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雷达脉冲压缩算法研究

雷达脉冲压缩算法研究

雷达脉冲压缩算法是一种通过对短脉冲信号进行加窗和相关运算,从而实现高

分辨率雷达成像的算法。这种算法在目标探测、识别以及跟踪等领域中有着广泛的应用。在本文中,我们将深入地探讨雷达脉冲压缩算法的基本原理、发展历史以及未来的研究方向。

一、基本原理

脉冲雷达技术中,发射的信号被目标反射后接收到信号会被传回雷达接收机。

然而,目标信号在传输过程中会遭受多径效应的干扰,这导致接收到的信号在时间域上发生扩展,时间分辨率会降低。为了解决这个问题,雷达脉冲压缩技术应运而生。

雷达脉冲压缩算法主要基于短脉冲信号的性质,即其具有宽带性和瞬时功率很大。算法的基本步骤为:先对短脉冲信号进行加窗,使其具有良好的频谱特性;然后进行相关运算,使反射信号会在一段极短的时间内被压缩,从而提高时间分辨率。

加窗操作的目的是消除反射信号的频率偏移,使其具有宽带性。常用的窗函数

有海明窗、布莱克曼窗、汉宁窗等。这些窗函数在保留谱线的同时,在频域上也可以压缩主瓣宽度。

相关运算的基本原理是将原始信号与一个匹配滤波器进行卷积,从而使信号被

在一小段时间内压缩。匹配滤波器通常是原始信号的逆时域复共轭,其功率频谱密度与信号的功率频谱密度接近,但是带宽更宽。

二、历史发展

雷达脉冲压缩算法的诞生最早可以追溯到20世纪50年代初。当时,人们意识

到脉冲雷达系统的时间分辨率受到多径效应的限制,无法满足目标识别和跟踪的需

求。为解决这个问题,一些科学家开始研究如何对反射信号进行压缩,并尝试应用于实际应用中。

在此后的数十年中,雷达脉冲压缩算法经历了一个逐步发展的过程。20世纪

70年代末,复合式高分辨雷达(SAR)系统的出现使得脉冲压缩技术得到了广泛

的应用。90年代初,人们开始对逆问题进行研究,从而进一步提高了脉冲压缩算

法的效率和精度。

三、未来研究方向

在当今的信息技术快速发展的时代,雷达脉冲压缩算法如何更好地适应未来的

发展成为了一个重要的问题。未来研究方向主要包括以下三个方面:

1. 面向多异步输入的实时压缩算法。现实生活中,雷达系统受到多种干扰,如

多径效应、杂波噪声等。因此,如何将多个异步输入的信号进行协同处理以去除这些干扰,仍然是一个难题。研究人员正在探索使用深度神经网络等技术,从而实现实时算法的可行性。

2. 面向非线性问题的低复杂度压缩算法。目前的脉冲压缩算法都是基于线性变

换的,对于非线性问题的解决还不够成熟。此外,现有的算法需要非常复杂的计算,如何寻求低复杂度的算法仍然需要进一步研究。

3. 面向计算机提高算法效率的研究。雷达脉冲压缩算法需要在计算机上进行非

常复杂的运算,如果能够更好地利用计算机的性能,会进一步提高算法的效率。此外,如何将现有的算法和计算机的优势相融合,还会带来更多的技术创新。

结论:

雷达脉冲压缩算法的发展历程和未来方向都需要从各个角度展开深入研究。无

论是理论研究还是应用方面,脉冲压缩算法都将会发挥更加重要且广泛的作用。随着信息技术的不断进步,我们有理由相信,在不远的未来,雷达脉冲压缩算法必将在更广泛的领域得到应用,并成为信息技术新的重要驱动力。

脉冲压缩 雷达方程

脉冲压缩雷达方程 脉冲压缩雷达方程是雷达技术中的重要概念,它是一种通过处理雷达回波信号的方法,可以提高雷达系统的距离分辨率。本文将介绍脉冲压缩雷达方程的原理和应用。 脉冲压缩雷达方程是指通过对雷达回波信号进行特定的处理,使得雷达系统可以在较短的脉冲宽度内获得较高的距离分辨率。在传统的雷达系统中,由于脉冲宽度较宽,导致雷达无法准确地分辨目标之间的距离。而脉冲压缩雷达方程通过对回波信号进行复杂的信号处理,可以降低脉冲宽度,从而提高距离分辨率。 脉冲压缩雷达方程的实现需要利用雷达的发射和接收系统。在发射端,雷达发射窄脉冲信号,脉冲宽度通常很宽。然后,在接收端,雷达接收回波信号,并进行一系列的信号处理步骤。其中,最关键的步骤是压缩滤波器的应用。 压缩滤波器是脉冲压缩雷达方程中的核心部分。它的作用是对接收到的回波信号进行滤波,使得脉冲宽度变窄。具体来说,压缩滤波器利用了信号的自相关性质,通过与发射信号进行相关运算,将回波信号的脉冲宽度压缩到较窄的范围内。这样,雷达系统就能够在较短的时间内获取到高分辨率的距离信息。 脉冲压缩雷达方程的应用非常广泛。首先,在军事领域,脉冲压缩雷达方程可以提高雷达系统对目标的探测和识别能力。它可以有效

地区分目标之间的距离,提供更准确的目标定位信息。因此,在雷达导航、目标跟踪和导弹制导等军事应用中,脉冲压缩雷达方程被广泛采用。 脉冲压缩雷达方程还在民用领域得到了广泛应用。例如,在航空领域,脉冲压缩雷达方程可以提高飞机的导航安全性,确保飞行器与其他目标之间的安全距离。在气象领域,脉冲压缩雷达方程可以用于天气预测和气象观测,提供更准确的降水和风速信息。 脉冲压缩雷达方程是一种能够提高雷达系统距离分辨率的重要方法。通过对回波信号进行特定的信号处理,脉冲压缩雷达方程可以使雷达系统在较短的时间内获取到更准确的距离信息。它在军事和民用领域都有广泛的应用,为各种应用场景提供了更高的探测和识别能力。随着雷达技术的不断发展,脉冲压缩雷达方程将继续发挥重要作用,为各个领域的应用提供更高的性能和效果。

