随机信号分析课程论文-雷达线性调频信号的脉冲压缩处理.doc

雷达线性调频信号的脉冲压缩处理摘要：线性调频信号是一种大时宽带宽积信号。线性调频信号的相位谱具有平方律特性，在脉冲压缩过程中可以获得较大的压缩比，其最大优点是所用的匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感，即可以用一个匹配滤波器处理具有不同多普勒频移的回波信号，这些都将大大简化雷达信号处理系统，而且线性调频信号有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率。因此线性调频信号是现代高性能雷达体制中经常采用的信号波形之一，并且与其它脉压信号相比，很容易用数字技术产生，且技术上比较成熟，因而可在工程中得到广泛的应用。关键词：MATLAB；线性调频；脉冲压缩；系统仿真PulseCompressionofRadarChirpSignalAbstract：Linearfrequencymodulationsignalisabigwidebandwidthsignalwhichisstudiedandwidelyused.Thephaseofthelinearfrequencymodulationsignalspectrawithsquarelawcharacteristics,inpulsecompressionprocesscanacquirelargercompression,itsbiggestadvantageistheuseofthematchedfilteroftheechosignaldopplerfrequencyisnotsensitive,namelycanuseamatchedfilterprocessingwithdifferentdopplerfrequencyshiftoftheechosignal,thesewillgreatlysimplifiedradarsignalprocessingsystem,andlinearfrequencymodulationsignalhasagoodrangeresolutionandradialvelocityresolution.Solinearfrequencymodulationsignalisthemodernhighperformanceradarsystemoftenusedinoneofthesignalwaveform,andcomparedwithotherpulsepressuresignal,itiseasytousedigitaltechnologiestoproduce,andthetechnologyofthemoremature,soinengineeringcanbewidelyapplied.Keywords：MATLAB,LFM,Pulsecompression,Systemsimulation0引言雷达接收机的输入端，除了从目标反射回来的有用信号之外，还有大量的杂波和噪声。雷达信号处理的任务就是最大限度地限制杂波和噪声，提高信噪比，从而有效地检测出有用信号。脉冲压缩雷达是以脉冲压缩技术为核心的系统，脉冲压缩技术是指通过发射机发射宽脉冲信号，而接收信号经压缩处理后获得窄脉冲的过程。由于压缩是对已知发射信号的回波作相关处理，因此脉冲压缩技术同时具有较高的抗干扰能力。脉冲压缩技术能有效地解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾，在不降低雷达作用距离的前提下提高雷达的距离分辨力，是实现雷达高分辨的有效途径。线性调频信号（LFM）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的一种脉冲压缩信号。线性调频信号的主要优点是所用的匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，仍能用同一个匹配滤波器完成脉冲压缩，这将大大简化信号处理系统。匹配滤波器是输出端的信号瞬时功率与噪声平均功率的比值最大的线性滤波器。它广泛用于雷达、声纳和通信。其作用是提高信噪比。对于大时间带宽积信号，匹配滤波等效于脉冲压缩。因此可以提高雷达或声纳的距离分辨率和距离测量精度。本文通过对线性调频信号频谱特性的分析，讨论目标的回波通过匹配滤波器之后频谱特性的变化，并且利用Matlab语言编程仿真，同时根据不同的距离情况的讨论对雷达的分辨能力进行研究。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)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。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