UOSDR系统工作体制与波形参数确定方法

UOSDR雷达系统是在原有OSMAR系统上发展的近岸高分辨率雷达系统，所以采用和OSMAR近似的工作体制。设计中，比较了线性调频连续波（FMCW）和线性调频中断连续波（FMICW）两种方案。FMICW和FMCW相比，收发可以共站，在系统的管理上有一定的优势。但是对于FMICW，因为我们的扫频周期太短，在此周期内产生很多的中断脉冲会增加硬件上的困难。综上所述，为了简化硬件设计和波形参数设计，我们采用FMCW体制。因为FMCW体制收发不能共站，所以需采用双基地雷达系统。由于UOSDR工作波长为1m左右，一般接收站设计距离发射站大于10倍以上的波长时，发射时的电波影响就可以忽略不计。实测中，为了保证收发之间的完全隔离，需在收发站之间设立隔离金属网或其他屏蔽物。

根据上面的分析，UOSDR系统的工作体制采用FMCW方式。根据式（2－59），对于发射波形带宽为B的雷达系统，可以达到的距离分辨率为：

为了保证足够的距离分辨率，我们设定目标探测的距离分辨率为10m、15m和30m，所以我们的扫频带宽分别为15MHz、10MHz和5MHz。在具体的雷达设计中，根据选用的频率合成器件特性及发射机的实际情况，发射信号的频率为300～330MHz。此时，对应的Bragg散射频率为。根据采样定理不产生Doppler混迭的条件，扫频频率

在此，扫频频率fs对应扫频周期为：

结合UOSDR系统探测移动目标的最大径向速度为10m/s，则扫频频率为：(www.xing528.com)

对应的扫频周期为：

经过上面的分析，UOSDR雷达的扫频周期取Ts=0．02s，单个距离元对应频率为50Hz。同时满足采样率和避免距离混迭的要求，此时的Doppler分析带宽为：

取最大探测距离为1．5km，则回波最大延时为10μs。当距离分辨率为15m（ΔR=15m）时，即取100个距离元。此时，最大探测距离对应的频率差为100×50=5kHz。根据采样定理，系统采样率应大于此频率的2倍，即Fs＞2×5kHz=10kHz。实际中，我们选取的采样率为40MHz。当实测中每场采集数据为256帧时，对应UOSDR系统的总采样时间为256×0．02=5．12s。

此时对应多普勒频率分辨率为。因为雷达的工作波长为1m，此时对应的流速分辨率为