雷达脉冲压缩算法研究

雷达脉冲压缩算法研究 雷达脉冲压缩算法是一种通过对短脉冲信号进行加窗和相关运算,从而实现高 分辨率雷达成像的算法。这种算法在目标探测、识别以及跟踪等领域中有着广泛的应用。在本文中,我们将深入地探讨雷达脉冲压缩算法的基本原理、发展历史以及未来的研究方向。 一、基本原理 脉冲雷达技术中,发射的信号被目标反射后接收到信号会被传回雷达接收机。 然而,目标信号在传输过程中会遭受多径效应的干扰,这导致接收到的信号在时间域上发生扩展,时间分辨率会降低。为了解决这个问题,雷达脉冲压缩技术应运而生。 雷达脉冲压缩算法主要基于短脉冲信号的性质,即其具有宽带性和瞬时功率很大。算法的基本步骤为:先对短脉冲信号进行加窗,使其具有良好的频谱特性;然后进行相关运算,使反射信号会在一段极短的时间内被压缩,从而提高时间分辨率。 加窗操作的目的是消除反射信号的频率偏移,使其具有宽带性。常用的窗函数 有海明窗、布莱克曼窗、汉宁窗等。这些窗函数在保留谱线的同时,在频域上也可以压缩主瓣宽度。 相关运算的基本原理是将原始信号与一个匹配滤波器进行卷积,从而使信号被 在一小段时间内压缩。匹配滤波器通常是原始信号的逆时域复共轭,其功率频谱密度与信号的功率频谱密度接近,但是带宽更宽。 二、历史发展 雷达脉冲压缩算法的诞生最早可以追溯到20世纪50年代初。当时,人们意识 到脉冲雷达系统的时间分辨率受到多径效应的限制,无法满足目标识别和跟踪的需

求。为解决这个问题,一些科学家开始研究如何对反射信号进行压缩,并尝试应用于实际应用中。 在此后的数十年中,雷达脉冲压缩算法经历了一个逐步发展的过程。20世纪 70年代末,复合式高分辨雷达(SAR)系统的出现使得脉冲压缩技术得到了广泛 的应用。90年代初,人们开始对逆问题进行研究,从而进一步提高了脉冲压缩算 法的效率和精度。 三、未来研究方向 在当今的信息技术快速发展的时代,雷达脉冲压缩算法如何更好地适应未来的 发展成为了一个重要的问题。未来研究方向主要包括以下三个方面: 1. 面向多异步输入的实时压缩算法。现实生活中,雷达系统受到多种干扰,如 多径效应、杂波噪声等。因此,如何将多个异步输入的信号进行协同处理以去除这些干扰,仍然是一个难题。研究人员正在探索使用深度神经网络等技术,从而实现实时算法的可行性。 2. 面向非线性问题的低复杂度压缩算法。目前的脉冲压缩算法都是基于线性变 换的,对于非线性问题的解决还不够成熟。此外,现有的算法需要非常复杂的计算,如何寻求低复杂度的算法仍然需要进一步研究。 3. 面向计算机提高算法效率的研究。雷达脉冲压缩算法需要在计算机上进行非 常复杂的运算,如果能够更好地利用计算机的性能,会进一步提高算法的效率。此外,如何将现有的算法和计算机的优势相融合,还会带来更多的技术创新。 结论: 雷达脉冲压缩算法的发展历程和未来方向都需要从各个角度展开深入研究。无 论是理论研究还是应用方面,脉冲压缩算法都将会发挥更加重要且广泛的作用。随着信息技术的不断进步,我们有理由相信,在不远的未来,雷达脉冲压缩算法必将在更广泛的领域得到应用,并成为信息技术新的重要驱动力。

雷达线性调频脉冲压缩的原理及其MATLAB仿真

线性调频(LFM )脉冲压缩雷达仿真 一. 雷达工作原理 雷达是Radar (RAdio Detection And Ranging )的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。典型的雷达系统如图1.1,它主要由发射机,天线,接收机,数据处理,定时控制,显示等设备组成。利用雷达可以获知目标的有无,目标斜距,目标角位置,目标相对速度等。现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念,使它具有对运动目标(飞机,导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。雷达的应用越来越广泛。 图1.1:简单脉冲雷达系统框图 雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形(Radar Waveform ),然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收,对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。 假设理想点目标与雷达的相对距离为R ,为了探测这个目标,雷达发射信号()s t ,电磁波以光速C 向四周传播,经过时间R C 后电磁波到达目标,照射到目标上的电磁波可写成: ()R s t C - 。电磁波与目标相互作用,一部分电磁波被目标散射,被反射的电磁波为()R s t C σ⋅-,其中σ为目标的雷达散射截面(Radar Cross Section ,简称RCS ) ,反映目标对电磁波的散射能力。再经过时间R C 后,被雷达接收天线接收的信号为(2)R s t C σ⋅-。 如果将雷达天线和目标看作一个系统,便得到如图1.2的等效,而且这是一个LTI (线性时不变)系统。 图1.2:雷达等效于LTI 系统 等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1 ()()M i i i h t t σδτ== -∑ (1.1)

雷达脉冲压缩信号基本理论

雷达脉冲压缩信号基本理论

第二章 雷达脉冲压缩信号基本理论 在介绍脉冲压缩之前,首先要了解关于雷达信号处理的基本基本理论,为研究雷达信号的脉冲压缩技术奠定理论基础。 2.1雷达信号处理基本理论简介 匹配滤波 匹配滤波(matched filtering )是最佳滤波的一种。当输入信号具有某一特殊波形时,其输出达到最大。在形式上,一个匹配滤波器由以按时间反序排列的输入信号构成。且滤波器的振幅特性与信号的振幅谱一致。因此,对信号的匹配滤波相当于对信号进行自相关运算。配滤波器是一种非常重要的滤波器,广泛应用与通信、雷达等系统中。 现假设一雷达输入信号为()x t ,其中已知的雷达信号为()s t ,噪声信号为()n t 。那么有 ()()() x t s t n t =+ (2.1) 其中雷达信号()s t 的频谱表达式和能量表达式分别可以用式2.2和2.3表示。 ()()exp(2)S f s t j ft dt π∝ -∝ =⋅-⎰ (2.2) 2|()|E S f df ∝ -∝=⎰ (2.3) 假设匹配滤波器的冲激响应为h(t),那么滤波器的输出响应为: ()()() s n y t y t y t =+ (2.4) 其中滤波器对()s t 的响应函数() s y t 的表达式为: ()()()exp(2)s y t H f S f j ft df π∝ -∝ = ⎰ (2.5) 再假设滤波器的输出信号成分在0t 时刻会得到一个峰值,那么输出信号的峰值功率为:

