4.1 信號(hào)

本節(jié)介紹信號(hào)的分析方法、信號(hào)的表達(dá)方式、雷達(dá)信號(hào)的特點(diǎn)和導(dǎo)引頭常用信號(hào)。

4.1.1 信號(hào)的分析方法

信號(hào)可用頻譜函數(shù)、相關(guān)函數(shù)或模糊函數(shù)分析。

1．頻譜函數(shù)

頻域表達(dá)式S（f）和時(shí)域表達(dá)式s（t）的關(guān)系由傅里葉（Fourier）變換對(duì)表征，記為

傅里葉正變換與反變換算式分別為

稱(chēng)S（f）為s（t）的頻譜密度函數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)頻譜。因S（f）=｜S（f）｜exp[jΦ（f）]，故稱(chēng)｜S（f）｜為振幅頻譜，Φ（f）為相位頻譜。

對(duì)于周期信號(hào)，還可以用傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)：

其中，系數(shù)Cn的計(jì)算式為

式中：T為信號(hào)周期；f0為基波頻率；n=0, ±1, ±2, ???。

2．自相關(guān)函數(shù)

信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)表示信號(hào)在相隔時(shí)間τ的兩點(diǎn)之間的相關(guān)關(guān)系，記為

變量代換后，可寫(xiě)成

物理上，自相關(guān)函數(shù)就是匹配濾波器的輸出波形。

3．互相關(guān)函數(shù)

信號(hào)s1（t）與s2（t）的互相關(guān)函數(shù)表示這兩個(gè)信號(hào)在相隔時(shí)間τ的兩點(diǎn)之間的相關(guān)關(guān)系，記為

顯然，R12（τ）≠R21（τ），對(duì)于實(shí)函數(shù)，R12（τ）=R21（?τ）。

物理上，互相關(guān)函數(shù)就是將一個(gè)信號(hào)輸入到另一個(gè)信號(hào)的匹配濾波器時(shí)的輸出響應(yīng)。

必須指出，互相關(guān)函數(shù)與卷積非常相似，區(qū)別僅在于相關(guān)積分里的位移函數(shù)不需折疊，而卷積運(yùn)算時(shí)的位移函數(shù)必須折疊。

4．模糊函數(shù)

模糊函數(shù)是以衡量?jī)蓚€(gè)不同距離、不同徑向速度的目標(biāo)的分辨性能來(lái)定義的。它是分析分辨力、模糊度、測(cè)量精度、雜波抑制等問(wèn)題的有力工具。正型模糊函數(shù)的表達(dá)式為

這是一個(gè)時(shí)間-頻率復(fù)合相關(guān)函數(shù)。物理上，信號(hào)的模糊函數(shù)就是存在多普勒失配時(shí)，匹配濾波器的輸出波形。以τ～fD為平面坐標(biāo)，｜x（τ,fD）｜為縱坐標(biāo)繪制的三維圖形稱(chēng)信號(hào)的模糊圖，在低于模糊圖峰值的某一高度，做平行于τ～fD的平面切割模糊圖，將所得的截面投影到τ～fD平面上的圖形，稱(chēng)為模糊度圖或等高線圖。在模糊函數(shù)中，令fD=0，可得距離模糊函數(shù)x（τ,0）；令τ=0，可得速度模糊函數(shù)x（0,fD）。

5．互模糊函數(shù)

信號(hào)s1（t）與s2（t）的互模糊函數(shù)定義為

物理上，信號(hào)s1（t）和s2（t）的互模糊函數(shù)就是具有多普勒頻移的信號(hào)s1（t）輸入到s2（t）的匹配濾波器的輸出響應(yīng)。

4.1.2 信號(hào)的表達(dá)方式

信號(hào)可以用時(shí)域信號(hào)、頻域信號(hào)、復(fù)解析信號(hào)、復(fù)指數(shù)信號(hào)或復(fù)包絡(luò)信號(hào)等方式表達(dá)。

1．時(shí)域信號(hào)

