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距离-速度耦合问题：
LFMCW雷达采用的是超大时带积的线性调频信号，根据雷达信号模糊函数理论，它必然存在距离与速度的耦合问题，这不仅导致系统
的实际分辨能力下降，而且会引起运动目标测距误差
3.1.2太赫兹频段LFMCW雷达系统
根据目前国内的元器件水平和技术条件，在能够满足太赫兹波探测系统技术指标的前提下，本系统工作频率为220GHz,采用宽带线性调频探测体制方案，依靠天线测量目标的散射特性获取目标信息和距离信息。
线性调频连续波雷达具有低截获特性，在距离速度模糊方面与普通的脉冲雷达相比具有较大优势。
对于调频体制，利用在时间上改变发射信号的频率并与接收信号频率进行混频处理不仅能测定目标距离，而且能够精确测量目标径向速度，所以线性调频探测系统实现了太赫兹频段雷达的主动探测功能。
现代的连续波雷达普遍采用零拍接收机，也可称为零中频超外差接收机，本地振荡器就用发射机泄漏过来的信号代替，与回波信号直接混频，产生窄带差拍信号，经特性滤波和放大后，由A/D采样进行数字化处理。
因此，LFMCW雷达
结构较为简单，易于实现。
基本框图如图19所示:
图1调频连续波雷达基本组成框图
频率合成器在基准信号源作用下产生线性调频信号，并通过正交解调和倍频,生成所需频段的线性调频信号，一路经过多级放大后由发射天线发射出去，另一路耦合到混频器作为本振信号，高频电磁波遇目标后反射回接收天线，经放大后
到混频器，得到差拍信号，经低通特性滤波和放大送数字信号处理器，完成对差拍信号的FFT、检测，对目标数据进行计算后送显控终端显示。
连续波雷达结构较为简单，但由于受泄漏影响较大，在天线隔离度一定的情况下，对收发的要求非常严格，主要考虑提高发射信号的频谱纯度和降低接收机的噪声；
数字信号处理为常规的频谱检测，但如果考虑到动目标的检测问题，必须选择适当的信号形式或处理方法，相应的在硬件方面将提出更高的要求。
3.2回波信号的模拟
321目标模型
雷达方程是描述影响雷达性能诸多因素的重要方式。
若设雷达发射功率为Pt，
雷达发射天线的增益为Gt，接收天线增益为Gr，目标雷达散射截面积（RCS）为二，一种给出雷达接收到的回波功率的雷达方程形式为:
（3.1）
RGrGtr2Fr2Ft2匚
（4二）3R4L
其中L为自由空间中存在的各种传播增益和损耗因子，常见的如吸收、绕射、
阻挡、折射和多径等；
Ft为从发射天线到目标的方向图传播因子；
Fr为从目标到
接收天线的方向图传播因子。
由式（3.1）可以看出，接收的回波功率Pr与目标距离
R的四次方成反比。
已知式（3.1），将其改写成时间的函数，则接收回波的瞬时功率为：
Pr（t）刊-（t）]
GGr2Fr2Ft2二
（4二）3R4L
（3.2）
当发射和接收天线相同时，可以认为GtGr=G2，FtFr=F2。
将G和F代入
式（3.2）得到:
令:
K，
PG2、2,4匚
GF2
（3.3）
（3.4）
其中K称为散射体的距离电压系数；
=.三exp（j）称为目标的复反射系数,
用以描述目标反射特性的振幅和相位。
为了表示方便，我们在目标雷达回波信号
（3.5）
（3.6）
仿真中忽略天线受方向图调制而令G=GF2，则距离电压系数可化简为:
K=」（4巧3R4L
目标的距离电压系数受目标雷达散射截面积、天线增益、距离及传播衰减因子的影响，目标的多普勒频率同目标与雷达的位臵和相对速度有关，目标的延迟时间与距离有关
将距离电压系数K代入式（3.3），可得：
R（t）=Rt「tK2
22
假设发射信号为S（t）,P（t）=St（tj和Pr（t）=|Sr（t|,那么点目标的回波信号为:
（3.7）
综上，回波相对于发射波有一定的延时，延时与目标与雷达的初始距离以及相对速度有关；
回波强度由距离电压系数决定，即与目标雷达散射截面积、天线增益、传播衰减因子以及波长有关。
3.2.2杂波模型
在雷达回波环境中，主要的散射体有目标和杂波（杂波可统称为被动散射体）
两类。
杂波是指当雷达探测位于陆地或海面时，雷达接收的除感兴趣的目标以外的其它物体的雷达散射回波，它会干扰雷达的正常工作，对雷达的检测性能有重要影响，所以杂波成为雷达回波中不可忽视的一部分。
雷达回波信号仿真的研究是基于实际应用的，真实地模拟回波信号是研究中首当其冲的问题。
杂波仿真是雷达回波的组成部分，也成为雷达仿真中不可缺少的重要一环。
不管用什么模型来描述地面状态，事实上信号是从不在同一平面上的各部分反射回来的。
当雷达照射某一块地面时，这块地面的总回波等于从各散射中心所接收到各回波矢量的叠加。
不同的散射体由于速度矢量和散射体方向之间的夹角不同，使得每一个散射体具有不同的多普勒频率。
我们假定位臵是随机的，每个杂波单元的幅度和相位都是随机的，则地杂波信号的产生是一个随机过程。
杂波的产生机理复杂，受诸多因素影响，包括雷达本身的工作状态（如入射角、发射频
率、极化、分辨率等）以及背景情况（如地面植被情况、地面粗糙度、风速、风向等）。
