一、引言
眾所周知，多相碼屬於抗多譜勒頻偏能力差的信號，即隨著目標多譜勒頻率的增大，脈壓輸出的主副比將大大降低，嚴重時甚至會使雷達不能正常工作。多譜勒敏感性問題是限制多相碼信號跟蹤快速目標的關鍵所在，目前國內外針對這個問題通常都採用多譜勒補償方法。本文針對實際應用中回波多譜勒頻率未知的一般情形，針對傳統的多通道多譜勒補償方法，討論了補償後不同信號檢測處理流程，尋求一種最優的信號檢測流程，降低多相碼由於多譜勒失配造成的恆虛警率的增加，提高整個系統的檢測性能。
二、主要功能介紹
1、多通道多譜勒補償：實際應用中，進行多通道多譜勒補償時，往往是在滿足系統信噪比損失要求的前提下，根據該多相碼匹配濾波結果在規定信噪比損失條件下的多譜勒容限帶寬，來確定各補償通道的補償多譜勒頻率和總的補償通道數。
2、非相參積累：不能利用或雖然有相位信息而不去利用的積累方法叫非相參積累，本文所謂的非相參積累就是對各補償通道輸出結果先進行平方率包絡檢波然後再進行積累。
3、恆虛警檢測：在雷達系統中，信號檢測準則是奈曼-皮爾遜準則，對於強度變化的噪聲或雜波，需要對信號進行恆虛警處理，使檢測的虛警機率保持恆定，從而實現恆虛警檢測。一般通用的CFAR檢測中，輸入樣本通過包絡檢測器被送到滑窗寄存器中，本文採樣一般通用的CA-CFAR檢測方法。
三、仿真結果及性能分析
1、多通道多譜勒補償：我們以碼長為2134的P（3，0.01） 32相碼為例：假定目標回波的多譜勒頻移範圍為[-25，+25]KHz，系統要求的信噪比損失不大於3dB。則根據完全匹配情況下多譜勒頻移與信噪比損失關係曲線，確定總的補償通道數為7，各補償通道的補償多譜勒頻率分別為[-21.8586，-14.5724，-7.2862，0，7.2862，14.5724，21.8586]KHz，則在上述規定的多譜勒頻移範圍內，若目標回波的多譜勒頻率為7.2862KHz時，則圖1給出了各補償通道脈壓輸出結果的部分截取圖。
2、平方率包絡檢波+非相參積累：對上述各補償通道輸出結果進行平方率包絡檢波，以輸出模值最大通道為基準進行非相參積累。對於單通道完全匹配情況，輸出峰值位置為2134。而對於非相參積累輸出，則積累結果的峰值位置與回波的多譜勒頻率有關。
3、恆虛警檢測：如果各補償通道輸入端的噪聲為高斯白噪聲，由於匹配濾波器是線性濾波器，則各補償通道輸出端噪聲將仍服從高斯分布，如果各補償通道輸出端噪聲相互獨立並且服從N（0，1）分布，若對各補償通道匹配濾波後結果進行平方率包絡檢波，則檢波後的噪聲將服從卡方分布模型。若對其進行非相參積累，由於卡方分布相加仍服從卡方分布，因此各補償通道非相參積累後噪聲服從卡方分布模型。我們選取單路匹配濾波模值最大點，按模值最大通道為基準非相參積累的模值最大點分別作為檢測單元，進行（CA-CFAR）恆虛警檢測。我們對此模型進行了10000次Monte Carlo仿真，其ROC曲線如圖2。仿真參數：虛警率：Pf=10-4；參考單元為8；保護單元為6。由圖2可以看出：在多譜勒頻移比較大的情況下，最大模值輸出通道的檢測結果遠遠優於單路匹配濾波的檢測結果。但在多譜勒頻移比較小的情況下，兩者的檢測結果基本相同。
圖1 各補償通道輸出結果的部分截取圖
圖2 回波fd=7.2862KHz的ROC曲線
四、結束語
通過仿真我們發現，採用多通道多譜勒補償方法，需要在系統輸入信噪比、回波多譜勒頻移大小、非相參積累準則等方面折中考慮，選擇合適的方法來降低多相碼由多譜勒頻移所造成的虛警率的增加，提高系統的檢測性能，但這卻是以實現的複雜度為代價的，這其中更深層次的關係還有待於進一步研究。
參考文獻
[1]Yuping Cheng， Zheng Bao， Zhiping Lin，“Doppler Compensation For Binary Phase-Coded Waveforms”， IEEE Transactions On Aerospace and Ekectronic Systems Vol.38， No.3 July 2002.