雷達(dá)導(dǎo)引頭信號(hào)的通用時(shí)域表達(dá)式為

信號(hào)的振幅a（t）和相位φ（t）相對(duì)于cos 2πf0t都是緩慢變化的，這是窄帶信號(hào)的基本特征。由于s（t）是時(shí)間的實(shí)函數(shù)，故稱(chēng)其為實(shí)信號(hào)。

2．頻域信號(hào)

時(shí)域信號(hào)s（t）對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)S（f）由式（4-3）表示，即

實(shí)信號(hào)s（t）的頻譜具有對(duì)稱(chēng)性，即S?（f）=S（?f）。顯然，實(shí)信號(hào)具有雙邊頻譜，其振幅頻譜為偶函數(shù)｜S（f）｜=｜S（?f）｜，相位頻譜為奇函數(shù)Φ（f）=?Φ（?f）。

3．復(fù)解析信號(hào)

定義復(fù)解析信號(hào)sa（t）的實(shí)部等于實(shí)信號(hào)，即

其中

顯然

式中：s（t）與sh（t）為希爾伯特（Hilbert）變換對(duì)，記為

希爾伯特變換式為

復(fù)解析信號(hào)sa（t）是把實(shí)信號(hào)的負(fù)頻率譜略去，把正頻率譜加倍后的頻譜所對(duì)應(yīng)的信號(hào)。復(fù)解析信號(hào)只有單邊頻譜。應(yīng)該指出，復(fù)解析信號(hào)的復(fù)共軛的頻譜正好與sa（t）的頻譜相反，應(yīng)略去實(shí)信號(hào)的正頻率譜，而將負(fù)頻率譜加倍。

4．復(fù)指數(shù)信號(hào)

定義復(fù)指數(shù)信號(hào)se（t）的實(shí)部等于實(shí)信號(hào)，即

復(fù)指數(shù)信號(hào)可表示為

5．復(fù)包絡(luò)信號(hào)

由式（4-20）所表示的復(fù)指數(shù)信號(hào)可知，其復(fù)包絡(luò)函數(shù)為

稱(chēng)u（t）為復(fù)指數(shù)信號(hào)的復(fù)包絡(luò)，簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)包絡(luò)。

4.1.3 雷達(dá)信號(hào)的特點(diǎn)

雷達(dá)信號(hào)是窄帶信號(hào)，且具有高分辨特征。

1．窄帶信號(hào)

設(shè)主動(dòng)導(dǎo)引頭的發(fā)射信號(hào)為

則回波信號(hào)為

式中：τ為回波相對(duì)于發(fā)射信號(hào)的雙程延遲。

回波信號(hào)可展開(kāi)為[17]

式中：v0為距離變化率系數(shù)；γ0為距離加速度系數(shù)。

對(duì)于窄帶信號(hào)，距離變化率系數(shù)和距離加速度系數(shù)對(duì)信號(hào)包絡(luò)的影響很小，可以忽略不計(jì)，于是有

可見(jiàn)，窄帶回波信號(hào)只存在延遲和頻移效應(yīng)。窄帶信號(hào)作為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息的載體時(shí)，僅產(chǎn)生時(shí)延與頻移，其包絡(luò)的變化可忽略不計(jì)。

2．高分辨信號(hào)

信號(hào)的距離模糊函數(shù)由x（τ,0）表達(dá)。不考慮模糊圖旁瓣的影響時(shí)，通常以模糊圖主瓣的-3 dB或-6 dB電平對(duì)應(yīng)的寬度來(lái)定義時(shí)延分辨力。考慮旁瓣影響時(shí)，時(shí)延分辨力定義為主旁瓣及基底全部能量與主瓣頂點(diǎn)功率之比，即

δτ的倒數(shù)稱(chēng)為信號(hào)的頻譜持續(xù)寬度，或稱(chēng)有效帶寬，記為

相應(yīng)的距離分辨力為

式中：c為光速。

顯然，Bef越寬，δτ越窄，距離分辨力越高。

信號(hào)的速度模糊函數(shù)由｜x（0,fD）｜表達(dá)。類(lèi)似于時(shí)延分辨力，多普勒分辨力定義為

δf D的倒數(shù)稱(chēng)為信號(hào)的持續(xù)時(shí)寬，或稱(chēng)有效時(shí)寬，記為

相應(yīng)的速度分辨力為

顯然，Tef 越寬，δfD越窄，速度分辨力越高。

4.1.4 導(dǎo)引頭常用信號(hào)

