第5章線性調(diào)頻脈沖信號(研)

1、5 線性調(diào)頻脈沖信號一、現(xiàn)代雷達對波形的要求 測距精度和距離分辨力要求大帶寬B，以保證大的 、 測速精度和速度分辨力要求大時寬T，以保證大的 、 為了提高作用距離，必須具有大時寬T二、如何獲得大時寬帶寬信號 時/頻域?qū)π盘栠M行相位或幅度調(diào)制（即增加均方根帶/時寬），線性相位不行，只能移動時間或頻率，只用平方、立方等相位才行。三、大時寬帶寬信號的特點優(yōu)點：解決矛盾，增強了抗干擾能力，增強了發(fā)現(xiàn)目標能力缺點：最小作用距離增加，產(chǎn)生/處理復(fù)雜易失真，出現(xiàn)旁 瓣，存在距離和速度測量模糊0eTeW 5.1 線性調(diào)頻脈沖信號（線性調(diào)頻脈沖信號（LFM）的產(chǎn)生）的產(chǎn)生 LFM信號實數(shù)表示為： LFM信號復(fù)數(shù)

2、表示為：LFM信號復(fù)包絡(luò)為：)2cos()(20kttfTtrecttxtfjktjtfeetuetuts02022)()()(222( ),( )cos(),( )sin()j ktIQu teu tktutkt瞬時頻率：ktfkttfdtdfi020)2(21-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.60.81時 間 (s)幅度LFM信 號 的 Q路-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.60.81時 間 (s)幅度LFM信 號 的 I路LFM產(chǎn)生方法:1、無源法：窄脈沖沖擊法、平衡調(diào)制法、2、有

3、源法：波門選通法I&Q正交調(diào)制法DDS法EPLD高速EPROM高速EPROMD/AD/ALPFLPFIQ調(diào)制器控制信號中頻輸出中頻本振DDS核高速高穩(wěn)定度時鐘控制信號中頻LFM信號5.2 線性調(diào)頻脈沖信號的頻譜線性調(diào)頻脈沖信號的頻譜LFM信號復(fù)包絡(luò)為：頻譜：2)(ktjeTtrecttu42221)(jfkjftjktjeBfrectkdteeTtrectfu41)(2Bfrectkfu5.3 線性調(diào)頻脈沖信號的波形參量線性調(diào)頻脈沖信號的波形參量)0(3)3)(3)()2(3)()()23123(2222220220BTTTTBBTTTTBTWBWeeee5.4 線性調(diào)頻脈沖信號的模糊函數(shù)線性

4、調(diào)頻脈沖信號的模糊函數(shù)一、模糊函數(shù)TTTkTk)()()(sin),(剪切角：二、切割1、壓縮比：距離旁瓣：來因、影響TBktgBTBT)1 (sin)0 ,(0BTBTBTD11222、3、TTT)sin(), 0(0015.5 線性調(diào)頻脈沖信號的性能線性調(diào)頻脈沖信號的性能一、優(yōu)點1、距離分辨力提高We，速度分辨力相同Te2、精度000322()(2 )()632()TEEBBNNBTETN3、B和T獨立選取4、多普勒不敏感二、缺點1、組合值解決方法：正負斜率、只測距/大斜率（K）、V型調(diào)頻。AAAAAAkk11)(1 21)(1 212002000NENE2、斜刀刃上目標無法分辨3、存在距

5、離旁瓣 MSR=-13.2dB 旁瓣的壞處： 掩蓋小目標（廣義分辨） 出現(xiàn)虛假目標， 減小了系統(tǒng)動態(tài)范圍024681 024681 01 0B T1B 歸一化為051 01 52 051 01 52 05 0B T5.6 線性調(diào)頻脈沖信號的處理線性調(diào)頻脈沖信號的處理 一、近似匹配濾波器的實現(xiàn) 時: 匹配濾波器的頻率特性: 2141fjjKffrecteBK20022241( )( )1fjjjftjftKfjKfHff erecteBKfrecteBK212ddftfdfKK 30BT 二、近似匹配濾波器的輸出 輸入信號的復(fù)包絡(luò)為 ： 近似匹配濾波器輸出為：sin ()sin ()( , )(