眾所周知，多相碼屬於抗多譜勒頻偏能力差的信號，即隨著目標多譜勒頻率的增大，脈壓輸出的主副比將大大降低，嚴重時甚至會使雷達不能正常工作。多譜勒敏感性問題是限制多相碼信號跟蹤快速目標的關鍵所在，目前國內外針對這個問題通常都採用多譜勒補償方法。本文針對實際應用中回波多譜勒頻率未知的一般情形，針對傳統的多通道多譜勒補償方法，討論了補償後不同信號檢測處理流程，尋求一種最優的信號檢測流程，降低多相碼由於多譜勒失配造成的恆虛警率的增加，提高整個系統的檢測性能。
二、主要功能介紹
1、多通道多譜勒補償：實際應用中，進行多通道多譜勒補償時，往往是在滿足系統信噪比損失要求的前提下，根據該多相碼匹配濾波結果在規定信噪比損失條件下的多譜勒容限帶寬，來確定各補償通道的補償多譜勒頻率和總的補償通道數。
2、非相參積累：不能利用或雖然有相位信息而不去利用的積累方法叫非相參積累，本文所謂的非相參積累就是對各補償通道輸出結果先進行平方率包絡檢波然後再進行積累。
3、恆虛警檢測：在雷達系統中，信號檢測準則是奈曼-皮爾遜準則，對於強度變化的噪聲或雜波，需要對信號進行恆虛警處理，使檢測的虛警機率保持恆定，從而實現恆虛警檢測。一般通用的CFAR檢測中，輸入樣本通過包絡檢測器被送到滑窗寄存器中，本文採樣一般通用的CA-CFAR檢測方法。
三、仿真結果及性能分析
1、多通道多譜勒補償：我們以碼長為2134的P（3，0.01） 32相碼為例：假定目標回波的多譜勒頻移範圍為[-25，+25]KHz，系統要求的信噪比損失不大於3dB。則根據完全匹配情況下多譜勒頻移與信噪比損失關係曲線，確定總的補償通道數為7，各補償通道的補償多譜勒頻率分別為[-21.8586，-14.5724，-7.2862，0，7.2862，14.5724，21.8586]KHz，則在上述規定的多譜勒頻移範圍內，若目標回波的多譜勒頻率為7.2862KHz時，則圖1給出了各補償通道脈壓輸出結果的部分截取圖。
2、平方率包絡檢波+非相參積累：對上述各補償通道輸出結果進行平方率包絡檢波，以輸出模值最大通道為基準進行非相參積累。對於單通道完全匹配情況，輸出峰值位置為2134。而對於非相參積累輸出，則積累結果的峰值位置與回波的多譜勒頻率有關。
3、恆虛警檢測：如果各補償通道輸入端的噪聲為高斯白噪聲，由於匹配濾波器是線性濾波器，則各補償通道輸出端噪聲將仍服從高斯分布，如果各補償通道輸出端噪聲相互獨立並且服從N（0，1）分布，若對各補償通道匹配濾波後結果進行平方率包絡檢波，則檢波後的噪聲將服從卡方分布模型。若對其進行非相參積累，由於卡方分布相加仍服從卡方分布，因此各補償通道非相參積累後噪聲服從卡方分布模型。我們選取單路匹配濾波模值最大點，按模值最大通道為基準非相參積累的模值最大點分別作為檢測單元，進行（CA-CFAR）恆虛警檢測。我們對此模型進行了10000次Monte Carlo仿真，其ROC曲線如圖2。仿真參數：虛警率：Pf=10-4；參考單元為8；保護單元為6。由圖2可以看出：在多譜勒頻移比較大的情況下，最大模值輸出通道的檢測結果遠遠優於單路匹配濾波的檢測結果。但在多譜勒頻移比較小的情況下，兩者的檢測結果基本相同。
圖1 各補償通道輸出結果的部分截取圖
圖2 回波fd=7.2862KHz的ROC曲線
四、結束語
通過仿真我們發現，採用多通道多譜勒補償方法，需要在系統輸入信噪比、回波多譜勒頻移大小、非相參積累準則等方面折中考慮，選擇合適的方法來降低多相碼由多譜勒頻移所造成的虛警率的增加，提高系統的檢測性能，但這卻是以實現的複雜度為代價的，這其中更深層次的關係還有待於進一步研究。
參考文獻
[1]Yuping Cheng， Zheng Bao， Zhiping Lin，“Doppler Compensation For Binary Phase-Coded Waveforms”， IEEE Transactions On Aerospace and Ekectronic Systems Vol.38， No.3 July 2002.
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