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1、线性调频信号脉冲压缩仿真与分析3叶技2011年第24卷第7期ElectronicSci.&Tech./Ju1.15.2011线性调频信号脉冲压缩仿真与分析邱丽原(西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071)摘要介绍了对线性调频信号进行脉冲压缩及其旁瓣抑制的方法,分析了多普勒频移对结果的影响,并对脉压后信号主副瓣比,幅度和脉宽的变化进行了分析.仿真结果表明,脉冲压缩能在雷达发射功率受限时,提高目标的探测距离.并保持较高的分辨率.关键词线性调频信号;脉冲压缩;Matlab中图分类号TN914.1文献标识码A文章编号1007
2、—7820(2011)07—117—03AnalysisandSimulationofLFMPulseCompressionQIULiyuan(SchoolofElectronicEngineering,XidianUniversity,Xi'an710071,China)AbstractPulsecompression(PC)isoneofthemostimportanttechnologyofradarsignalprocessing.Thearti—clefirstintroducesthemethodsofLFMpulseco
3、mpressionandsidebandsuppression,thenpresentsthesimulationre-suits,andfinallyanalysestheeffectofDopplershiftingonresults,theRMSandthetransformofsignalmagnitudeandbandwidthafterpulsecompression.Simulationindicatesthatpulsecompressioncanincreasethetargetdetectionrangewhile
4、retaininggoodresolutionwhentheradartransmissionpowerislimited.Keywordspulsecompression;LFM;Matlab脉冲压缩就是在发射的宽脉冲内,采用附加的频率或相位调制,以增加信号的时宽带宽积,当接收时用匹配滤波器进行处理,这样,就将宽脉冲压缩到1/B宽度(B为带宽),从而有效地解决了雷达的作用距离和距离分辨力之间的矛盾,可以在不损失雷达威力的前提下提高雷达的距离分辨力….现代雷达信号处理中常用的脉冲压缩信号主要有线性调频信号(LFM),巴克码信号,多相码
5、信号,非线性调频信号等几类.由于线性调频信号的产生和处理均较容易,其压缩脉冲的形状和信噪比对多普勒频移不敏感,且技术成熟,所以越来越多的雷达系统中采用线性调频信号作脉压信号.1线性调频信号早期脉冲雷达所用信号,多是简单矩形脉冲信号.这时脉冲信号能量E=P丁,其中,P为脉冲功率,丁为脉冲宽度.当要求雷达探测目标的作用距离增大时,应该加大信号能量.增大发射机的脉冲功率是一个途径,但它受到发射管峰值功率及传输线功率收稿日期:2011-03—24作者简介:邱丽原(1986一),女,硕士研究生.研究方向电路与系统.容量等因素的限制,只能有一定范
6、围.在发射机平均功率允许的条件下,可以用增大脉冲宽度的办法来提高信号能量.但应该注意,在简单矩形脉冲条件下,脉冲宽度直接决定距离分辨力.为保证上述指标,脉冲宽度的增加会受到明显的限制.提高雷达的探测能力和保证必需的距离分辨力这对矛盾,在简单脉冲信号中很难解决,这就有必要去寻找和采用较为复杂的信号形式J.线性调频信号是通过非线性相位调制或线性频率调制获得大时宽带宽积.设雷达发射信号为rect(÷)exp(2盯(譬))㈩式中,A为幅度;r为脉冲宽度;fo为载频;K=B/r为频率变化率;B为带宽;rect(寺)为矩形函数,其表达式为rect
7、(÷对于机载脉冲多普勒雷达,接收到的目标回波信号可以写为s(t):Arect(1exp(2(￡一td)+耵(一d))(3)dianzikeji.Qr[J———————一117邱翮原:线性调频信号脉冲压绗仿具与分析式为延迟时间,=;R.为目标与雷达的初始距离;为目标与雷达的相对径向速度,接近时为正.回波信号与发射信号相位差:一2玎÷(R.一)一2~rKtd+,rrt,引起的频率差为=1?dt,这就是常说的多普勒频移.零中频正交双通道同相输出信号为):Arect(1..(2~rfa+订Kt,)(4)正交输出信号为㈣:Arect(1sin(
8、27rf~….)(4)其中,每个脉冲开始时￡=0.为提高仿真运行速度,回波仿真从零中频开始,式(4)和式(5)就是仿真所需要的回波信号.图1为放大的同相输出信号回一血66.567.067.568.068.569.Ot/m