6、)()K TK TyTKK T 212()2( )jtKtttrecteT 212()24sin(),()jKtjKt Ty teKt sin( ,0)ByTB sin(0, )TyTT222sin()( ,)(,)()KTxyK 024681 024681 01 0B T1B 歸一化為051 01 52 051 01 52 05 0B Tu(t)LPFADCXI(n)LPFADCXQ(n)IQ三、匹配濾波器的實現(xiàn) 采用IQ正交相參處理消除隨機初相的影響。1、采樣頻率及中頻采樣 視頻采樣（低通）： 中頻采樣（帶通）： ，n滿足2sfBBBfs5 .1 ,25.1)12/(40nffs 2cos

7、Idutktt 2sinQdutktt2、時域處理 nknnXdI2cos nknnXdQ2sin 2cosknnHI 2sinknnHQmYmYmDQI22DDhN-1.DXih03、頻域處理4、時頻域處理對比時域（FIR濾波器/數(shù)據(jù)流處理）： ， 階，瞬時出；頻域（正反FFT/數(shù)據(jù)塊處理）： ， 點 ，延時出。2sfB4snf T2sfBrsNTf)()()()()()(kHnxFFTIFFTkHkXIFFTkYIFFTny-1-0.500.51x 10-5-90-80-70-60-50-40-30-20-100時 間 (s)幅度(dB)時 域 脈 壓 后 的 波 形 (未 加 權(quán) )-1

8、-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.60.81時 間 (s)幅度LFM信 號 的 Q路-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.60.81時 間 (s)幅度LFM信 號 的 I路B/25.7 線性調(diào)頻脈沖信號的加權(quán)處理線性調(diào)頻脈沖信號的加權(quán)處理一、為何要加權(quán)處理？二、頻域上幅度加權(quán)假設(shè)：目的：等效為矩形譜，加權(quán)網(wǎng)絡(luò)本身特性。( )u f2( ,0)( )( )jftwVtWff edf2( )( )( )( )fWfH ff222( ,0)()BjftBwVtHf edf匹配濾波器幅度加權(quán)網(wǎng)絡(luò)*( )

9、uf( )H f*( )Wf( ,0)uWVt( )(1)cosnfH fKKB2211( )24ffjjBBKKH fee123( ,0)( )( )( )wVtgtgtgt(1)1sin ()sin (1)sin (1)22(1)TKKBc Btc Btc BtBK-1-0.500.51x 10-5-90-80-70-60-50-40-30-20-100時 間 (s)幅度(dB)時 域 脈 壓 后 的 波 形 (未 加 權(quán) )-8-6-4-202468x 10-6-90-80-70-60-50-40-30-20-100時 間 (s)幅度(dB)加 窗 (海 明 窗 )后 的 脈 壓 輸 出

10、-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.60.81時 間 (s)幅度LFM信 號 的 Q路-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.60.81時 間 (s)幅度LFM信 號 的 I路三、加權(quán)性能分析1、信噪比損失不采用加權(quán)網(wǎng)絡(luò)信噪比為： 采用加權(quán)網(wǎng)絡(luò)信噪比為：信噪功率比損失為：(海明：-1.34dB)0022MSBTTNN BN2222202()()BBBN MBTHfd fBSNNHfd f222/222()10lg10lg()()BBNMSNBBMSHf dfNLdBSBHf dfN22/2212(21)210 lg10 lg323(323)8SNKBKKLBKKBKK2、最大主旁瓣比海明：-42.67dB（t1=4.5/B）3、-3dB的主瓣加寬系數(shù) 1(0,0)()2wTKVBB11( ,0)120lg20lg( ,0)()2(0,0)wwwdbVtTKVtBBV( , 0 )sin()(0 , 0 )VtcB tV( ,0)1sin()sin (1) sin (1)(0,0)2(1)wwVtKBTc Btc BtVK(0.443/ ,0)(0,0)0.707VBV海明：2( ,0)0.707(0,0)wwVtV20