雷达中的线性调频脉冲压缩课件.ppt

1、概述概述雷达的距离分辨率取决于信号的带宽雷达的距离分辨率取决于信号的带宽Bcr2 对于普通脉冲雷达，雷达信号的时宽对于普通脉冲雷达，雷达信号的时宽与带宽满足与带宽满足BT1 对于脉冲压缩雷达，雷达信号的时宽对于脉冲压缩雷达，雷达信号的时宽与带宽满足与带宽满足TBBT11这样，经过压缩后雷达信号的时宽为这样，经过压缩后雷达信号的时宽为BT1压缩后与压缩前雷达信号时宽之比为压缩后与压缩前雷达信号时宽之比为1TBTT 定义雷达信号时宽与带宽的乘积为脉定义雷达信号时宽与带宽的乘积为脉冲压缩比冲压缩比TBD 脉冲压缩雷达的特点：脉冲压缩雷达的特点：1 脉冲宽度与有效频谱宽度这两个参数脉冲宽度与有效频谱宽

2、度这两个参数可以独立选取，增加了雷达波形设计的可以独立选取，增加了雷达波形设计的灵活性。灵活性。2 通过匹配压缩处理获得高的距离分辨通过匹配压缩处理获得高的距离分辨率率3 宽带信号有利于提高系统的抗干扰能宽带信号有利于提高系统的抗干扰能力力脉冲压缩雷达的缺点：脉冲压缩雷达的缺点：1 收发系统比较复杂，在信号产生和处收发系统比较复杂，在信号产生和处理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高度。度。2 存在距离旁瓣，通过加权处理抑制旁存在距离旁瓣，通过加权处理抑制旁瓣。瓣。3 存在距离和速度耦合，影响测量。存在距离和速度耦合，影响测量。脉冲压缩雷达存在条件：脉冲压缩雷达存

3、在条件：1 发射信号必须具有非线性的相位谱。发射信号必须具有非线性的相位谱。2 存在对应的匹配压缩网络。存在对应的匹配压缩网络。压缩网络脉冲压缩雷达信号处理方式：脉冲压缩雷达信号处理方式：匹配滤波脉冲压缩I/Q解调信号滤波器存储采样保持A/D转换频谱分析检测器CFAR中频放大信号检测结果 模拟脉冲压缩脉冲压缩雷达信号处理方式：脉冲压缩雷达信号处理方式：采样保持A/D转换频谱分析信号滤波器存储匹配滤波脉冲压缩检测器CFAR检测结果 数字脉冲压缩I/Q信号线性调频信号的产生线性调频信号的产生 无源法产生线性调频信号无源法产生线性调频信号 窄脉冲冲击法窄脉冲冲击法 平衡调制法平衡调制法 有源法有源法

4、中频矩形带通网络色散延迟线方波产生器功放上变频器整形本振冲击信号 无源法亚控振荡器多谐振荡器锯齿波电压产生器选通冲击信号 有源法线性调频信号的频谱线性调频信号的频谱幅度频谱：幅度频谱：2/ 1221221)()()()(21| )(|uSuSuCuCKfu相位频谱：相位频谱：)()()()()(21212uCuCuSuSarctgfKf02468101214-1-0.500.51radar pulse with linear frequency modulationtime (us)-25-20-15-10-50510152025051015202530frequency spectrum o

5、f radar pulsefrequency (MHz)线性调频脉冲信号的波形参量线性调频脉冲信号的波形参量BdfKdfKdffudffuWBBBBe2/2/422/2/2422|1|1| )(| )(|有效带宽：22/2/22/2/2222222203|1|1|)2(| )(| )(|)2(BdfKdfKfdffudffufBBBB均方根带宽：TdtdtdttudttuTTTTTe2/2/2/2/2422| )(| )(|有效时宽：均方根时宽：22/2/2/2/2222222)(31)2(| )(| )(|)2(TdtdttdttudttutTTTT调频常数：3)2(2)(222/2/2/2

6、/2/2/2/2/BTdtdtKttdtdtttTTTTTTTT线性调频信号的模糊函数线性调频信号的模糊函数TtTtetuKtj0, 00,)(2TTTKTK| |)|(|)|)(|)|)(sin| ),(|22时间轴上的切面：TTTKTK|)|(|)|(|)|(sin| ) 0 ,(|TBTBT|)/|1 (sin| ) 0 ,(|TBBT|sin| ) 0 ,(|频率轴上的切面：|sin| ), 0(|TTT特点：特点：1随着多普勒频移，主峰值降低。2随着多普勒频移，主峰值产生时移。3随着多普勒频移，切割图与辛克函数的失真进一步加大。线性调频信号的处理线性调频信号的处理当信号的时间带宽积较大时，线性调频信号的频谱可以近似为：幅度频谱：幅度频谱：)(1| )(|BfrectKfu相位频谱：相位频谱：4/)(2fKf线性调频信号的近似匹配滤波器的频谱特性应满足：1 幅度谱与信号的频谱相同，即带宽为B的矩形谱2 相位谱是信号相位谱的共轭2)(fKf压缩滤波器的频谱应该是：2)(1)(fKjeBfrectKfHKffKdfdtd)(212