2 00 ()| ()()exp(2)| s y t H f S f j ft df π∝ -∝ =⎰ (2.6) 此外,噪声的平均功率为: 2 2 ()|()| 2 n N y t H f df ∝ -∝ =⎰ (2.7) 因此可以得到信噪比: 2 2 02 02 2 00 0| ()()exp(2)| |()||()|2|()|/2 |()|2 s n H f S f j ft df S f df y t E SNR y t N N N H f df π∝ ∝ -∝ -∝ ∝ -∝ == ≤ = ⎰ ⎰ ⎰ (2.8) 当式2.8满足信噪比最大值的时候,则有: *0()()exp(2) H f KS f j ft π=- (2.9) 转换为时域,则有 *0()() h t Ks t t =- (2.10) 从上面的理论推导可以看到,当输出信噪比为最大值的时候,滤波器的传递函数与输入信号的频谱函数满足特定的关系,式2.10就反映了这个关系。满足这种关系的线性滤波器,称之为匹配滤波器。 匹配滤波器的在数学上的运算作用就是对输入信号s(t)做相关运算。在0t t =时刻,信号各频率分量同相叠加,得到最大输出值,其输出值的大小只与信号能量有关。 通过上面的分析可知,所谓的最优滤波器,实际上都是在某个准则下的最优。匹配滤波器对应的最优的准则是输出信噪比(SNR)最大。而且还有一个前提条件是在白噪声背景下。 匹配滤波器在很多场合有应用,本课题的雷达信号脉冲压缩技术中匹配滤波器是一个核心功能模块,在MATLAB 中仿真,可以得到匹配滤波前后的仿真效果图如图2.1所示。

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式 雷达数字下变频后脉冲压缩是一种重要的信号处理技术,它能够有效地提高雷达系统的分辨能力和测量精度。本文将对雷达数字下变频后脉冲压缩的原理进行详细介绍,并给出相应的公式,以帮助读者深入理解该技术。 雷达是一种将电磁波通过传输和接收设备发射出去,再通过接收和分析设备接收回来,以探测目标和测量目标相关参数的设备。在雷达系统中,脉冲压缩是一种重要的信号处理技术,用于提高雷达的距离分辨能力。传统的脉冲压缩技术主要是通过硬件实现,但随着数字信号处理技术的快速发展,数字下变频后脉冲压缩逐渐成为主流。 数字下变频后脉冲压缩的核心思想是将接收到的窄带信号下变频到中频,并对其进行脉冲压缩处理。其原理可以用如下公式表示:$$ s(t) = \frac{1}{T} \int_{0}^{T} x(t) h^*(t - \tau) dt $$ 其中,$x(t)$表示接收到的窄带信号,$s(t)$表示压缩后的脉冲信号,$h(t)$表示脉冲压缩滤波器的冲激响应函数,$h^*(t - \tau)$表示$h(t)$在时域上延迟$\tau$后的函数,$T$表示信号的脉冲宽度。

该公式表示,压缩后的脉冲信号$s(t)$是接收到的窄带信号 $x(t)$与脉冲压缩滤波器的冲激响应函数$h(t)$的卷积积分。通过进 行卷积计算,信号在时域上得到了压缩,从而提高了距离分辨能力。 数字下变频后脉冲压缩技术具有许多优势。首先,通过数字信号 处理技术,可以灵活地调整压缩滤波器的参数,从而适应不同的工作 任务和环境。其次,使用数字信号处理器(DSP)等高性能计算设备可 以实现实时处理,大大提高了雷达系统的响应速度。此外,数字化处 理还可以减少了传统脉冲压缩系统中由于模拟部分带来的误差和失真,从而提高了数据的精确度和可靠性。 总之,雷达数字下变频后脉冲压缩是一种重要的信号处理技术, 通过将接收到的窄带信号下变频到中频,并对其进行脉冲压缩处理, 可以提高雷达系统的分辨能力和测量精度。相信随着数字信号处理技 术的不断发展,该技术将在雷达领域发挥越来越重要的作用。希望本 文的介绍对读者理解和应用雷达数字下变频后脉冲压缩技术有所帮助。

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式 摘要: 一、引言 二、雷达数字下变频后脉冲压缩原理 1.脉冲压缩技术的概念和作用 2.数字下变频的原理 3.脉冲压缩公式 三、雷达数字下变频后脉冲压缩的应用 1.提高距离分辨率 2.降低旁瓣干扰 四、结论 正文: 一、引言 雷达技术作为现代国防和民用领域的重要技术之一,其发展一直受到广泛关注。在雷达系统中,脉冲压缩技术是一种重要的技术手段,可以提高雷达系统的距离分辨率和信噪比。数字下变频是雷达系统中常用的一种技术,其与脉冲压缩技术的结合可以进一步提高雷达系统的性能。本文将探讨雷达数字下变频后脉冲压缩的原理及公式。 二、雷达数字下变频后脉冲压缩原理 1.脉冲压缩技术的概念和作用 脉冲压缩技术是一种通过压缩脉冲信号的时宽,提高脉冲信号的距离分辨

率和信噪比的技术。在雷达系统中,脉冲压缩技术可以有效提高雷达系统的探测能力和抗干扰能力。 2.数字下变频的原理 数字下变频是指在数字信号处理过程中,将信号的频率降低到较低的频率范围内。在雷达系统中,数字下变频可以将高频信号转换为低频信号,从而降低信号的处理复杂度。同时,数字下变频还可以与脉冲压缩技术相结合,提高脉冲信号的距离分辨率和信噪比。 3.脉冲压缩公式 在雷达数字下变频后,脉冲压缩的公式可以表示为: 距离分辨率= c / (2B) 其中,c 为光速,B 为信号带宽。距离分辨率表示雷达系统能够区分两个目标的最小距离差。可以看出,信号带宽B 越大,距离分辨率越小,雷达系统的探测能力越强。 三、雷达数字下变频后脉冲压缩的应用 1.提高距离分辨率 雷达数字下变频后脉冲压缩可以有效提高雷达系统的距离分辨率,使雷达系统能够更加准确地探测目标。在实际应用中,提高距离分辨率可以提高雷达系统的抗干扰能力,提高目标的识别能力。 2.降低旁瓣干扰 旁瓣干扰是雷达系统中常见的一种干扰现象,会对雷达系统的探测能力产生影响。雷达数字下变频后脉冲压缩可以降低旁瓣干扰,提高雷达系统的信噪比。在实际应用中,降低旁瓣干扰可以提高雷达系统的抗干扰能力,提高目标

