毫米波頻率步進雷達作為高分辨率雷達之一，具有較好的距離分辨率，因此被廣泛使用。利用傅立葉逆變換(IFFT)實現頻率步進雷達一維成像的過程是：在自由空間里，發射機發射n個脈寬為t，載頻步長為Df的脈沖串，各載頻為fi=f0+iDf，其中i=0，1，2，…，n-1，重復周期為T，這n個脈沖的步進總帶寬B=(n-1)Df。發射信號遇到距離為R，徑向速度為v的目標后反射回超外差結構的接收機，經過一次或多次變頻后，對每個回波脈沖脈寬中心點進行正交采樣，最后對采樣數據作n點IFFT，即可獲得目標的一維距離像。
噪聲中檢測信號的能力對檢驗雷達系統性能好壞至關重要，雷達系統只有從噪聲中有效獲取回波信號才能對目標進行檢測，而頻率源相位噪聲是決定系統信噪比好壞及性能的要素之一。本文利用仿真工具Agilent ADS，對頻率步進雷達系統射頻部分進行建模，并使用Mathworks Matlab對模型輸出數據進行分析，通過這種數值仿真的方式能夠對雷達系統的各種參數進行量化分析。隨后，利用該仿真平臺對頻率源重要參數之一的相位噪聲對頻率步進雷達系統的影響進行，進一步給出對頻率源相位噪聲的要求，對實際系統的設計有一定參考價值。頻率步進雷達模型構建
頻率步進雷達按照功能可分為天饋、頻率源、接收機和信號處理機四個部分，如圖1所示。其中的頻率源又包含為系統所需的發射機信號(Tx)和接收機所需的本振信號(LO)兩個部分。
圖1 頻率步進雷達構造
根據頻率步進雷達的構造，設計出圖2的仿真平臺對其建模，對仿真結果進行分析，達到對性能評估的目的。
圖2 仿真平臺構造
該仿真平臺主要由ADS和Matlab兩個工具組成，其中ADS對頻率步進雷達的射頻部分進行模擬，主要由發射機、本振、信道和接收機四個模塊構成，其輸出為基帶回波信號。該基帶回波信號再由Matlab仿真平臺，根據頻率步進雷達信號處理的方式進行信號處理，從而得到目標的一維距離像。該仿真平臺的優點就在于能夠將射頻電路與信號處理結合，對射頻電路中參數影響直接分析，更接近真實系統情況，利于實際系統設計。
相位噪聲影響分析
頻率步進雷達性能的優劣由很多因素決定，僅分析輸出噪聲部分就包含大氣噪聲、幅度起伏、頻率誤差以及本振相位噪聲等多方面。下面對相位噪聲對雷達系統的影響進行量化進行分析。
相位噪聲是衡量頻率短期穩定度的指標，分別從時域和頻域兩個角度描述。作為頻率穩定度頻域表征的五冪律法，基本上適用一切實際振蕩源，包括常見的白噪聲、閃爍噪聲和隨機游走等類型的噪聲效應。冪律噪聲表示法如圖3所示。
圖3 用冪律噪聲表示相位噪聲譜
圖3除表述相位噪聲來源外，還顯示出相位噪聲的出現將振蕩器的一部分功率擴展到相鄰頻率中去，產生了噪聲邊帶。噪聲邊帶會隨著接收機混頻，而被調制成基帶信號，成為基帶信號噪聲的一部分，從而惡化雷達系統檢測信號的能力。