完整的描述一个随机过程是很困难的，在实际情况中，一般突出一部分重点特征，如杂波的后向散射系数、幅度分布和相关特性或功率谱特性。
这里考虑杂波的幅度分布模型。
对于低分辨率雷达，散射单元由大量统计独立的小散射体组成，而且没有一个散射体占主导地位时，其合成杂波的统计特性与热噪声一致，包络可用Rayleigh分布来描述。
瑞利分布与每个散射体的振幅分布无关，适用于散射体的数目足够多，并且所有散射体中没有一个起主导作用的环境。
上述模型适用于低分辨率雷达以较大的入射角对成片的沙漠、戈壁等均匀地表和低海海面进行观测时的情形。
当散射单元存在偶然的强散射体时，则地面杂波的总体统计特性必定是非瑞利型的。
这种情况下，对数正态分布和韦伯尔（Weibull）分布获得广泛应用。
对数正态分布的缺点是在最影响虚警和灵敏度的区域里，吻合程度不高。
韦伯尔杂波分布模型相比瑞利分布模型和对数正态分布模型能在更广的环境内精确表示实际的杂波分布。
因此本论文采用韦伯尔杂波分布模型。
其概率密度函数可表示如下:
（3.8）
式中〉为尺度参数，即分布的中值；
1是韦伯尔分布的形状参量。
适当地调整韦伯尔分布的参数，能够使它接近或成为瑞利分布和对数正态分布。
随着形状参量的减小，概率密度分布的拖尾变长，韦伯尔分布的形状参量取值应该在0和2之间。
323噪声模型
雷达系统的噪声包括从天线进入的噪声和接收机本身的噪声。
在太赫兹频段，噪声主要来源是雷达系统内部噪声，而系统内部噪声主要体现为高放部分的噪声。
通常可将雷达系统噪声看作高斯白噪声。
设噪声信号的电压幅度服从N（0，二2）的零均值高斯分布。
其概率密度函数:
exp
2x
（3.9）
其中5为噪声电压方差。
可以得出只要产生服从N（0，二；
）零均值高斯分布的
白噪声就模拟了各路回波中的噪声。
噪声的功率谱如式（3.10）所示：
Nf二No?
一二：
：
f厂：
（3.10）
其中N02为噪声的双边功率谱密度。
对于接收机输出端噪声，其功率谱密度
如式（3.11）所示：
（3.11）
N。
二KTFn
式中K为波尔兹曼常数，T为标准温度290K，KT=410,1W/Hz，F.为接收机的噪声系数。
设接收机噪声带宽为3dB带宽，则噪声功率为：
R=N°
B^KTFnBn（3.12）
热噪声是统计独立的平稳随机过程，其平均电平的大小取决于设备的工作温
324雷达杂波和噪声仿真
雷达信号处理系统中，杂波和噪声的存在通常限制了目标的检测能力，利用在计算机上产生这类噪声，通过回波信号的仿真来研究杂波和噪声的影响，并估计杂波和噪声存在下雷达系统的性能。
杂波的产生机理复杂，是一个随机过程。
完整的描述一个随机过程是很困难的，在实际情况中，一般突出一部分重点特征，从而得到一些数学模型。
产生随机变量的方法有许多种，对于给定的随机变量，可根据其特点选择其中一种或几种方法。
仿真对产生随机变量的方法有两点要求，首先是准确性要求，即由这种方法产生的随机变量应准确地具有所要求的分布；
其次是快速性要求，在离散事件仿真中，一次运行往往需要产生几万甚至几十万个随机变量，这样，产生随机变量的速度将极大地影响着仿真执行的效率。
常用的产生随机变量的方法，有反变换法、组合法、卷积法、近似法及舍选法，我们这里应用反变换法。
反变换法是最常用且最直观的方法，以概率积分变换定理为基础。
设机变量x的分布函数为F（x），为了得到随机变量的抽样值，先产生在［0，11］区间上均匀分布的独立随机变量U由反分布函数F‘u得到的值即为所需要的随机变量x:
（3.14）
这种方法是对分布函数进行反变换，因而称之为反变换法。
本文中加入韦伯
尔杂波，设-110*，:
=1.3。
韦伯尔杂波分布模型的概率密度函数为:
3=心旳时,
（3.15）
式中〉为尺度参数，即分布的中值，1为韦伯尔分布的形状参量。
产生［0,1］
区间均匀分布的独立随机变量U,令u=F（x），有：
-.J/P
Xweibull—_->
n心
得到韦伯尔杂波幅度分布的仿真如图20。
-6
x10
韦伯尔分布
图2韦伯尔杂波分布仿真
通常可将噪声看作高斯白噪声，其概率密度函数:
（3.17）
只要产生服从N（0,二n2）零均值高斯分布的白噪声就模拟了各路回波中的噪声。
此处，本文采用反变换法产生高斯分布的随机噪声。
所以:
（3.18）
Xgaussn-2lnU1sin2二U2
式中U1和U2是相互独立的［0,1］区间均匀分布的随机序列，匚n为噪声方差
本文中所加噪声为高斯白噪声，令6=110"
，贝幔声幅度分布的仿真如图
21所示
度幅
-8
高斯白噪声分布
样本数
图3高斯白噪声分布仿真
3.3太赫兹频段LFMCW系统测距仿真
331线性调频测距原理
若高频载波的频率随频率调制信号的变换而变化我们称之为频率调制。
线性调频系统利用测定频率按频率调制信号的规律变化的发射信号和回波信号之间的频率差来确定目标的距离速度信息。
由于在电磁波从雷达
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