不同體制導(dǎo)引頭的接收信號(hào)來(lái)自不同的輻射源，主動(dòng)導(dǎo)引頭的信號(hào)來(lái)自導(dǎo)引頭發(fā)射機(jī)，半主動(dòng)導(dǎo)引頭的信號(hào)來(lái)自制導(dǎo)站的照射器，被動(dòng)導(dǎo)引頭的信號(hào)來(lái)自目標(biāo)上的輻射裝置。盡管輻射源不同，但輻射信號(hào)都具有雷達(dá)信號(hào)的基本特點(diǎn)。雷達(dá)常用信號(hào)也在雷達(dá)導(dǎo)引頭中得到了應(yīng)用。

對(duì)于不同的環(huán)境，主動(dòng)導(dǎo)引頭應(yīng)選用相應(yīng)的匹配信號(hào)。匹配于特定環(huán)境的波形分三類(lèi)：

——模糊函數(shù)的體積的大部分集中在主瓣內(nèi)，模糊圖成刀刃型，也稱(chēng)魚(yú)脊型，這是第1類(lèi)模糊圖，這類(lèi)信號(hào)的自身雜波最小，但鄰近目標(biāo)分辨力差；

——模糊函數(shù)的大部分體積移出主瓣，展開(kāi)成低電平基底和尖峰狀旁瓣，模糊圖成釘板型，這是第2類(lèi)模糊圖，這類(lèi)信號(hào)的目標(biāo)分辨力高，但自身雜波大；

——模糊函數(shù)在狹窄的中心尖峰周?chē)幸粋€(gè)較大的低電平基底區(qū)域，模糊圖成為圖釘型，這是第3類(lèi)模糊圖，這類(lèi)信號(hào)既具有較高的分辨力，又改善了自身雜波中的可見(jiàn)度。

雷達(dá)導(dǎo)引頭的常用信號(hào)可分為三大類(lèi)：相參脈沖信號(hào)、非相參脈沖信號(hào)和連續(xù)波信號(hào)，它們可產(chǎn)生不同類(lèi)型的模糊圖。

1．相參脈沖信號(hào)

主動(dòng)導(dǎo)引頭的常用相參脈沖信號(hào)：固定載頻脈沖、線性調(diào)頻寬脈沖、相位編碼脈沖和相干脈沖序列。

1）固定載頻脈沖

（1）單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖分析

單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖的歸一化復(fù)數(shù)表達(dá)式為

式中：TP為脈沖寬度；f0為固定載頻；rect（t/TP）為矩形函數(shù)，其定義為

單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖的歸一化復(fù)包絡(luò)為

復(fù)包絡(luò)的幅度譜為

單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖的模糊函數(shù)為

距離模糊函數(shù)和速度模糊函數(shù)分別為

圖4-1為單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖信號(hào)的模糊圖。

單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖信號(hào)的模糊圖的特點(diǎn)：

——具有刀刃形模糊圖；

——模糊圖在τ方向占有2TP寬度；

——模糊圖在fD方向占有無(wú)窮大區(qū)域；

——甚短脈沖的模糊圖的刀刃在fD軸上；

——甚長(zhǎng)脈沖的模糊圖的刀刃在τ軸上。

顯然，單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻甚短脈沖具有高距離分辨力，而單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻甚長(zhǎng)脈沖具有高速度分辨力。但是，單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖不能同時(shí)獲得高距離分辨力和高速度分辨力。

（2）固定載頻相參脈沖串信號(hào)[18]

在準(zhǔn)連續(xù)波主動(dòng)導(dǎo)引頭中，采用無(wú)限長(zhǎng)高重復(fù)頻率（HPRF）固定載頻相參脈沖串信號(hào)，其時(shí)域表達(dá)式為