脉冲压缩流程

脉冲压缩流程 介绍 脉冲压缩是一种用于雷达信号处理的技术,通过压缩雷达接收到的宽带脉冲信号,提供更高的距离和速度分辨率。本文将详细探讨脉冲压缩的流程和相关算法。 脉冲压缩概述 脉冲压缩的目标是提高雷达的分辨能力。传统雷达系统中,脉冲信号会由天线接收并转换成电信号,然后经过一系列的信号处理流程得到目标的距离和速度信息。然而,由于脉冲信号带宽有限,传统的雷达系统在分辨远距离目标和高速目标时存在一定的困难。脉冲压缩技术通过增加信号的带宽,有效地提高了雷达的距离和速度分辨率。 脉冲压缩流程 脉冲压缩的流程可以概括为以下几个步骤: 1. 接收脉冲信号 雷达系统首先通过天线接收到脉冲信号,并将其转换成电信号。接收到的信号包含了目标的回波信号以及杂波等干扰信号。 2. 预处理 在进行脉冲压缩之前,需要对接收到的信号进行预处理。预处理的主要目的是去除背景噪声和杂波,以提高后续处理的效果。常用的预处理方法包括滤波、空域抑制和时域抑制等。 3. 时域压缩 时域压缩是脉冲压缩的核心步骤。在这一步骤中,接收到的信号将通过一种称为压缩滤波器的系统。压缩滤波器的设计基于匹配滤波理论,可以将信号的带宽拉宽,

从而提高雷达的距离分辨率。压缩滤波器的输入是接收到的脉冲信号,输出则是经过压缩的信号。 4. 距离和速度计算 压缩后的信号经过滤波之后,可以通过距离和速度计算算法得到目标的距离和速度信息。距离计算一般基于雷达设备与目标之间的时延,而速度计算则利用了接收到的信号的多普勒频移。 常用的脉冲压缩算法 在脉冲压缩流程中常用的算法有: 1. 匹配滤波算法 匹配滤波算法是最常用的脉冲压缩算法之一。它的核心思想是通过与接收到的信号进行相关运算,使得与目标信号相关性最大化。匹配滤波算法的优点是能够实现最佳的脉冲压缩效果,但其计算复杂度较高。 2. 快速脉冲压缩算法 快速脉冲压缩算法是一种基于快速傅里叶变换(FFT)的近似算法。它通过降低计 算复杂度,实现了较快的脉冲压缩速度。快速脉冲压缩算法常用于实时性要求较高的雷达系统。 3. 线性调频脉冲压缩算法 线性调频脉冲压缩算法是一种非线性压缩算法。它通过对接收到的线性调频信号进行解调和反变换,实现了对输入信号的压缩。线性调频脉冲压缩算法适用于对低功率目标进行高分辨率测量的场景。 总结 脉冲压缩是一种用于雷达信号处理的关键技术,在提高雷达分辨能力方面起到了重要作用。本文详细介绍了脉冲压缩的流程和常用算法,包括接收脉冲信号、预处理、时域压缩和距离速度计算等步骤。各种不同的脉冲压缩算法都有其优缺点,可以根据具体的应用场景选择合适的算法。脉冲压缩技术的不断进步将进一步提升雷达系统的性能和应用范围。

探究分段脉冲压缩在雷达信号处理中的应用

探究分段脉冲压缩在雷达信号处理中的 应用 摘要:脉冲压缩技术是雷达信号处理的一项重要技术,是对线性调频信号进 行的处理,其实质是通过对宽带信号进行实时地去噪声和加窗处理,从而实现对 目标信息的获取。在雷达中,采用脉冲压缩技术可以有效提高雷达的距离分辨率 和速度分辨率。本文将以采用分段式脉冲压缩技术可以解决这一问题。 关键词:分段脉冲压缩;雷达信号处理;应用 分段式脉冲压缩技术是通过对线性调频信号进行分段处理来实现距离、速度 信息的获取。这种方法只需简单地改变信号的部分参数就可以实现对距离和速度 信息的获取,不会造成距离、速度模糊问题。虽然分段式脉冲压缩技术也存在着 一定的问题,如采用分段式脉冲压缩技术会使系统复杂度增大,但它是一种有效 提高雷达系统性能的手段。在实际应用中可以根据不同情况对其进行选择。 1.信号处理的基本原理 在雷达信号处理中,一般使用基于傅里叶变换的算法来进行相关信号的处理。傅里叶变换是一种基本的变换方法,也是一种最基本的信号处理方法,其实质是 将信号进行傅里叶分解,得到其频域分布。在频域中,频域分布和时域分布都具 有较大的数值,而这两种分布都是由傅里叶变换而得到的。基于傅里叶变换的信 号处理方法可以简单地理解为对信号进行去噪处理,因为在时域中信号是有限长 序列,且该序列具有周期性。所以,在对信号进行处理时通常要先对其进行傅里 叶变换。根据信号处理中傅里叶变换的应用方式可以将其分为两类:一类是单频 正弦脉冲压缩算法,另一类是双频正弦脉冲压缩算法。在单频正弦脉冲压缩算法中,信号经过傅里叶变换后得到的是离散时间序列的幅度信息,而在双频正弦脉 冲压缩算法中则得到了连续时间序列的幅度信息。在实际应用中通常使用双频正 弦脉冲压缩算法来进行信号处理。

雷达分析与目标识别算法研究

雷达分析与目标识别算法研究 概述: 雷达技术是一种利用无线电波来探测目标的技术。雷达分析与目标识别算法是 对雷达获取的数据进行处理和分析,以识别和跟踪目标。本文将讨论雷达分析与目标识别算法的研究与应用。 引言: 雷达技术一直是军事、航空、气象和航海等领域中重要的工具。雷达系统通过 发送无线电波并接收其反射信号,根据信号的特性和反射时间,可以确定目标的距离、方位和速度等信息。然而,由于雷达波束的特性和目标背景的复杂性,从海上、地面、空中等多种噪声环境中准确地识别和跟踪目标仍然是一个具有挑战性的问题。雷达分析与目标识别算法: 雷达分析与目标识别算法是对雷达数据进行处理和分析,以提取目标特征并对 目标进行识别和跟踪。以下是一些常用的雷达分析与目标识别算法: 1. 脉冲压缩算法: 脉冲压缩算法是一种用于提高目标分辨率和降低目标散射截面积的技术。该算 法通过应用复杂的信号处理技术,对雷达接收到的信号进行压缩,使得距离分辨率可以达到理论极限。脉冲压缩算法在目标识别和测距方面具有重要的应用价值。 2. 自适应波束形成算法: 自适应波束形成算法是一种通过优化雷达波束的传输和接收来提高目标检测和 跟踪效果的算法。该算法可以根据目标的方位和距离信息自动调整雷达波束的形状和方向,以最大程度地提高目标信号的接收效果。 3. 雷达图像处理算法:

