多个独立波段雷达信号合成技术研究(3)
增量[5]
。因此，频率步进雷达可以在不增加系统瞬时带宽的情况下获得更高的距离分
辨率。由于普通的频率步进信号是一连串矩形脉冲，因此在提高系统距离分辨率时发
射信号能量和数据率之间存在着矛盾[9]
。为了解决这一问题，人们提出将普通频率步
进信号中的矩形脉冲替换为窄带的线性调频信号，各个线性调频子脉冲信号的载频仍
然线性跳变，这样得到的信号被称为调频步进信号[10]
，它兼具线性调频信号和频率步
进信号两者的优点，在回波接收时，先对各子脉冲进行脉冲压缩，再对各压缩后的信
号做 IDFT 处理来获得目标的高分辨率距离像。文献[11]指出，通过以上方法对调频
步进信号进行成像在实际应用中会遇到无法获得完整波门距离像等问题，而通过带宽
合成技术可以有效解决这个问题。
带宽合成技术最早由 McGraory在1991年提出[12]
，这一技术的基本思路就是在子
线性调频脉冲进行脉冲压缩之前将这些窄带线性调频信号合成为一个等效的宽带线
性调频信号，然后对这个宽带的线性调频信号进行脉冲压缩，从而得到目标的高分辨
率距离像。带宽合成技术同时可以在时域和频域进行，时域的带宽合成就是信号波形
的合成，频域的带宽合成就是信号频谱的合成[3]
。
通过带宽合成技术可以实现对调频步进信号的合成成像，其本质是将两个不同频
段的线性调频信号合成为一个宽带的线性调频信号，因此在更一般的情况下，通过带
宽合成技术可以实现将多个独立波段窄带信号融合成一个等效的宽带信号，从而提高
雷达的距离分辨率。
1.2 文章主要内容和结构
本文以将多个独立波段窄带雷达信号合成为一个宽带雷达信号并对其进行脉冲
压缩成像以提高距离分辨率为基本思路，研究了线性调频信号、脉冲压缩、频率步进
信号及其成像的特性和基本原理，应用时域带宽合成的方法将两个波段窄带脉冲合成
为一个宽带信号，并对其进行脉冲压缩成像，最后验证了带宽合成方法对提高雷达距
离分辨率的作用。
本文一共分为四章，其结构如下：
第一章为绪论，主要介绍了高分辨率雷达和带宽合成的基本背景。
第二章为线性调频信号、脉冲压缩和频率步进技术，主要介绍了线性调频信号、
脉冲压缩技术、频率步进信号和频率步进信号成像的特征和基本原理，并通过 MATLAB
仿真对其进行了验证。
第三章为时域带宽合成，主要介绍了时域带宽合成的基本原理，并用 MATLAB 对
其进行了仿真。
第四章为合成宽带信号距离成像，对由第三章时域带宽合成方法获得的合成宽带
信号进行脉冲压缩成像，并通过对相同目标的合成信号的距离像和合成前信号距离像
的对比仿真，验证了多波段雷达信号合成对提高距离分辨率的作用。 2 线性调频信号、脉冲压缩和频率步进技术
2.1 线性调频（LFM）信号
2.1.1 线性调频信号特性
随着雷达技术的发展，人们对雷达的各项性能例如分辨率、测量精度和探测距离
等提出了越来越高的要求。雷达的距离分辨率和测量精度等指标与雷达带宽相关，因
此为了获得更高的距离分辨率和测量精度需要大带宽，而在雷达系统发射设备峰值功
率受限的情况下为了提高雷达的探测距离必须通过大的时宽以获得更高的平均发射
功率。与此同时，为了改善雷达系统的速度分辨率和测速精度也要求信号具有大的时
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