式中：為重復(fù)算子，重復(fù)周期為Tr;A為幅值；rect（t/TP）為矩形函數(shù)，TP為脈沖寬度；f0為載頻。相應(yīng)的頻域表達(dá)式為

式中：（f）為梳狀函數(shù)，fr為梳齒間隔；sin c（x）為函數(shù)（sinx /）x;δ為沖擊函數(shù)；“*”為卷積符。

無(wú)限長(zhǎng)相參脈沖串信號(hào)的頻譜是梳齒狀的，梳齒的間隔為fr=1/Tr。頻率f =±f0處一定有譜線。中心譜線位置的確定性，是實(shí)現(xiàn)相參處理的基本保證。

雷達(dá)導(dǎo)引頭的回波信號(hào)是有限長(zhǎng)度的相參脈沖串信號(hào)。脈沖數(shù)為N 的相參脈沖串信號(hào)的模糊函數(shù)為

其中，｜χ1（τ? ）pTr,fd｜為單個(gè)脈沖復(fù)合自相關(guān)函數(shù)的模值，且有

距離模糊函數(shù)和速度模糊函數(shù)分別為

相參脈沖串信號(hào)具有圖4-2所示的釘板型模糊圖，其波形參數(shù)（載頻、脈沖寬度、重復(fù)頻率）必須合理選取[3]。

比較圖4-1與圖4-2可知，相參脈沖串信號(hào)模糊圖的主峰更加尖銳，改善了距離與速度的互耦影響。但是相參脈沖串信號(hào)存在距離和速度模糊，即存在多值性。

2）線性調(diào)頻寬脈沖

（1）單個(gè)矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖分析

單個(gè)矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖的復(fù)數(shù)表達(dá)式為

調(diào)頻斜率kf的計(jì)算式為

式中：Bf為頻率變化范圍；TP為脈沖寬度。

信號(hào)的瞬時(shí)頻率為

單個(gè)矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖的歸一化復(fù)包絡(luò)為

復(fù)包絡(luò)的幅度譜為

幅度譜與菲涅耳（Fresnel）積分有關(guān)，即

積分限為

由菲涅耳積分性質(zhì)可知，當(dāng)TPBf?1時(shí)，95%以上的信號(hào)能量集中在[?Bf/2, +Bf/2]的頻率范圍內(nèi)。TPBf值越大，幅度譜越接近矩形。

單個(gè)矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖的模糊函數(shù)為

距離模糊函數(shù)和速度模糊函數(shù)分別為

圖4-3為單個(gè)矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的模糊圖。

單個(gè)矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的模糊圖的特點(diǎn)：

——矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖具有刀刃形模糊圖；

——距離模糊函數(shù)x（τ,0）近似于（sinx）/x形狀；

——速度模糊函數(shù)x（0,fD）符合（sinx）/x形狀；

——矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖信號(hào)模糊圖的主瓣刀刃位于直線fD+kfτ=0上，距離與多普勒之間存在耦合。

顯然，單個(gè)矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖可以同時(shí)提高脈沖幅值和距離分辨力，而且具有多普勒不變性。在存在多普勒頻移情況下，可以通過(guò)加寬匹配濾波器通帶的方法避免匹配濾波器輸出的下降。但是，這種信號(hào)模糊圖的副瓣較高，而且不能同時(shí)給出精確的測(cè)距和測(cè)速數(shù)據(jù)，即存在距離-多普勒耦合。

（2）矩形包絡(luò)線性調(diào)頻脈沖串信號(hào)

將線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的復(fù)包絡(luò)周期性地重復(fù)，并用它去調(diào)制一個(gè)穩(wěn)定的射頻振蕩，可以產(chǎn)生線性調(diào)頻相參脈沖串信號(hào)，得到釘板型模糊圖。

