An Algorithm for Computing Side Lobe Values of a Designed NLFM function

Abstract

Several applications in radar systems entail low range side lobe performance to identify the targets. It is achieved by pulse compression processing. The chirp signal also known as linear frequency modulation (LFM) signal is most widely used for this purpose. Since it exhibits high first side-lobe value in the autocorrelation, non linear chirp signals (NLFM) are introduced as a solution to suppress the sidelobes. NLFM signals can be generated by using simple two-stage piece wise linear frequency modulation (PWLFM) functions. The chirp rates of the two stages are selected differently. This NLFM signal exhibited better peak to sidelobe level (PSLR) values compared to its counterpart LFM signal. In this paper we present a complete contour map of the computed side lobe values, to identify the optimum chirp rates of the two stages. The side lobes are computed based on algorithm written in python scripting language. This map helped us to identify two interwoven fluctuations in the spectrum of side-lobe values that can be used to decide the breakpoint value for a given bandwidth and pulse width. The best NLFM is generated by identifying the optimum slopes of the two LFM stages, which is further combined with the windows functions to achieve a significant reduction in PSLR.

Комбіновані Двофрагментні Радіолокаційні Сигнали З Лінійним Та Експоненціальним Законами Частотної Модуляції

“…Перші публікації, які демонстрували доцільність використання НЛЧМ сигналів, з'явилися ще на початку 60-х років минулого сторіччя [4]. У роботах останнього десятиріччя розглядаються аспекти застосування НЛЧМ сигналів для радіолокаційних засобів самого різного призначення -ультразвукова діагностика [10], гідролокація [11; 12], метеолокація [13], системи дистанційного зондування з синтезованою апертурою [14][15][16][17][18], радіоелектронна боротьба [19][20][21], найширше представлено системи виявлення повітряних цілей [6][7][8][9][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38][39].…”

“…Переважна більшість публікацій за тематикою дослідження присвячена проблемам зниження МРБП [6][7][8][9][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38] та вимірювання Допплерівської частоти [39; 40] при застосуванні НЛЧМ сигналів. У першому випадку пропонується здійснювати оптимізацію часо-частотних параметрів [22][23][24][25][26][27][28], використовувати різні види ВІМ [29-37] та використовувати ВО [38].…”

Performance Analysis of NLFM Signals with Doppler Effect and Background Noise

“…In order to measure the Doppler tolerance of the NLFM and reference LFM signals, the Doppler shift frequency ( ) is calculated and added to the centre frequency ( ) of matched filter as ( ). The positive sign indicates the positive Doppler shift when target is moving towards the radar and the negative sign indicates the negative Doppler shift when the target is moving away from the radar [10][11][12][13][14][15][16].…”