毫米波脉间频率进雷达频率稳定度分析.pdfVIP

毫米波脉问频率步进雷达频率稳定度分析 蒋金水 李兴国 吴文 (南京理工大学毫米波、光波近感研究所) 摘要 毫米波频综是毫米波脉问频率步进雷达的核心部件．它的性能好坏将影响整个雷达系 统的性能指标。本文将分析频综的频率稳定度对毫米波脉间频率步进雷达性能影响，并给 H5理论分析结果。该结果对于实际工作具有理论指导意义。 一、引言 一般来说直接在毫米波进行频率合成往往比较困难，目前常见的方法是将微波频综扩 展到毫米波，其中有三种常见的方法，即：1．倍频式，2上变频式，3．谐波混频式。脉间频 率步进雷达为了获得高的距离分辨率．需要对目标回波的幅度和相位进行相关处理。由于 发射频率随机误差的存在．目标的相位信息中会带有积累相位噪声。积累相位噪声会造成 压缩处理输出峰值幅度降低，同时抬高基底噪声，使输出信号的信噪比下降，严重影响雷 达目标的检测。园此在进行脉间频率步进雷达系统设计时，研究毫米波频综的频率稳定度 对雷达系统性能的影响具有重要意义。 二、理论分析 考虑点目标情况．假定目标对于雷达的径向速度为零．回波幅度归一化．回波信号表 示为 G，：ex姒五万堡一惟．)) (1) 其中． r一是由相位常数r，第i次频率步进的随机频率误差葺产生的随机积累相位噪声， 第i次频率步进随机频率误差Xj形成的随机积累相位误差为(-4rcR／cJ』．。式(1)的逆付立叶 变换为 Ⅳ 扛 ll P一 面 塑。 翌Ⅳ 半 ¨∑Ⅲ 令y=，?ⅣdFR七+‘将式(2)中不包含i的项移到求和号外．则进一步有 (3) ％)：。-／(z硝r,等’乞N-I。j(2nm,…。一． 10 q仁p的期望值为 到 (5) E[H，(‘)】：j…攫elf2矾芋。“鲁h。一一p(‰^，…。。)出。出。…出。 当谤时护n一与PD口相互独立，交换求和与积分，(5)式可改写为 E日 X = ( ¨∑m ∞rJm j。叫2矾争。J(鲁)Je-m,p(‰)p(‘)．．p(h。出。出．…出。 其中Pn0是频率误差而的概率密度函数，对于i=O,l，Z…N-1进行求和得到 +e-j(2{fo等)eJf等)Ye-3H,19(x．)×【jp(x。)西。。．．．jp(x。一．)岔c。一．】矗． 。，， +p砥铂半h。一一肿。)×【b‰溅…k。‰_2】昧， 其中p扛J满足下式 (8’ Ip(x，)dx，=1 则(7)式简化为 (9’(9) H[Em2≯矾2叫。艺：])J肛 肛．)]_∑P。“1。t“秽”’北， 。Ie～(一)dx， J-0 一。 因为频率误差王服从均值为零，方差为一的正态分布，即 P_憎1(1。) p(x，)=而l 将(10)式代入(9)式得 鲁 !盯√2厅 e叫2矾竿’∥和jj∥～1Ⅵ2口i 上式中的积分项是求概率密度函数p肛J的特征函数，令特征函数为c脚即 m， c心，=玉去扩e_枷1出∥m 考虑(12)式，(11)