摘要
随着现代武器和现代飞行技术的发展，对雷达的作用距离、分辨率和测量精度的性能指标提出了越来越高的要求。脉冲压缩是现代雷达的一种重要体制，它很好的满足了雷达测距的要求，广泛应用于现代雷达中。相位编码信号是一种常用的脉冲压缩信号，它具有良好的抗干扰性和低频截获概率还具有高的速度和距离分辨率，但利用相位编码信号探测高速运动的物体时存在多普勒敏感性问题，不能很好的实现脉冲压缩，影响匹配滤波器的性能。
本文主要介绍和分析了多普勒频移对相位编码波形雷达信号处理的影响及其补偿问题。首先从脉冲压缩理论出发，简单介绍脉冲压缩的基本原理、匹配滤波器以及相位编码信号的脉冲压缩；接着讨论了相位编码信号的特点，并详细的分析了巴克码、m序列典型的二相编码信号及多普勒频移的影响；最后通过仿真分析了多普勒频移的影响及补偿办法。
关键词脉冲压缩；相位编码；多普勒频移；多普勒补偿
Abstract
With modern weapon and modern wingmanship being developed, the higher performance of the radar, such as action range, resolution, measure precision and so on, are required.Pulse compression is one of the most important systems in modern radars. Pulse compression effectively solves the contradiction between the range resolution and the average power of the radar, and is widely applied in modern radars.The phase encoding signal is one kind of commonly used pulse compression signal, it has the good anti-jamming and the low frequency acquisition probability also has the high speed and is away from the resolution, but using time phase encoding signal survey high speed movement object has the Doppler sensitive problem, cannot very good realize the pulse compression, affects matched filter's performance.
This article mainly introduced and has analyzed the Doppler shift to the phase encoding profile radar signal processing influence and the compensation question. First embarks from the pulse compression theory, introduces the pulse compression simply the basic principle, the matched filter as well as the phase encoding signal pulse compression; Then discussed the phase encoding signal characteristic, and detailed analysis Barke code, m sequence model two phase coded signal and Doppler shift influence; Finally, simulation analysis of the impact of Doppler frequency shift and compensation.
Key words Pulse compression Phase encoding Doppler effects Doppler compensation
目录