雷达图像处理算法是一种将雷达数据转换为可视化图像的技术。通过将雷达接 收到的信号进行处理和分析,然后将结果以图像的形式展示出来,可以更直观地观察和识别目标。雷达图像处理算法在目标识别和目标特征提取方面具有广泛的应用。 4. 目标跟踪算法: 目标跟踪算法是一种通过对雷达数据进行连续分析和处理,以实现目标的持续 跟踪和预测的技术。该算法可以通过匹配目标的特征和动态参数,实时跟踪目标的位置、速度和加速度等信息。 应用领域: 雷达分析与目标识别算法在多个领域有着广泛的应用,包括军事、交通、航空、气象和安防等方面。 1. 军事应用: 在军事领域,雷达分析与目标识别算法可以在目标检测、导弹追踪和目标识别 等任务中起到重要的作用。通过利用雷达技术,可以实现对敌方飞机、船只和导弹等目标的实时监测和追踪,提高军事作战的效能和精度。 2. 交通应用: 在交通领域,雷达分析与目标识别算法可以用于实现交通流量监测和车辆跟踪 等任务。通过利用雷达技术,可以对道路上的车辆进行实时监测、统计和跟踪,提供实时的交通信息和智能交通管理。 3. 航空应用: 在航空领域,雷达分析与目标识别算法可以用于飞行器的导航和自主着陆等任务。通过利用雷达技术,可以实现对飞行器的定位和目标识别,帮助飞行器实现精确的导航和着陆。

脉冲压缩技术在空管一次雷达中的应用

脉冲压缩技术在空管一次雷达中的应用 摘要:近些年随着科学技术的快速发展,航天飞行器进入到快速更新换代时期,不管是在军事还是民用上,各式各样的航天飞行器材不断被研发出来。这就 给我国军事安全领域提出了巨大的挑战,如何有效的更新雷达探测技术成为了迫 在眉睫的问题。原有的常规雷达技术不能兼顾探测距离和探测精度,在军事应用 领域受到了诸多局限。雷达脉冲压缩技术的出现对于解决让雷达同时提升探测精 度和扩大雷达探测距离的问题成为可能,为我国军事安全领域做出了巨大的贡献,接下来我就介绍其作用原理以及广泛应用。 关键词:脉冲压缩技术;空管一次雷达;应用 前言 随着雷达技术的迅猛发展,对雷达的作用距离、分辨率、测量精度等提出了 更高的要求,结合信号与系统原理可知,雷达的最大作用距离与距离分辨率是一 对此消彼长的矛盾体,而雷达脉冲压缩技术有效解决了这一问题。 1雷达脉冲压缩技术原理 按雷达信号处理理论,在保证一定信噪比并实现最佳处理的前提下,测距精 度和距离分辨率主要取决于信号的频率结构,它要求信号具有大的信号带宽;而 测速精度和速度分辨率主要取决于信号的时间结构,它要求信号具有大的时宽。 大时宽不仅保证了速度分辨率,更重要的也是提高探测距离的手段;大带宽则是 提高距离分辨率的前提。而普通的单载频脉冲信号的时宽带宽积近似为1,也就 是说大的时宽和大的带宽不可能同时兼得,测距精度和距离分辨率同作用距离以 及测速精度和速度分辨率之间存在着不可调和的矛盾。雷达脉冲压缩技术正是为 解决这一问题而提出的,其工作原理是采用调制宽脉冲发射,以提高发射机的平 均功率,保证雷达的最大作用距离以及测速精度和速度分辨率,接收时利用脉冲 压缩技术,获得窄脉冲,从而提高测距精度和距离分辨率。

雷达信号处理算法的研究与开发

雷达信号处理算法的研究与开发 雷达技术是现代武器系统中非常重要的一项技术之一,通过雷达技术可以对周围环境进行高精度探测和监测。而在雷达探测中,信号处理算法的开发和研究也是非常重要的一环。本文将对雷达信号处理算法的研究与开发进行探讨。 一、雷达信号处理算法概述 雷达信号处理算法是针对雷达信号进行数学分析和处理,以提取出所需信息的技术。根据雷达数据处理过程中的不同特点,主要有以下几种算法: 1.脉冲压缩处理算法 脉冲压缩处理是一种常见的雷达信号处理算法,它通过改善雷达系统的波形性能,使得雷达系统可以得到更高的分辨率和灵敏度。脉冲压缩算法的优势在于可以使雷达系统获得更高的距离和速度分辨率,并且可以解决距离和速度测量中的盲区问题。 2.多普勒滤波算法 多普勒滤波是通过对雷达返回信号中的多普勒频率进行过滤和分析,以得到所需信息的算法。多普勒滤波算法的优势在于可以对多个目标同时进行跟踪,并可以对相同多普勒频率的多个目标进行区分。 3.协方差矩阵处理算法 协方差矩阵处理是一种基于雷达信号统计特性的处理算法,它可以对雷达返回信号进行统计分析,提取目标特征信号并进行目标检测和跟踪。协方差矩阵算法的优势在于可以对多个目标进行同时检测和跟踪,并减少误检率和漏报率。 二、雷达信号处理算法的研究 在雷达信号处理算法的研究中,主要有以下几个方向:

算法优化和改进是针对现有算法进行修改和改良,以提高算法的性能和实用性。例如,在脉冲压缩算法中,可以改善波形的带宽和幅度,以得到更高的分辨率和灵敏度。而在多普勒滤波算法中,可以通过改变滤波器的参数和结构,以对多个目标进行同时检测和跟踪。 2.新算法的研究和应用 新算法的研究和应用是针对雷达信号处理中新的算法和技术进行研究和应用, 以提高雷达系统的性能和功能。例如,目前一些新的算法如相位编码和压缩感知等,可以在雷达信号处理中实现目标检测和跟踪,同时还可以大幅度降低雷达系统成本。 3.理论研究和模拟仿真 理论研究和模拟仿真是对雷达信号处理算法进行分析和研究的一种方法,通过 建立模型和进行仿真实验,可以对算法的性能和适用性进行分析和评估。例如,可以通过计算机模拟对算法的鲁棒性和稳定性进行分析和验证。 三、雷达信号处理算法的开发 雷达信号处理算法的开发可以分为以下几个阶段: 1.需求分析和系统设计 需求分析和系统设计是雷达信号处理算法开发的第一步,需要根据具体需求和 系统要求,确定所需算法的性能和功能。在这个阶段,需要进行需求分析、系统设计和架构设计等工作。 2.算法实现和编程 算法实现和编程是将需求和设计转化为具体程序的过程,需要根据系统设计和 算法要求,采用合适的编程语言和编程方法,实现和编写算法程序。在这个阶段,需要进行编写代码、调试程序和测试验证等工作。

雷达信号处理中的算法研究

雷达信号处理中的算法研究 雷达技术作为一种广泛应用于军事、航空、气象等领域的无线电探测技术,其 信号处理算法的研究一直是学术界和工程界的热点。本文将探讨雷达信号处理中的算法研究,包括常用的雷达信号处理算法、算法的优化和改进以及未来的发展方向。 首先,我们来了解一下常用的雷达信号处理算法。雷达信号处理的基本任务是 从接收到的雷达回波信号中提取目标的信息。常见的处理算法包括脉冲压缩、自适应波束形成和目标跟踪等。脉冲压缩是一种用于增强雷达分辨率的技术,通过压缩回波信号的脉冲宽度,提高目标分辨能力。自适应波束形成算法可以根据目标的方位和距离信息,自动调整波束指向,提高雷达的探测性能。目标跟踪算法则是通过分析雷达回波信号的特征,确定目标的位置和运动状态。 然而,传统的雷达信号处理算法在实际应用中存在一些问题,例如对杂波的抑 制能力较弱、抗干扰性能有限等。因此,学术界和工程界一直在致力于改进和优化雷达信号处理算法。一种常见的优化方法是基于统计学的方法,通过对大量的雷达回波数据进行统计分析,提取目标信号的特征,从而实现更精确的目标检测和跟踪。另一种优化方法是基于机器学习的方法,通过构建合适的模型和算法,让雷达系统能够自动学习和适应不同的环境和目标特征,提高信号处理的准确性和鲁棒性。 随着人工智能技术的快速发展,深度学习在雷达信号处理中的应用也逐渐受到 关注。深度学习是一种模仿人脑神经网络结构和工作原理的机器学习方法,其在图像识别、语音识别等领域已经取得了重要的突破。在雷达信号处理中,深度学习可以通过构建适应性强、自动学习能力强的神经网络模型,实现更精确和高效的信号处理。例如,可以利用深度学习算法提取雷达回波信号的时频特征,从而实现对目标的分类和识别。此外,深度学习还可以用于目标跟踪和目标定位等方面,提高雷达系统的性能和可靠性。 未来,雷达信号处理算法的研究将继续向更高层次和更复杂的方向发展。一方面,随着雷达系统的发展,信号处理算法需要适应更高速率、更高分辨率的雷达回

脉冲压缩技术研究

脉冲压缩技术研究 脉冲压缩技术的核心思想是通过将脉冲信号与其中一种特定的序列进 行卷积运算,从而实现脉冲的压缩。常见的压缩序列包括线性调频信号(LFM信号)、随机相位码、多普勒码等。其中,线性调频信号是应用最 广泛的一种压缩序列,其特点是频率随时间线性变化。 在雷达应用中,脉冲压缩技术可以提高雷达的距离分辨率和目标探测 性能。传统雷达系统中,脉冲的带宽决定了雷达的距离分辨率,带宽越大,分辨能力越强。然而,由于无线电频谱的有限性,传统雷达系统的带宽受 到限制。而通过脉冲压缩技术,可以实现对大带宽脉冲信号的压缩,从而 提高雷达的距离分辨率。 在通信系统中,脉冲压缩技术可以提高抗多径干扰的能力。多径干扰 是指由于信号在传播过程中遇到多个不同的传播路径引起的信号多次反射 和衍射,导致接收端收到的信号呈现多个不同的传播路径所产生的叠加。 脉冲压缩技术可以通过压缩信号的时延,使得反射回来的多个信号在接收 端得以清晰分辨,从而提高多径干扰的抑制能力。 在激光应用中,脉冲压缩技术可以提高激光的脉冲功率和光谱纯度。 激光器输出的脉冲信号往往具有较大的带宽,而脉冲压缩技术可以通过压 缩脉冲时域宽度,从而提高脉冲功率。同时,由于激光器的输出脉冲信号 往往是非单色的,脉冲压缩技术可以通过压缩脉冲频域宽度,从而提高光 谱纯度,使得激光的频谱更加窄线。 研究脉冲压缩技术的关键问题包括脉冲压缩序列的选择、脉冲压缩算 法的设计和实现等。在脉冲压缩序列的选择上,需要考虑到序列的自相关

性能、对多路径干扰的抑制能力以及对噪声的容忍度。在脉冲压缩算法的设计和实现上,需要考虑到算法的实时性、计算复杂度以及硬件的限制。 总之,脉冲压缩技术是一种重要的信号处理技术,在雷达、通信、激光等领域具有广泛的应用和深远的影响。通过研究脉冲压缩技术,可以提高系统的性能和能力,满足实际应用的需求。

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式(一)

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式(一) 雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式 在雷达信号处理中,脉冲压缩是提高雷达分辨率和探测能力的重要技术。雷达数字下变频(Digital Down Conversion,DDC)后脉冲压缩是一种常用的脉冲压缩方法,可以有效地减小脉冲宽度,提高雷达测量精度。本文将介绍雷达数字下变频后脉冲压缩的原理公式,并通过例子进行解释说明。 原理概述 雷达数字下变频后脉冲压缩原理是利用数字信号处理技术将接收到的雷达频率变化信号转换为基带信号,进而通过脉冲压缩算法实现对目标的高分辨率测量。数字下变频后脉冲压缩主要包括两个步骤:数字下变频和脉冲压缩。 数字下变频公式 在数字下变频过程中,首先需要进行频率变换,将接收到的射频信号转换为中频信号。这个过程可以用以下公式表示: x IF(t)=x RF(t)⋅e−j2πf IF t 其中,x IF(t)为中频信号,x RF(t)为射频信号,f IF为中频频率。