線性調(diào)頻脈沖串信號(hào)同樣存在距離與速度模糊，這是相參脈沖串信號(hào)的共性問(wèn)題。此外，線性調(diào)頻信號(hào)匹配濾波響應(yīng)的副瓣電平較高，利用窗函數(shù)加權(quán)可降低副瓣，但將導(dǎo)致信噪比損失。依據(jù)逗留相位原理，可以將加權(quán)窗函數(shù)轉(zhuǎn)移到頻率調(diào)制函數(shù)上，形成非線性調(diào)頻信號(hào)，調(diào)頻曲線接近于線性律和正弦律的疊加，呈傾斜的S形[12]。

3）相位編碼脈沖

由脈間存在相位跳變的多個(gè)子脈沖連成的寬脈沖稱(chēng)相位編碼脈沖。模糊函數(shù)的特性與脈沖數(shù)和相位跳變量有關(guān)。若把2π分成若干相等部分，使脈間相位跳變量為特定的M等分值，這種編碼稱(chēng)為M進(jìn)制相位編碼。二進(jìn)制相位編碼脈沖的復(fù)包絡(luò)為

式中：TP為子脈沖寬度；nTP為編碼脈沖寬度；qn為相位碼（+1或?1）。

復(fù)包絡(luò)的頻譜為

巴克碼[19]、M序列碼[20]和L序列碼[21]是常見(jiàn)的三種二進(jìn)制隨機(jī)序列碼。由于巴克碼的自關(guān)函數(shù)優(yōu)于M序列碼和L序列碼，工程中應(yīng)用較多。N個(gè)二進(jìn)制相位編碼脈沖所形成的巴克碼，其自相關(guān)函數(shù)具有單位振幅峰值，而且具有高度為1/N的均勻旁瓣。已確定的巴克碼的碼元數(shù)為N=3,4,5,7,11,13。13位巴克碼的碼元為

圖4-4為13位巴克碼的復(fù)包絡(luò)示意圖和自相關(guān)函數(shù)。圖4-5為13位巴克碼信號(hào)的模糊圖。

有關(guān)巴克碼信號(hào)的幾點(diǎn)討論：

——巴克碼是二相碼中相關(guān)性能較好的一種碼，可獲得的壓縮比等于碼長(zhǎng)；

——巴克碼信號(hào)的局限性是最大碼長(zhǎng)僅為13[22]，采用組合巴克碼可以等效增加碼長(zhǎng)，例如，在長(zhǎng)度為N 的巴克碼的每個(gè)碼元內(nèi)編入長(zhǎng)度為M 的巴克碼，從而得到長(zhǎng)度為MN的組合巴克碼；

——巴克碼信號(hào)具有良好的自相關(guān)函數(shù)，但并不意味著具有良好的模糊函數(shù)，巴克碼的模糊圖偏離τ軸時(shí)，旁瓣電平顯著增大，當(dāng)系統(tǒng)的多普勒漂移較大時(shí)，采用巴克碼信號(hào)是不合適的。

應(yīng)該指出，隨機(jī)相位編碼信號(hào)具有圖釘型模糊函數(shù)，是一種比較理想的雷達(dá)信號(hào)。在主動(dòng)導(dǎo)引頭中，這種信號(hào)得到了應(yīng)用。為了獲得良好的自相關(guān)函數(shù)，出現(xiàn)了一些多相隨機(jī)序列，或稱(chēng)多相碼，如法蘭克多相碼[23],[24]、泰勒四相碼[25]等。類(lèi)似于隨機(jī)相位編碼信號(hào)，隨機(jī)頻率編碼信號(hào)也具有圖釘型模糊函數(shù)。這種信號(hào)是將發(fā)射的長(zhǎng)脈沖劃分為若干個(gè)子脈沖，子脈沖的頻率是隨機(jī)跳變的。在接收機(jī)中，隨機(jī)頻率編碼脈沖的回波信號(hào)經(jīng)相關(guān)處理獲得脈壓輸出。

