【重大成果】雷达脉冲编码理论和方法

微波、计算机、大规模集成电路等学科的进步推动雷达技术得到持续而快速的发展，已经被广泛应用于军事、测绘、导航、灾害监测等各个领域，产生了良好的经济和社会效益。随着应用的深入，雷达任务的多元化、环境复杂化和目标多样化等对雷达从极化、带宽、频段、探测距离、覆盖范围、目标识别、多功能等多个性能方面提出了更高的要求。雷达现有的工作体制，如脉冲或连续波体制，都有与其相适应的使用条件，以及限制其性能的不利条件。

图1 多脉冲与单脉冲SAR图像对比

对此，中国科学院电子学研究所王岩飞研究员团队提出了改变雷达工作体制、对发射脉冲编码进行目标探测的想法。利用脉冲的组合及其时间、频率、相位参量的调制，兼顾脉冲与连续波雷达优点、突破了原有的限制，实现雷达性能的整体提升。

图2 不同分辨率SAR图像对比

该研究成果已发表在《雷达学报》2019年第1期“雷达脉冲编码探测的理论方法及应用”（王岩飞，李和平，韩松）。

该文首先概述了雷达探测目标的基本原理；提出了脉冲编码探测的基本概念；在此基础上，建立了雷达多脉冲编码组合探测模型，明确了脉冲编码用于提高雷达性能的基本准则；结合实际合成孔径雷达（SAR）系统，从改善雷达信噪比、分辨率、成像幅宽等性能方面，提出了相应的脉冲编码方法，并开展了一系列实验研究。

图3 宽幅图像与卫星光学图像的镶嵌

研究及实验表明，通过采用分频带脉冲编码方法，可使雷达信号采样率突破奈奎斯特采样定理限制，降低系统的实现难度，实验系统中实现了4.8GHz采样率对5GHz带宽信号的采样及无失真恢复，成像分辨率达到0.03 0.03米；通过采用增加占空比的时域脉冲编码方法，实现了信噪比改善超过20dB的大幅度提高；通过针对合成孔径雷达的成像特性进行二维编码，去除了信号模糊问题，实现了成像幅宽超过90千米等先进性能指标。理论及实验结果验证了脉冲编码方法在提高雷达核心性能方面的显著优势，为高性能雷达系统的实现建立了新的技术途径。

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