赵晶晶 霍 凯 刘永祥 杨小琪



基于循环前缀的相位编码OFDM雷达多普勒频移估计和补偿

赵晶晶 霍 凯 刘永祥*杨小琪

(国防科学技术大学电子科学与工程学院 长沙 410073)

相位编码正交频分复用(PC-OFDM)雷达是近年来新体制雷达研究热点之一。该雷达信号对正交多载频进行相位调制，同时具有距离、多普勒高分辨。然而，PC-OFDM雷达对多普勒频偏较为敏感，该文研究了PC-OFDM雷达基于循环前缀(CP)对多普勒频偏进行估计，并基于估计值对频偏进行补偿，再进行脉冲压缩。仿真实验证明，该文方法能有效改善多普勒频偏所带来的1维距离像结构破坏和旁瓣抬升。

相位编码OFDM雷达；多载频；多普勒频偏估计；循环前缀

1 引言

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术于1998年由Jankiraman等人[1]由通信领域引入雷达应用中，并设计了名为“PANDORA”的雷达系统。随后，文献[2,3]分析了OFDM雷达信号特性，特别对相位编码OFDM (Phase-Coded OFDM, PC-OFDM)雷达信号的研究尤为深入。Fink等人[4]比较了PC-OFDM信号和线性调频脉冲串(Chirp Sequence, CS)的参数及性能，PC-OFDM信号在OFDM体制天然的频率分集基础上添加了编码分集，具有波形设计灵活，抗干扰能力强，以及实现雷达通信一体化的潜力。PC-OFDM雷达信号具有图钉型模糊函数，通过选择合适的波形参数，该信号可同时具备距离和多普勒高分辨，且两者之间不存在耦合，这是传统的线性调频(Linear Frequency Modulation, LFM)信号和步进频(Stepped Frequency, SF)信号所不具备的。PC-OFDM信号是一种多功能一体化信号，通过信号处理，可实现窄带测速、宽带高分辨成像等功能。然而，该信号对多普勒频移极为敏感的特点也成为了其应用中的一大缺点，脉冲压缩中细微的多普勒失配就会导致滤波器性能的大幅下降[5],6][6]。……