摘要..................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................. I I
第1章绪论 (5)
1.1 论文的研究背景和意义 (5)
1.2课题研究现状 (6)
1.3论文的主要工作 (7)
1.4论文的内容安排 (7)
第2章脉冲压缩的基本原理 (8)
2.1 概述 (8)
2.1.1 脉冲压缩原理 (8)
2.2 匹配滤波器 (10)
2.2.1 匹配滤波器信噪比 (10)
2.2.2 动目标匹配滤波器 (12)
2.3 相位编码信号及其脉冲压缩 (13)
2.3.1 相位编码信号 (13)
2.3.2 相位编码信号的脉冲压缩 (15)
2.4 本章小结 (18)
第3章相位编码信号 (19)
3.1 引言 (19)
3.2 模糊函数 (21)
3.2.1 模糊函数的定义及性质 (21)
3.2.2 典型模糊函数及其应用 (23)
3.3 相位编码序列 (24)
3.3.1 二相码 (24)
3.4 多相码 (28)
3.5 多普勒频移对相位编码影响 (30)
3.5.1 多普勒频移概述 (30)
3.5.2 多普勒频移对相位编码信号的影响 (31)
3.5.3 多普勒频移对相位编码信号影响仿真 (33)
3.6 本章小结 (36)
第4章相位编码信号多普勒补偿的补偿技术及仿真 (37)
4.1 内插法多普勒补偿算法及仿真 (37)
4.2 MTD法多普勒补偿算法及其仿真 (39)
4.3 本章小结 (44)
结论 (45)
致谢 (46)
参考文献 (47)
第1章绪论
1.1论文的研究背景和意义
雷达是集中了现代电子科学技术各种成就的高科技系统。众所周知，雷达已成功地应用于地面、建模、机载方面。近年来，雷达应用已经向外层空间发展，出现了空间基(卫星载、航天飞机载、宇宙飞船载)雷达。目前正在酝酿建立比地面预警雷达、机载预警雷达和超视预警雷达更优越的行在预警雷达。鉴于雷达在军事中所起的重要作用，各国纷纷投入大量的人力物力，借助现代电子科技的不断进步来发展自己的雷达技术，使雷达技术和理论得到了迅猛的发展，同时也促进了其民用领域的应用。
当前，在天、空、地一体化的现代战争环境下，雷达面临着电子干扰、隐身、反辐射导弹和低空突防四大威胁，要求最佳的雷达信号具有理想的图钉形模糊函数，不仅要有高的测距、测速精度和好的速度、距离分辨力和单值性等性能指标，而且要有波形捷变能力。随着现代武器和现代飞行技术的发展，对雷达的作用距离、分辨力和测量精度等性能指标提出了越来越高的要求。为增加雷达系统的检测能力，要求增大雷达的平均发射功率。在峰值功率受限时，要求发射脉冲尽量宽，而为提高系统的距离分辨力，又要求发射脉冲尽量窄，提高雷达距离分辨力与增加检测能力是一对矛盾。通常解决的方法是在发射机端发射时间展宽了的信号，信号内部进行必要的调制，在接收端通过压缩滤波器处理而产生窄的时间脉冲，这一过程称为脉冲压缩。作为现代雷达的重要技术，脉冲压缩技术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，是实现雷达高分辨力的有效途径:也是雷达反隐身抗电子干扰以及对抗反辐射导弹(ARM)的有力手段。因此，脉冲压缩被广泛地应用在各种体制的雷达中。
相位编码脉冲压缩是脉冲压缩的一种重要形式，小时宽带宽积(TB)的脉冲压缩信号通常采用相位编码形式。相位编码脉冲压缩信号在时域通过对信号和相位调制来获得很大的等效带宽，从而提高雷达的距离分辨力。
压缩处理是实现脉冲压缩技术的一个重要方面，匹配滤波是脉压处理的基础。由于雷达要测量的目标，通常是运动着的物体，雷达和目标之间的相对运动就会产生多普勒频移，雷达回波处理的第一个主要步骤就是匹配滤波已实现脉冲压缩，运动目标回波的多普勒频移对于匹配滤波的影响主要体现在：1)产生距离多普勒耦合影响测距；2)使得匹配滤波性能降低（多普勒失配或多普勒敏感）。
一般情况目标的速度是未知的，这时就会产生多普勒失配。相对较小的多普勒失配仅会是匹配滤波器输出的峰值的幅度有轻微的衰减，但是，
