏的情况，信噪比损失约为17.2 dB，对于4型快起伏的情况，信噪比损失约为16.9 dB；对于慢起伏的情况，由于慢起伏是扫描与扫描之间的起伏，对于一次扫描而言，信噪比损失近似无起伏对待.图 6 不同起伏下信噪比损失对比Fig.6 Loss contrast of SNR under different fluctuations2) 当进行了走动补偿后，与未进行走动补偿相比，信噪比得到了提高，但与理论值相比，还存在一定的损失. 对于无起伏的情况，信噪比损失约为2.27 dB；对于2型快起伏的情况，信噪比损失约为3.3 dB，对于4型快起伏的情况，信噪比损失约为2.8 dB；对于慢起伏的情况，同样由于慢起伏是扫描与扫描之间的起伏，对于一次扫描而言，信噪比损失可当做无起伏对待.3) 由于走动补偿时采用的是一组离散的速度补偿值和加速度补偿值，因此信噪比增益与理想情况存在一定的补偿损失，但是损失很小.4) 对于慢起伏，由于起伏对信噪比的影响很大，因此检测性能相对于快起伏和无起伏时会下降.图 7 给出在5种Swerling起伏以及无起伏模型下，峰值与积累脉冲数的关系示意图. 由图7可以看出：1) 当积累脉冲数较少时，走动的影响很小，引起的信噪比损失也很小，可以忽略，此时无论走动补偿与否，峰值都随着积累脉冲数的增加而增加.2) 随着积累脉冲数的增加，走动的影响不能忽略，当未进行补偿时，峰值将不再随着积累脉冲数的增加而增加，当进行了走动补偿后，峰值随着积累脉冲数的增加而增加.3) 当积累脉冲数进一步增加后，由于目标运动的复杂性，导致目标回波信号的时延和多普勒频率均可能表现为更加复杂的形式，例如更高次项. 这将导致常用的线性补偿距离和多普勒走动的策略失效，因此在更加长的积累时间内必须考虑更加复杂的运动补偿问题.4) 慢起伏对峰值的大小影响较大，而快起伏的影响较小，因此慢起伏时的目标检测需要的信噪比也相应的较大.图 7 不同起伏下峰值与积累脉冲数关系Fig.7 The relationship between the peak value of different fluctuation and the number of accumulating pulses 5 结论本文研究了目标在观测时间内相对于雷达径向速度和加速度的变化情况，分析了距离走动和多普勒频率走动与雷达参数、目标参数之间的关系，得出其对目标分辨率和积累增益的影响，指出当距离走动或多普勒频率走动大于2时，回波信号积累增益损失将大于3 dB，积累检测前需对其进行走动补偿.本文针对线性调频雷达信号，分析了目标在高速、加速情况下的回波信号，并对速度、加速度对回波积累增益以及距离分辨率、频率分辨率的影响进行了数学推导和仿真分析，所得结论为后续的运动参数补偿策略提供了研究思路. 另外，针对目标RCS起伏分析了Swerling四种模型对目标检测算法和检测性能的影响，实际处理中需结合目标起伏变化和信号相参积累时间综合考虑.参考文献：[1] Chen X, Yu X, Guan J, et al. An effective and efficient long-time coherent integration method for highly maneuvering radar target in sparse domain[C]. 4th International Workshop on Compressed Sensing Theory and Its Applications to Radar, Sonar and Remote Sensing, IEEE, 2016: 124-127.[2] Tao R, Zhang N, Wang Y. Analysing and compensating the effects of range and Doppler frequency migrations in linear frequency modulation pulse compression radar[J]. IET Radar, Sonar & Navigation, 2011, 5(1)：12-22.[3] Pang C S, Hou H L, Han Y. Acceleration target detection based on LFM radar[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 2014, 125(19)： 5708-5714.[4] Huang P, Liao G, Yang Z, et al. Long-time coherent integration for weak maneuvering target detection and high-order motion parameter estimation based on keystone transform[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2016, 64(15)： 4013-4026.[5] Li X, Cui G, Yi W, et al. Manoeuvring target detection based on keystone transform and Lv’s distribution[J]. IET Radar, Son ar & Navigation, 2016, 10(7)： 1234-1242.[6] Lu C G, Feng X X, Kong Y B, et al. Research on track initiation based on the hough transform and morphology[J]. Acta Armamentarii, 2013, 34(6)：704-710.[7] 庞存锁, 侯慧玲, 韩焱. 基于霍夫变换的高速微弱目标检测算法[J]. 电子与信息学报, 2012, 34(3)： 754-757.Pang Cunsuo, Hou Huiling, Han Yan. High-speed weak target detection based on hough transform[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2012, 34(3)： 754-757. (in Chinese)[8] Suo P C, Tao S, Tao R, et al. Detection of high-speed and accelerated target based on the linear frequency modulation radar[J]. IET Radar, Sonar & Navigation, 2014, 8(1)： 37-47.[9] Guan J, Chen X L, Huang Y, et al. Adaptive fractional Fourier transform based detection algorithm for moving target in heavy sea clutter[J]. IET Radar, Sonar & Navigation, 2012, 6(5)： 389-401.[10] Wang Z, Li M, Lu Y, et al. Efficient TR-TBD algorithm for slow-moving weak multi-targets in heavy clutter environment[J]. IET Signal Processing, 2016, 11(4)： 422-428.[11] Zheng J, Su T, Liu H, et al. Radar high-speed target detection based on the frequency-domain deramp-keystone transform[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2016, 9(1)： 285-294.[12] Zheng J, Su T, Zhu W, et al. Radar high-speed target detection based on the scaled inverse Fourier transform[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2015, 8(3)： 1108-1119.[13] Pang C, Han Y. HT-based high speed and accelerating target detection algorithm[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 2018, 158(4)： 779-789.[14] Hou H, Pang C, Guo H, et al. Study on high-speed and multi-target detection algorithm based on STFT and FRFT combination[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 2015, 127(2)： 713-717.[15] Ahn I Y, Sung N M, Kim J, et al. A study on radion frequency of the transponder system for high-speed and high-precision train location detection[J]. Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 2017, 66(1)： 237-242.。

信号补偿方法
信号补偿方法是通过对接收到的信号进行处理，使其得到修正和补偿，以提高信号的质量和可靠性。

常见的信号补偿方法包括：
1. 前向补偿：根据信号的传输特性，对发送端的信号进行预处理，以消除信号在传输过程中的损失和变形。

常用的前向补偿方法包括均衡器、预编码和预失真等。

2. 反馈补偿：根据接收端的反馈信息，对信号进行修正和补偿。

反馈补偿方法可以根据接收端的反馈信息来调整发送端的参数和信号，以达到补偿效果。

3. 自适应补偿：根据接收到的信号的特征和性能指标，自动调整补偿参数和算法，以适应不同的传输环境和信号质量要求。

4. 数字信号处理（DSP）补偿：采用数字信号处理技术对信号进行处理和修正，以校正信号的失真和损失。

常见的DSP补偿方法包括滤波、均衡、去噪和编码等。

5. 误差校正：通过对接收到的信号进行误差测量和校正，修复信号中的误差和失真。

常见的误差校正方法包括误码率测量、自动增益控制和时钟同步等。

总结起来，信号补偿方法是通过对信号进行预处理、反馈调整、自适应调整、数字信号处理和误差校正等手段，对信号进行修正和补偿，以提高信号的传输质量和可靠性。