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摘要：低截获概率（LPI）雷达信号的应用，是科学技术发展的产物，具有功率低、分辨率高、抗干扰性强等特点，提高了雷达的使用性能。与此同时，如何截获雷达信号并进行处理，成为研究人员关注的重点。本文首先介绍了循环谱算法的理论，然后阐述了低截获概率雷达信号的算法改进，最后针对LFM雷达信号进行仿真实验，以供参考。
关键词：雷达信号；低截获概率；循环谱算法；仿真实验
早期的LPI雷达信号，通过压缩旁瓣电平，降低旁瓣被截获的概率；而当前的LPI雷达信号，则通过隐藏主瓣，减小对方接收机做出反应的距离，使其无法发出告警，将其应用在战场上，能显著提高生存能力。以下结合工作经验和相关研究资料，针对LPI雷达信号的一种改进处理算法进行探讨。
1．循环谱算法的理论介绍
雷达设备在实际应用中，会接受人工周期信号的调控，其信号特征具有周期性，因此可以利用循环平稳信号进行分析。相比于传统分析法，该方法不仅能反映出信号的本质，还能表现出信号的非平稳性；基于频谱冗余设计下，具有良好的抗干扰能力，因此可以用于信号的检测和分类[1]。就目前而言，循环谱算法主要包括以下几种：①FAM法，即FFT累计法；②SSCA法，即分段谱相关算法；③DFSM法，即直接频率平滑算法。其中，前两种算法的应用相对成熟。
循环谱算法的理论，依据的是循环自相关函数如下：
2.2 仿真分析
结合N/N’=Δf·Δt，可以将计算量看作是Δf·Δt的函数。在计算机处理器中，乘法运算的复杂度是加法运算的10倍，因此改进FAM算法的运算量明显减少；且随着Δf·Δt的增大，运算量减少的效果更突出[3]。
3．针对LFM雷达信号的仿真实验
在LPI雷达信号中，主要包括LFM、BPSK两种信号类型，具有分辨率高、单位频带能量小的特点，在现实中应用广泛[4]。以LFM雷达信号为例，针对传统算法和改进算法进行仿真实验。
3.1 参数设置
LFM信号的参数设置如下：载波频率（f c）为1kHz，采样频率（f s）为7kHz，调整周期（tm）为20×10-3s，调频斜率（
）为250，信噪比为-10dB。
3.2 实验结果
分别采用传统算法和改进算法，得到LFM信号的二维循环谱幅度见下图。分析可知：①当循环频率α/2= f c=1kHz时，会出现最大峰值；②采用改进算法，只会对LFM信号的幅度产生影响，减小量在10%以内，不会对参数产生影响[5]。分别用在一维搜索上，传统算法的计算用时为4.2s，改进算法的计算用时为0.18s，可见计算时间显著缩短，只有原计算时间的1/23。
图1：传统算法二维循环谱幅度 图2：改进算法二维循环谱幅度
结语：
综上所述，随着LPI雷达信号的应用，同时也要改进信号的截获和处理方法。文中基于循环谱算法的理论下，对传统FAM算法进行改进，通过前一个滑动窗口采样信号的FFT，推算出下一节点采样信号的FFT，从而避免重复采样。仿真分析显示，改进算法的运算量明显减少；仿真实验结果显示，计算时间显著缩短，且不会影响循环谱参数，能满足现实应用需求，提高了雷达信号的检测处理性能。
参考文献：
[1] 唐江，赵拥军，朱健东等.基于FrFT的伪码-线性调频信号参数估计算法[J].信号处理，2012，28（9）：1271-1277.
[2] 万红进，刘辉，杨石玲等.调频间断连续波雷达信号处理分析与仿真[J].火控雷达技术，2011，40（2）：30-34.
[3] 李娜，王珂，李保珠等.低截获概率雷达信号检测方法的优化及应用[J].光学精密工程，2014，22（11）：3122-3128.
[4] 徐会法，刘锋.基于FRFT的一类低截获概率雷达信号调制识别[J].航天电子对抗，2011，27（2）：28-31.
[5] 向建军，夏海宝，李新虎等.一种新的低截获概率雷达信号的设计与分析[J].火控雷达技术，2012，（1）：28-33.
论文作者:高艳芳,乔子扬,郑元元,党艳娜,韩亮,王振丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/19
标签：信号论文; 算法论文; 概率论文; 运算量论文; 传统论文; 幅度论文; 频率论文; 《基层建设》2018年第7期论文;