脉冲压缩公式 在脉冲压缩过程中,我们需要对接收到的中频信号进行脉冲压缩 处理。常用的一种脉冲压缩方法是匹配滤波器法(Matched Filter)。该方法的脉冲压缩公式为: R(t)=x IF(t)⊛p(t) 其中,R(t)为脉冲压缩后的信号,⊛表示卷积运算,p(t)为匹配 滤波器的冲激响应。 解释说明 为了更好地理解雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式,下面举一 个例子进行解释说明。 假设我们接收到一个射频信号x RF(t),频率为f RF=10 GHz,并经过数字下变频后得到中频信号x IF(t),频率为f IF=1 GHz。然后我们使 用带宽为100 MHz的匹配滤波器p(t)对中频信号进行脉冲压缩处理。 根据数字下变频公式可知: x IF(t)=x RF(t)⋅e−j2πf IF t 代入实际数值: x IF(t)=x RF(t)⋅e−j2π×1×109×t 接下来,根据脉冲压缩公式可知: R(t)=x IF(t)⊛p(t) 代入实际数值并进行卷积运算后,得到脉冲压缩后的信号R(t)。

LFM脉冲压缩雷达标准实验报告

一、实验室名称: 电子信息工程专业学位研究生实践基地 二、实验项目名称: LFM 脉冲压缩雷达的设计与验证 三、实验学时:20 四、实验原理: 1、LFM 脉冲信号和脉冲压缩处理 脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的,距离分辨力直接由脉冲带宽确定。窄脉冲具有大带宽和窄时宽,可以得到高距离分辨力,但是,采用窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率,在高频时,由于波导尺寸小,会对峰值功率有限制,以避免传输线被高电压击穿,该功率限制决定了窄脉冲雷达有限的作用距离。现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分辨力,大时宽脉冲增加了雷达发射能量,实现远作用距离,另一方面,宽脉冲信号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。 进行脉冲压缩时的LFM 脉冲信号为基带信号,其时域形式可表示为 其中的矩形包络为 式中的μ为调频斜率,与调频带宽和时宽的关系如下式 时带积1D BT =>>时,LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为 脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器,匹配滤波器是以输出最大信噪比为准则设计出来的最佳线性滤波器。假设系统输入为 ()()()i i x t s t n t =+,噪声()i n t 为均匀白噪声,功率谱密度为0()2n p N ω=,()i s t 是仅在[0,]T 区间取值的输入脉冲信号。根据线性系统的特点,经过频率响应为()H ω匹配滤波器的输出信号为()()()o o y t s t n t =+,其中输入信号分量的输出为 与此同时,输出的噪声平均功率为 则0t 时刻输出信号信噪比可以表示为

要令上式取最大值,根据Schwarz不等式,则需要匹配滤波器频响为 对应的时域冲激响应函数形式为 要使该匹配滤波器为因果系统,必须满足0t T ≥,信噪比最大时刻的输出信噪比取值是 当匹配滤波器冲激响应函数满足(5-5)式时,通过匹配滤波器的输出信号分量可以表示为下式: 由上式可知,此时的输出信号分量实际上是输入信号的自相关函数,在0t时刻输出的最大值就是自相关函数的最大值。 如上所述,匹配滤波器输出信号是信号波形的自相关函数,其傅立叶变换结果就是信号功率谱,则信号带宽越大,输出信号越窄,距离分辨力越好。所以,当宽脉冲的脉内频率或相位经过调制后,信号带宽增大,经过匹配滤波器后就会被压缩为窄脉冲,从而保证了雷达的作用距离和高距离分辨力。这样的调制信号被称为脉冲压缩信号,常用的脉冲压缩信号包括LFM脉冲、非线性调频(NLFM)脉冲和相位编码脉冲。 匹配滤波器对调制后脉冲的压缩作用,也可以从滤波器的群延时特性来理解。从上面表达式可知,除了时延0 t引入的相位因子以外,滤波器频响的相位函数与输入信号是共轭关系,这也就是说,滤波器的群时延特性正好与输入信号的频率-时间变化规律相反。以LFM脉冲信号为例,雷达发射信号频率随时间增加,而匹配滤波器对信号起始的低频分量延时大,对后面的高频分量延时小,中间频率则按相应比例延迟,这样,线性调频脉冲的不同分量,几乎同相地从匹配滤波器输出,在某个时刻输出压缩成单一载频的窄脉冲。 要对基带LFM脉冲信号进行压缩处理,对应的匹配滤波器应具有以下特性 式中的 () i Sω 和 () i φω分别是LFM脉冲的幅频特性和相频特性。为方便推导, 进行变量代换时,取K=,则得到LFM脉冲经过匹配滤波器后输出的信号频谱为 经过傅立叶反变换后,则得到脉冲压缩输出信号 () o s t为 由上式可知,LFM脉冲经过脉冲压缩以后输出的信号为sin x x函数,与压

(2021年整理)雷达发射LFM信号时,脉冲压缩公式的推导与Matlab仿真实现雷达测距。

(完整)雷达发射LFM信号时,脉冲压缩公式的推导与Matlab仿真实现雷达测距。 编辑整理: 尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)雷达发射LFM信号时,脉冲压缩公式的推导与Matlab仿真实现雷达测距。)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。 本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)雷达发射LFM信号时,脉冲压缩公式的推导与Matlab仿真实现雷达测距。的全部内容。

雷达发射LFM 信号时,脉冲压缩公式的推导与 Matlab 仿 真实现雷达测距。 摘要:基于MATLAB平台以线性调频信号为例通过仿真研究了雷达信号处理中的脉冲压缩技术.在对线性调频信号时域波形进行仿真的基础上介绍了数字正交相 干检波技术.最后基于匹配滤波算法对雷达回波信号进行了脉冲压缩仿真,仿真结果表明采用线性调频信号可以有效地实现雷达回波信号脉冲压缩、实现雷达测距并且 提高雷达的距离分辨力。 关键词:线性调频,脉冲压缩,数字正交相干,匹配滤波. When radar transmits LFM signal, the pulse compression formula is deduced and Matlab simulation is used to realize radar ranging Abstract:Based on the MATLAB platform as example for LFM signal is studied by simulation of pulse compression technology in radar signal processing. Based on the simulation of time domain linear FM signal waveform is introduced on the digital quadrature coherent detection technology。 Finally, based on the matched filter algorithm of radar echo signal of pulse compression simulation, the simulation results show that the linear FM signal can effectively realize the radar echo signal of pulse compression radar, improve the range resolution。 Key word:Linear frequency modulation,pulse compressiondigital,quadrature coherence,matched filtering。 1、引言 1.1 雷达起源

