线性调频脉冲压缩雷达的设计报告课件.ppt

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1、线性调频(LFM)脉冲压缩雷达的仿真总括雷达的基本原理线性调频信号脉冲压缩过程加权抑制旁瓣技术雷达系统的仿真过程线性调频脉冲压缩雷达仿真雷达基本原理信号线性时不变系统冲击响应h(t)匹配滤波器抽象出来的流程图雷达的基本原理距离检测距离分辨率线性调频信号依据上述公式，使用非常短的脉冲可以使雷达的距离分辨率显著改善。但是单载频脉冲信号的时宽带宽乘积近似为l。使用短脉冲会减少平均发射功率，即不能同时增大带宽时宽。也就是说对这种单载频脉冲信号，最大作用距离与距离分辨率存在着不可调和的矛盾。为解决这一矛盾，就运用线性调频脉冲压缩技术表达式：。线性调

2、频信号的简单介绍线性调频信号的特点可选择的时宽带宽乘积。单一载频脉冲信号，其时宽带宽乘积是约为1的固定值，而线性调频信号的时带带宽乘积则可很大。在大时宽带宽乘积下，线性调频信号具有近似矩形的幅频特性。它的频谱宽度近似等于信号的调频变化范围B，与线性调频信号的时宽T无直接联系。在大时宽带宽乘积下，线性调频信号的相位谱具有平方律特性。上述特点为脉冲压缩提供了理论依据。匹配滤波器以输出最大信噪比为准则的最佳线性滤波器。当滤波器的频响H(f)为信号频谱Si(f)的复共轭时，输出端可获得最大信噪比。对应的匹配滤波器的冲击响应输出的信号匹配滤波原理脉

3、冲压缩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ז，这个过程就是脉冲压缩。线性调频信号经过匹配滤波后的波形在最小的周期内近似为sinc函数。脉冲压缩后的距离分辨率为：所以脉冲压缩后的宽度为优点可以独立选取脉冲宽度与有效频谱宽度这两个参数，从而增加雷达波形设计的灵活性。通过匹配压缩处理，获得较高的距离分辨率。宽带信号有利于提高系统的抗干扰能力。脉冲压缩技术旁瓣抑制技术目标的反射面差别很大。强信号的压缩脉冲的副瓣可能覆盖或者干扰弱信号的反射波形。在这个时候就需要用加权技术来抑制旁瓣，使得弱信号的波形显现出来。加权技术的做法通常

4、是用匹配滤波器的频率响应乘上某个适当的函数。例如窗函数,常用的窗有:矩形窗、三角窗、汉宁窗、汉明窗。旁瓣抑制框图：使用加权函数来降低脉冲压缩谱的旁瓣电平，其代价是主瓣分辨率的损失和峰值的降低（即SNR的损失）。数字处理的优点：工作稳定可靠，精度高，重复性好，并且具有很高的可编程性和灵活性，容易实现匹配滤波器传递函数及加权函数的自适应控制，从而提高距离分辨力和改善距离旁瓣性能。线性调频脉冲压缩雷达的仿真处理快速卷积处理的框图仿真内容1.线性调频信号仿真2.通过匹配滤波器后的波形仿真3.线性调频脉冲压缩的系统雷达仿真。包括：1).压缩前与压缩

5、后的波形比较。2).是否加权对压缩回波的影响。对线性调频信号仿真时宽T为10us带宽为B为40MHz匹配滤波后的波形与sinc函数基本重合参数设置仿真压缩前后的回波波形4.为了简化仿真，不考虑天线因素，把目标散射特性都定为1平方米。1.发射的线性调频脉冲信号的时宽T为10us，带宽为B为40MHz；2.雷达可检测距离[8Km,1.25Km]；3.有六个目标，距离（单位m）分别[8200,9800,11500,11510,12100,12101]，距离从小到大依次叫目标M1，目标M2……目标M6；理论上的距离分辨率压缩前的距离分辨率为压缩后

6、的距离分辨率为压缩前的波形仿真结果压缩后的波形参数设定1.发射的线性调频脉冲信号的时宽T为10us，带宽为B为40MHz；2.截取宽度为200m的雷达接收窗；3.六个散射目标的相对距离（单位m为[50，51，100，112，160，166]，从左到右依次叫目标H1，目标H2……目标H6；4.对应的目标散射特性RCS（单位平方米）：[1，1，0.12，1，1，1]。5.采用hamming加权抑制旁瓣。仿真加权前后的波形加权前加权后加权前后的波形仿真结果加权前后的结果当强信号的压缩脉冲的副瓣掩盖弱信号的反射回波时，无论分辨率有多大，都不能够分

7、辨弱信号的目标了。此时用旁瓣抑制技术处理后就能使弱信号的回波被显现出来。用加权处理，旁瓣能够得到有效抑制但也伴随着信噪比损失和距离分辨力降低。总结简单介绍了雷达的基本原理、线性调频脉冲信号的特点、匹配滤波器特性以及其输出结果。用MATLAB仿真，得到与理论描述相符的结果，从而加深了对线性调频信号和匹配滤波器的认识。最后，设定线性调频压缩雷达的基本参数，进行脉冲压缩结果的MATLAB仿真。对仿真结果进行详尽的分析。谢谢