4）相干脈沖序列

相干脈沖序列有均勻相干脈沖序列和脈間頻移編碼序列等形式，可產(chǎn)生釘板型或圖釘型模糊圖。

（1）均勻相參脈沖序列

如前所述，固定載頻相參脈沖序列、線性調(diào)頻脈沖序列等都屬于均勻相參脈沖序列。

（2）步進(jìn)跳頻脈沖

步進(jìn)跳頻脈沖（SFP）序列是一種脈間頻移編碼序列，它由N個(gè)子脈沖組成，每個(gè)脈沖的載頻均勻步進(jìn)，其波形與載頻示意圖如圖4-6所示（脈沖內(nèi)部的波形細(xì)節(jié)未畫(huà)出），第n個(gè)子脈沖的載頻為f0+nfΔ，其中fΔ為步進(jìn)頻率，n為0,1,2,3, …, （N?1）。

步進(jìn)跳頻脈沖序列的復(fù)包絡(luò)為

式中：N 為序列的脈沖個(gè)數(shù)；Tr為脈沖重復(fù)周期；fΔ為頻率步進(jìn)量；uc（t）為矩形脈沖，其表達(dá)式為

式中：TP為脈沖寬度。

步進(jìn)跳頻脈沖序列的模糊函數(shù)為

其中，χc（τ,f）D 為uc（t）的模糊函數(shù)，其表達(dá)式為

可見(jiàn)，χ（τ,fD）是由χc（τ,fD）經(jīng)周期性時(shí)延、頻移后加權(quán)合成的，其時(shí)延周期為Tr。通常Tr?2TP，且當(dāng)｜τ｜≥TP時(shí)，χc（τ,fD）=0，故步進(jìn)跳頻脈沖序列的模糊函數(shù)在時(shí)頻平面上呈條帶狀分布，這些條帶平行于頻率軸，相鄰模糊帶不會(huì)重疊[26]。對(duì)N個(gè)步進(jìn)跳頻脈沖序列做相參合成處理，合成脈沖寬度為T/N，分辨率比單個(gè)脈沖提高了N倍。

除了步進(jìn)跳頻脈沖序列外，還有線性調(diào)頻步進(jìn)脈沖序列等多種其他相干脈沖序列。

（3）隨機(jī)跳頻脈沖

隨機(jī)跳頻脈沖（HFP）序列是另一種脈間頻移編碼序列，它是一組載頻增量隨機(jī)跳變的脈沖，其復(fù)包絡(luò)為

式中：bnfΔ表示第n個(gè)脈沖的載頻增量；其余波形參數(shù)的含義與SFP信號(hào)相同。

令B=（b0,b1,b2, …,bN?1），稱(chēng)其為跳頻編碼序列。若bn=n，且n=0,1,2, …,N?1，

即載頻按固定步長(zhǎng)跳變，則為常規(guī)步進(jìn)跳頻脈沖序列。

可以證明[27], HEP序列的模糊函數(shù)的中心模糊區(qū)的表達(dá)式為

HFP序列的距離模糊函數(shù)和速度模糊函數(shù)分別為

HFP序列具有圖釘型模糊圖，提高了距離-多普勒二維聯(lián)合分辨力。

2．非相參脈沖信號(hào)

1）矩形包絡(luò)固定載頻非相參脈沖

非相參脈沖信號(hào)，它是矩形射頻脈沖在時(shí)域上按一定周期重復(fù)得到的，每個(gè)脈沖的初相可以相同，也可以不同。非相參脈沖信號(hào)的表達(dá)式為

信號(hào)的頻譜為

僅當(dāng)Tr=n/f0（n為正整數(shù)）時(shí)，±f0處才有譜線。當(dāng)Tr≠n/f0時(shí)，±f0處不存在譜線。顯然，非相參脈沖信號(hào)不能用做多普勒測(cè)速系統(tǒng)的信息載體。

2）間斷連續(xù)波信號(hào)

在間斷照射半主動(dòng)尋的系統(tǒng)中，信號(hào)形式為間斷連續(xù)波。間斷連續(xù)波信號(hào)是一種特殊形式的矩形包絡(luò)固定載頻非相參脈沖信號(hào)。

間斷照射半主動(dòng)尋的系統(tǒng)照射器對(duì)某一目標(biāo)的間斷照射信號(hào)如圖4-7所示。圖中，TI為照射期持續(xù)寬度，Tr為對(duì)某一目標(biāo)的間斷照射周期。

間斷連續(xù)波信號(hào)的基本特征是Tr?TI。由于重復(fù)頻率fr=1/Tr較低，間斷連續(xù)波信號(hào)的譜線十分密集。即使采用相參脈沖信號(hào)，也不可能提取中心譜線并對(duì)其實(shí)施跟蹤。

間斷照射半主動(dòng)尋的系統(tǒng)通常采用非相參脈沖串信號(hào)，當(dāng)脈寬較長(zhǎng)，且周期遠(yuǎn)大于脈寬時(shí)，頻譜主瓣寬度（2/TI）很窄，圖4-8是間斷照射信號(hào)頻譜示意圖。速度跟蹤系統(tǒng)可利用譜包絡(luò)的重心進(jìn)行測(cè)速與跟蹤。

選擇間斷連續(xù)波信號(hào)的時(shí)域參數(shù)時(shí)，應(yīng)確保對(duì)多目標(biāo)的有效照射。對(duì)n個(gè)目標(biāo)的時(shí)分跟蹤與照射，可以采用等間隔均衡設(shè)計(jì)，也可以采用不等間隔的非均衡設(shè)計(jì)。等間隔均衡間斷連續(xù)波的時(shí)域波形如圖4-9所示。

圖中，TI為照射持續(xù)期，制導(dǎo)站向目標(biāo)發(fā)射時(shí)寬為TI的連續(xù)波信號(hào)。均衡設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)各目標(biāo)的照射持續(xù)期相同。照射持續(xù)期后，便是跟蹤持續(xù)期TT，在此期間制導(dǎo)站跟蹤目標(biāo)。在跟蹤持續(xù)期內(nèi)，制導(dǎo)站發(fā)射脈沖串信號(hào)。若TT=TI，則對(duì)一個(gè)目標(biāo)的照射周期為

式中：n為照射目標(biāo)數(shù)。

對(duì)導(dǎo)引頭信息處理系統(tǒng)而言，要求間斷連續(xù)波的譜寬遠(yuǎn)小于速度門(mén)寬度，即

通常可表達(dá)為

式中：τ為階躍信號(hào)通過(guò)速度門(mén)的暫態(tài)建立時(shí)間。

必須指出，盡管間斷連續(xù)波信號(hào)不屬于相參脈沖信號(hào)，但在每個(gè)脈沖持續(xù)期內(nèi)，半主動(dòng)導(dǎo)引頭仍可以借助直波實(shí)現(xiàn)相參處理。

3．連續(xù)波信號(hào)

在防空導(dǎo)彈半主動(dòng)導(dǎo)引頭中，通常采用連續(xù)波信號(hào)[4]。

1）無(wú)限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)

無(wú)限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)的表達(dá)式為

信號(hào)的頻譜為

式中：A為振幅；f0為載頻；δ為單位脈沖函數(shù)。

采用復(fù)解析表示時(shí)，頻譜可寫(xiě)為

可見(jiàn)，無(wú)限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)為單譜線信號(hào)。

2）有限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)

工程中，無(wú)限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)是不存在的。考慮到信號(hào)處理系統(tǒng)的有限處理時(shí)間后，實(shí)際信號(hào)的時(shí)域長(zhǎng)度總是有限的。有限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)是固定載頻矩形脈沖的特例。式（4-32）歸一化復(fù)數(shù)表達(dá)式表示的單個(gè)矩形包絡(luò)固定載頻脈沖可寫(xiě)成實(shí)信號(hào)形式，即

式中：A為信號(hào)幅度；TP為信號(hào)的持續(xù)期；rect（t/TP）為矩形函數(shù)。

有限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)的頻譜為

sinc函數(shù)定義為

圖4-10為有限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)的波形與頻譜示意圖。當(dāng)信號(hào)的持續(xù)期較長(zhǎng)時(shí)，頻譜主瓣寬度很小，可近似為單譜線信號(hào)。

3）具有附加調(diào)制的連續(xù)波信號(hào)

