雷达线性调频信号的脉冲压缩处理Word文档格式.doc
- 文档编号:13092355
- 上传时间:2022-10-04
- 格式:DOC
- 页数:6
- 大小:192.50KB
雷达线性调频信号的脉冲压缩处理Word文档格式.doc
《雷达线性调频信号的脉冲压缩处理Word文档格式.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《雷达线性调频信号的脉冲压缩处理Word文档格式.doc(6页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1时,LFM信号特征表达式如下:
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);
St=exp(j*pi*K*t.^2);
subplot(211)
plot(t*1e6,St);
xlabel('
t/s'
);
title('
线性调频信号'
gridon;
axistight;
subplot(212)
freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);
plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));
f/MHz'
线性调频信号的幅频特性'
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:
其中:
为确知信号,为均值为零的平稳白噪声,其功率谱密度为。
设线性滤波器系统的冲击响应为,其频率响应为,其输出响应:
白噪声条件下,匹配滤波器的脉冲响应:
如果输入信号为实函数,则与匹配的匹配滤波器的脉冲响应为:
为滤波器的相对放大量,一般。
匹配滤波器的输出信号:
匹配滤波器的输出波形是输入信号的自相关函数的倍,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=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,这个过程就是脉冲压缩。
信号的匹配滤波器的时域脉冲响应为:
3.1
是使滤波器物理可实现所附加的时延。
理论分析时,可令=0,重写3.1式,
将3.1式代入2.1式得:
图3LFM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=10,载频频率=0hz,脉冲宽度B=400Mhz
匹配滤波器程序如下:
Rmin=8500;
Rmax=11500;
R=[9000,10000,10200];
RCS=[111];
C=3e8;
Rwid=Rmax-Rmin;
Twid=2*Rwid/C;
Fs=5*B;
Nwid=ceil(Twid/Ts);
t=linspace(2*Rmin/C,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=2^nextpow2(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=fftshift(ifft(Srw1.*conj(Sw)));
N0=Nfft/2-Nchirp/2;
Z=abs(Sot(N0:
N0+Nwid-1));
figure
plot(t*1e6,real(Srt));
axistight;
us'
ylabel('
幅度'
)
title(['
线性调频信号压缩前'
]);
plot(t*C/2,Z)
Rangeinmeters'
幅度'
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:
=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,因而不能分辨;
(c)图中,两目标相距3.75m,等于,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。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 雷达 线性 调频 信号 脉冲 压缩 处理