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针对小孔径超视距目标探测时阵列孔径减小空域滤波性能下降的问题，提出了一种正交频分非线性调频（OFD-NLFM）的发射波形设计方法。首先以正切调频函数为频率函数对发射信号进行建模，详细说明了影响脉压性能的正切函数时间副瓣电平控制因子的选择方法，重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法，建立了脉压输出噪声功率最小的优化模型并进行求解。仿真表明，提出的正交频分非线性调频信号具有较好的正交性，采用凸优化加权算法后脉压主瓣宽度比传统线性调频信号降低约1／3，峰值旁瓣为-31．22dB，旁瓣电平平均值小于-1