雷达线性调频信号的脉冲压缩处理

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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：式中为载波频率，为矩形信号，上式中的up-chirp信号可写为：当TB>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

2、)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10usB=40e6;%带宽40MHzK=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=linspac

3、e(-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');gridon;axistight;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

4、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

5、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：T=10e-6;B=40e6;Rmin=8500;Rmax=11500;R=[9000,10000,10200];RCS=[111];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,2*Rmax/C,Nwid);M=length(R);td=ones(M

6、,1)*t-2*R'/C*ones(1,Nwid);Srt1=RCS*(exp(1i*pi*K*td.^2).*(abs(td)

7、fft(Srw1.*conj(Sw)));N0=Nfft/2-Nchirp/2;Z=abs(Sot(N0:N0+Nwid-1));figuresubplot(211)plot(t*1e6,real(Srt));axistight;xlabel('us');ylabel('幅度')title(['线性调频信号压缩前']);subplot(212)plot(t*C/2,Z)xlabel('Rangeinmeters');ylabel('幅度')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度被大大压缩4、分辨

8、率(Resolution)仿真改变两目标的相对位置，可以分析线性调