第三章脉冲压缩雷达简介

∂∇第三章 脉冲压缩雷达简介 3.1 脉冲压缩简介 雷达的分辨理论表明:要得到高的测距精度和好的距离分辨力,发射信号必须具有大的带宽;要得到高的测速精度和好的速度分辨力,信号必须具有大的时宽。因此,要使作用距离远,又具有高的测距、测速精度和好的距离、速度分辨力,首先发射信号必须是大带宽、长脉冲的形式。显然,单载频矩形脉冲雷达不能满足现代雷达提出的要求。而脉冲压缩技术可以获得大时宽带宽信号,使雷达同时具有作用距离远、高测距、测速精度和好的距离、速度分辨力。具有大时宽带宽的信号通常被称作脉冲压缩信号。 脉冲压缩技术包括两部分:脉冲压缩信号的产生、发射部分和为获得较窄的脉冲对接收回波的处理部分。在发射端,它通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽,在接收端对接收的回波波形进行压缩处理得到较窄的脉冲。 3.2 脉冲压缩原理 3.2.1时宽-带宽积的概念 发射脉冲宽度τ和系统有效(经压缩的)脉冲宽度0τ的比值称为脉冲压缩 比 ,即 0D ττ= (3-1) 因为01B τ=,所以,式(3-1)可写成 D B τ= (3-2) 即压缩比等于信号的时宽-带宽积。在许多应用场合,脉冲压缩系统常用其时宽-带宽积表示。大时宽带宽矩形脉冲信号的复包络表达式可以写成: (),/2/2 ()0,j t Ae T t T u t θ⎧-<<=⎨⎩ 其他 (3-3) 匹配滤波器输出端的信噪比为: ()00S N E N = (3-4)

其中信号能量为[13] : 212 E A T = (3-5) 这种体制的信号具有以下几个显著的特点: (1)在峰值功率受限的条件下,提高了发射机的平均功率av P ,增强了发射信号的能量,因此扩大了探测距离。 (2)在接收机中设置一个与发射信号频谱相匹配的压缩网络,使宽脉冲的发射信号变成窄脉冲,因此保持了良好的距离分辨力。 (3)有利于提高系统的抗干扰能力。 当然,采用大时宽带宽信号也会带来一些缺点[14][15],这主要有: (1)最小作用距离受脉冲宽度 τ 的限制。 (2)收发系统比较复杂,在信号产生和处理过程中的任何失真,都将增大旁瓣高度。 (3)存在距离旁瓣。一般采用失配加权以抑制旁瓣,主旁瓣比可达30dB ~35dB 以上,但将有1 dB ~3 dB 的信噪比损失。 (4)存在一定的距离和速度测定模糊。适当选择信号参数和形式可以减小模糊。但脉冲压缩体制的优越性超过了它的缺点,已成为近代雷达广泛应用的一种体制。 3.2.2 线性调频脉冲信号 线性调频脉冲压缩体制的发射信号,其频谱在脉冲宽度内按线性规律变化,即用对载频进行调制的方法展宽发射信号的频谱,使其相位具有色散。同时,在 t P 受限情况下为了充分利用发射机的功率,往往采用矩形宽脉冲包络,线性调 频脉冲信号的复数表达式可写成[16][17]: 2 00() 2 ()()()t j t j t t s t u t e Arect e μωωτ + == (3-6) 式(3-6)中u(t)为信号复包络:

雷达信号的脉冲压缩原理

第二章脉冲压缩 2.1 概述 表 2.1 窄脉冲高距离分辨力雷达的能力

窄脉冲具有宽频谱带宽。如果对宽脉冲进行频率或相位调制,那么它就可以具有和窄脉冲相同的带宽。假设调制后的脉冲带宽增加了B,由接收机的匹配滤波器压缩后,带宽将等于1/B,这个过程叫脉冲压缩。 脉冲压缩雷达不需要高能量窄脉冲所需要的高峰值功率,就可同时实现宽脉冲的能量和窄脉冲的分辨力。 脉冲压缩比定义为宽脉冲宽度T与压缩后脉冲宽度τ的之比,即/Tτ。带宽B与压缩后的脉冲宽度τ的关系为1/ ≈。这使得脉冲压缩比近似为BT。即压缩比等 Bτ 于信号的时宽-带宽积。在许多应用场合,脉冲压缩系统常用其时宽-带宽 积表征。

这种体制最显著的特点是: ⑴它的发射信号采用载频按一定规律变化的宽脉冲,使其脉冲宽度与有效 Bτ≥,这两个信号参数基本上是独立的,因而可以分别加以选择频谱宽度的乘积1 来满足战术要求。在发射机峰值功率受限的条件下,它提高了发射机的平均功率 P增加了信号能量,因此扩大了探测距离。 av ⑵在接收机中设置一个与发射信号频谱相匹配的压缩网络,使宽脉冲的发射信号(一般认为也是接收机输入端的回波信号)变成窄脉冲,因此保持了良好的距离分辨力。这一处理过程称之为“脉冲压缩”。 ⑶有利于提高系统的抗干扰能力。对有源噪声干扰来说,由于信号带宽很大,迫使干扰机发射宽带噪声,从而降低了干扰的功率谱密度。 当然,采用大时宽带宽信号也会带来一些缺点,这主要有: ⑴最小作用距离受脉冲宽度τ限制。 ⑵收发系统比较复杂,在信号产生和处理过程中的任何失真,都将增大旁瓣高度。 ⑶存在距离旁瓣。一般采用失配加权以抑制旁瓣,主旁瓣比可达30dB~35dB 以上,但将有1dB~3dB的信噪比损失。 ⑷存在一定的距离和速度测定模糊。 总之,脉冲压缩体制的优越性超过了它的缺点,已成为近代雷达广泛应用的一种体制。 根据上面讨论,我们可以归纳出实现脉冲压缩的条件如下:

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