《2022年2022年雷达线性调频信号的脉冲压缩处理 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年2022年雷达线性调频信号的脉冲压缩处理 .pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、题目：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理线性调频脉冲信号，时宽10us，带宽 40MHz，对该信号进行匹配滤波后，即脉压处理，脉压后的脉冲宽度为多少？用图说明脉压后的脉冲宽度，内差点看4dB 带宽，以该带宽说明距离分辨率与带宽的对应关系。分析过程：1、线性调频信号（LFM）LFM 信号(也称 Chirp 信号)的数学表达式为：)2(22)()(tktfjceTtr e c tts式中cf为载波频率，()trectT为矩形信号，11()0,ttrectTTelsew ise上式中的 up-chirp 信号可写为：2()()cjftstSte当 TB1 时，LFM 信号特征表达式如下：)(2)(Bff
2、r e c tkScfL F M4)()(cfL F Mff2()()jKttStr e c teT对于一个理想的脉冲压缩系统，要求发射信号具有非线性的相位谱，并使其包络接近矩形；其中)(tS就是信号 s(t)的复包络。由傅立叶变换性质，S(t)与 s(t)具有相同的幅频特性，只是中心频率不同而已。因此，Matlab 仿真时，只需考虑S(t)。以下 Matlab 程序产生 S(t)，并作出其时域波形和幅频特性，程序如下：T=10e-6;%脉冲时宽10us B=40e6;%带宽 40MHz K=B/T;Fs=2*B;Ts=1/Fs;N=T/Ts;t=linspace(-T/2,T/2,N);名师
3、资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -St=exp(j*pi*K*t.2);subplot(211)plot(t*1e6,St);xlabel(t/s);title(线性调频信号);grid on;axis tight;subplot(212)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St);xlabel(f/MHz);title(线性调频信号的幅频特性);grid on;axis tight;仿真波形如下：图 2：LFM 信号的时域波形和幅频特性2、匹配滤波器：在输入为确知加白噪声的情
4、况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(tx：)()()(tntstx其中：)(ts为确知信号，)(tn为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -设线性滤波器系统的冲击响应为)(th，其频率响应为)(H，其输出响应：)()()(tntstyoo白噪声条件下，匹配滤波器的脉冲响应：)()(*ttkstho如果输入信号为实函数，则与)(ts匹配的匹配滤波器的脉冲响应为：)()(ttcsthoc为滤波器的相对放大量，一般1c。匹配滤波器的输出信号：)()(*)()(ooottkRt
5、htsts匹配滤波器的输出波形是输入信号的自相关函数的c倍，因此匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器，通常c=1。3、LFM 信号的脉冲压缩窄脉冲具有宽频谱带宽，如果对宽脉冲进行频率、相位调制，它就可以具有和窄脉冲相同的带宽，假设 LFM 信号的脉冲宽度为T，由匹配滤波器的压缩后，带宽就变为，且1DT，这个过程就是脉冲压缩。信号)(ts的匹配滤波器的时域脉冲响应为：)()(*ttstho3.10t是使滤波器物理可实现所附加的时延。理论分析时，可令0t0，重写 3.1 式，)()(*tsth将 3.1 式代入 2.1 式得:22()()cjf tjK tth trecteeT图
6、 3 LFM 信号的匹配滤波下各图为经过脉冲压缩输出的线性调频信号（模拟雷达回波信号）的matlab仿真结果：波形参数脉冲宽度T=10s，载频频率cf=0hz，脉冲宽度 B=400Mhz 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -匹配滤波器程序如下：T=10e-6;B=40e6;Rmin=8500;Rmax=11500;R=9000,10000,10200;RCS=1 1 1;C=3e8;K=B/T;Rwid=Rmax-Rmin;Twid=2*Rwid/C;Fs=5*B;Ts=1/Fs;Nwid=ceil(Twid/Ts);t=linspace(2*Rmin/C,
7、2*Rmax/C,Nwid);M=length(R);td=ones(M,1)*t-2*R/C*ones(1,Nwid);Srt1=RCS*(exp(1i*pi*K*td.2).*(abs(td)T/2);Srt=Srt1;Nchirp=ceil(T/Ts);Nfft=2nextpow2(Nwid+Nwid-1);Srw=fft(Srt,Nfft);Srw1=fft(Srt1,Nfft);t0=linspace(-T/2,T/2,Nchirp);St=exp(1i*pi*K*t0.2);Sw=fft(St,Nfft);Sot=fftshift(ifft(Srw.*conj(Sw);Sot1=f
8、ftshift(ifft(Srw1.*conj(Sw);N0=Nfft/2-Nchirp/2;Z=abs(Sot(N0:N0+Nwid-1);figure subplot(211)plot(t*1e6,real(Srt);axis tight;xlabel(us);ylabel(幅度)title(线性调频信号压缩前);subplot(212)plot(t*C/2,Z)xlabel(Range in meters);ylabel(幅度)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -title(线性调频信号压缩后);仿真波形如下：仿真表明，线性调频信号经匹配滤波器后脉冲宽
9、度被大大压缩4、分辨率(Resolution)仿真改变两目标的相对位置，可以分析线性调频脉冲压缩雷达的分辨率。仿真程序默认参数的距离分辨率为：68104021032BCR=3.75 下图为分辨率仿真结果，可做如下解释：图为单点目标压缩候的波形；(a)图中，两目标相距2m，小于R，因而不能分辨；(c)图中，两目标相距3.75m，等于R，实际上是两目标的输出sinc 包络叠加，可以看到他们的副瓣相互抵消；(d)图中，两目标距离大于雷达的距离分辨率，主瓣变宽，直至能分辨出两目标。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -