摘 要： 相位跳变是影响线性调频雷达测量的因素之一，在一定程度上对于雷达的性能发挥、功能实现有着重要影响，文章量化分析了具体影响。通过仿真，验证了分析结果，提出了具体解决措施。
关键词：线性调频；相位跳变；误差
1.引言
线性调频连续波雷达具有高分辨率、精度高、抗干扰能力强等优势，已被多个领域使用。因相位跳变导致雷达测量失效的现象时有发生，文章系统阐述了具体影响，针对影响分析，开展了仿真验证。
2.相位跳变对中频信号估计精度的影响
不失一般性，不妨讨论两个连续扫频周期内进行中频采样的情况。由于两个连续的扫频周期内的采样时钟的不稳定、混频器的不理想特性、信号传输过程中产生的随机相位等原因，使得在连续的两个扫频周期内的中频信号，在第一个周期末与第二个周期起始位置处出现相位的跳变。尽管中频信号在这两个周期内的频率一致，但相位跳变会引起其频谱发生畸变。对于近距激光雷达通常比要大4个（或4个以上）数量级[1]，近似认为线性调频连续波雷达发射信号与回波信号混频后得到的中频信号为(1)式[2]，中频信号的支撑域为。
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（1）
下面分析具有相位跳变的单频正弦信号的频谱。设该中频信号在第一扫频周期及第二扫频周期内具有如下形式：
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(2)
(3)
其中阶跃信号。因此，待分析的信号为
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(4)
信号的傅立叶变换为
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(5)
其中，分别为信号与的傅立叶变换式，即
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作者简介：张晓永（1984—），男，黑龙江哈尔滨市人，驻哈尔滨地区第二军代室工程师，硕士，主要从事质量监督研究。
张 林（1977—），男，黑龙江哈尔滨市人，驻哈尔滨地区第二军代室工程师，硕士，主要从事质量监督研究。
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(10)
从(10)式中可以看出，的最大值位置取决于与。当时，，若两个扫频周期的中频信号的初始相位恰好相差，即二者反相，则，并不是频域之中的峰值点。令，对式中的求一阶偏导数得
(12)
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3.仿真分析
由(12)式可知，的偏导数在处的符号亦取决于，当时，其偏导数为正，此时对于(9)式，在处并不是最大值，最大值的频域横坐标，因此，对单频正弦波信号的频率估计偏大；当，其偏导数在处的符号为负，则此时对于(9)式，在处亦不是最大值，最大值的频域横坐标，对单频正弦波信号的频率估计偏小，如图1所示为仿真验证实验。
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(a) (b) (c)
图1相位跳变对频率估计影响仿真图()
4.结论
通过仿真可以看到，相位跳变量为时，在处为一极小值，这与(10)式分析结论是一致的。虽然增加采样时间可以提高频率分辨率，但这是以牺牲测量精度为代价。另外，从图1(b)还可看出，若图中的两个峰值均超出探测门限，则激光雷达会误判为两个目标。基于以上原因，中频采样时间应严格控制在一个扫频周期内。
参考文献
[1]周刚毅,叶中付.线性调频信号的调频斜率估计方法[J].中国科学技术大学学报,2003,33(1):34-38.
[2]Barry L. Stann, Ahmed Abou-Auf et.al. Research progress on a focal plane array ladar system using chirped amplitude modulation[J], Proceedings of SPIE Vol. 5086 (2003)：47-57.
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