在半主動(dòng)尋的制導(dǎo)系統(tǒng)中，實(shí)際使用的連續(xù)波信號(hào)往往帶有附加調(diào)制。

（1）正弦調(diào)頻信號(hào)

設(shè)連續(xù)波信號(hào)頻率為f0，正弦調(diào)制信號(hào)頻率為fB，則正弦調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)的瞬時(shí)頻率為

信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為

式中：mFM為調(diào)頻指數(shù)，mFM=ΔfB/fB; ΔfB為最大頻偏。當(dāng)mFM?1時(shí)，為弱調(diào)制狀態(tài)，則有

圖4-11為小調(diào)制指數(shù)正弦調(diào)頻信號(hào)的頻譜圖。

考慮到信號(hào)的有限長(zhǎng)度后，實(shí)際譜線將被展寬。

具有附加調(diào)制的連續(xù)波信號(hào)可用于制導(dǎo)站頻率識(shí)別，防止導(dǎo)引頭錯(cuò)誤調(diào)諧。識(shí)別功能通常由導(dǎo)引頭直波接收機(jī)完成。

（2）正弦調(diào)幅波調(diào)頻信號(hào)

設(shè)調(diào)幅信號(hào)頻率為fC，該信號(hào)對(duì)頻率為fB的正弦信號(hào)調(diào)幅，用所得的調(diào)幅信號(hào)對(duì)頻率為f0的信號(hào)調(diào)頻，得到的瞬時(shí)頻率為

當(dāng)fB?fC時(shí)有

式中：mAM為調(diào)幅指數(shù)。當(dāng)mAM?1,mFM?1時(shí)，則有

正弦調(diào)幅波調(diào)頻信號(hào)的頻譜如圖4-12所示，共有七根譜線，f0±fB為調(diào)頻譜線，且各自伴有間隔為fC的調(diào)幅譜線。

正弦調(diào)幅波調(diào)頻信號(hào)具有測(cè)距功能。

（3）雙重調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)

雙重調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)中，同時(shí)存在兩種調(diào)制關(guān)系：一是頻率為fC的調(diào)制信號(hào)對(duì)載頻為f0的信號(hào)調(diào)頻；二是頻率為fC的調(diào)制信號(hào)對(duì)頻率為fB的信號(hào)調(diào)幅后，再用調(diào)幅信號(hào)對(duì)載頻為f0的信號(hào)調(diào)頻。雙重調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)的瞬時(shí)頻率為

式中：ΔfC為fC對(duì)f0調(diào)頻的峰值頻偏。當(dāng)fB?fC時(shí)，則有

式中：mFMC與mFMB分別為fC和fB的調(diào)頻指數(shù)。當(dāng)mFMC?1,mFMB?1,mAM?1時(shí)，則有

雙重調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)的頻譜如圖4-13所示，共有九根譜線，f0±fC與f0±fB為四根調(diào)頻譜線，f0±fB各自伴有間隔為fC的調(diào)幅譜線。

雙重調(diào)頻信號(hào)使雷達(dá)導(dǎo)引頭不僅具有信號(hào)識(shí)別功能，還兼?zhèn)錅y(cè)距能力。

有限長(zhǎng)連續(xù)波信號(hào)是固定載頻矩形脈沖信號(hào)的一種特殊形式，故其模糊函數(shù)與式（4-36）相同。具有附加調(diào)制的連續(xù)波信號(hào)，其模糊圖將出現(xiàn)分裂的主峰。

理論上，式（4-22）和式（4-23）包含了雷達(dá)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的全部?jī)?nèi)涵：發(fā)射信號(hào)僅僅作為載體信號(hào)，不攜帶任何目標(biāo)信息；回波信號(hào)攜帶了目標(biāo)的位置、運(yùn)動(dòng)和其他特征信息。然而，有些技術(shù)文獻(xiàn)中往往把信號(hào)、雜波、干擾和噪聲的混為一談，比如把接收信號(hào)作為回波信號(hào)、雜波信號(hào)和干擾信號(hào)的總稱(chēng)，又如把處理信號(hào)作為接收信號(hào)和內(nèi)部噪聲的總稱(chēng)等，這些都是不合適的。