大的失配能产生相当大的衰减。多普勒失配的影响可能是好的也是坏的。如果目标运动且速度未知，失配现象会使观测到的峰值衰减，如果衰减特别严重则无法进行测量。当不存在多普勒频移和噪声时,其输出为理想的自相关函数, 在相对时延为零处具有类似冲击函数的大峰值,而其它处的旁瓣较小。当发射信号碰到一个动目标时,反射回来的信号含有一个线性相移,其斜率与多普勒频移成正比。由于这个多普勒调制频率减小了压缩脉冲的峰值,引起失配损失,因而旁瓣结构也发生变化,表现为匹配滤波器输出主峰加宽,旁瓣抬起,从而影响了距离分辨力,增加了虚警率。所以研究多普勒补偿技术是个很重要的课题。
1.2课题研究现状
脉冲压缩的概念最早始于第二次世界大战初期，由于技术上的实现困难，直到上个世纪60年代初才开始用到雷达中来。70年代以来，由于理论上的成熟和技术的实现手段日趋完善，使得脉冲压缩技术能广泛的用到雷达中来。到目前为止，脉冲压缩可以采用线性调频(LFM)、非线性调频(NLFM)、相位编码(PSK)、频率编码(FSK)和极化编码等方式。但应用最广泛的是线性调频脉冲压缩和相位编码脉冲压缩。
相位编码脉冲信号是将宽度为T的长脉冲，分成N个宽度为τ的子脉冲，子脉冲的相位依据不同的规律取值。如果相位的取值仅限于0和π两种，则为二相编码信号，否则为多相编码信号。二相编码信号具有图钉型模糊函数，因而具有良好的邻近目标的距离和速度分辨力及测距、测速精度。与线性调频信号相比，它不存在距离和多普勒耦合，不存在测值的多值性问题。但这类信号的主要缺点是对多普勒频移的敏感性，当回波信号与匹配滤波器有多普勒失谐时，匹配滤波器将起不到脉冲压缩的作用。因此，这类信号一般用于目标多普勒频移较窄的情况。
由于多普勒频移对二相编码信号的影响存在着十分突出的问题。近些年来，国内外已有许多学者致力于脉冲压缩雷达中多普勒补偿方面的研究。
为了克服多谱勒频移对二相编码脉冲压缩雷达的影响，传统采用的方法是多维滤波器组合。在目标的速度变化率较大的时候，采用一组滤波器代替原来的一个匹配滤波器。每个滤波器和特定的一组目标参数相匹配，对应于一个特定的多谱勒频移。然后观察哪个滤波器具有最大的响应峰值，目标参数就是这个特定滤波器的参数。采用这种设计方法，无疑是增加了系统的复杂程度。解决这个问题的另一个途径就是选择很窄的脉冲信号，从而使目标在一定速度下，呈现出静止不动的状态。然而，窄脉冲必
然会导致雷达输出峰值功率的提高，而且在一个高性能的雷达系统中，信号通常很长。因此，单纯的降低脉冲宽度来克服多普勒现象是不切实际的。国外学者在二相编码脉压的多普勒补偿方面做了大量研究。文献[7]提出一种方法，将二相码转化为二元频率编码，由两个通道发射和接收，然后将两通道输出按时间严格关系加以组合以后再送脉冲压缩器。文献[8]结合二相编码波形的旁瓣抑制滤波器的设计提出了一种多普勒容限的扩展方法。文献[9]提出了一种多普勒效应最优化的非匹配滤波算法，能同时减小二相编码脉压雷达的多普勒频移和副瓣幅度。我国学者在二相编码脉冲压缩的多普勒容限的扩展方面也作了许多工作。文献[5]针对相位编码信号脉冲压缩技术中存在的多普勒失配问题，提出并实现一种基于数字动目标检测(DMTD)的二相码信号多普勒补偿方法，该方法通过DMTD分离不同速度目标的回波，然后对不同速度通道的回波信号进行相应的多普勒补偿，矫正了多普勒失配问题。文献[6]在分析直接匹配处理结构对多普勒失配敏感性影响的基础上,提出了一种新的处理结构,可以抑制调制的多普勒频移,结果大大地扩展了相位编码信号的多普勒容限带宽。文献[10][14]是本文要介绍的两种补偿方法。
1.3论文的主要工作
1)学习相位编码波形，雷达模糊函数，匹配滤波理论。分析相位编码波形的距离－多普勒分辨力，多普勒频移对于匹配滤波输出的影响（信噪比损失、测距精度等）；研究相位编码信号的多普勒补偿原理及其实现方法。
2)产生相位编码波形，设计匹配滤波器，通过仿真分析回波多普勒频移对于匹配滤波输出的影响。通过仿真验证多普勒补偿方法的性能。
1.4论文的内容安排
第二章介绍了脉冲压缩技术的基本原理，简单阐述了匹配滤波器原理以及动目标匹配滤波器，然后介绍了相位编码信号的脉冲压缩。第三章介绍了相位编码信号的主要特点，并引入模糊函数的概念，利用模糊函数来分析信号的特性;然后详细介绍了二相码中的巴克码、m序列的基本特性及相关函数特性。最后介绍了多相位码以及多普勒频移对二相码信号的的影响及仿真。第四章介绍了两种相位编码信号的多普勒补偿技术方法及其仿真。接着对本论文工作进行了总结，并对本课题做了展望。
第2章 脉冲压缩的基本原理
2.1 概述
为了提高雷达目标发现能力、测量精度和分辨能力，要求雷达信号具有大的时宽、带宽、，能量乘积，单载频脉冲信号的时宽和带宽乘积接近于1，大的时宽和带宽不可兼得。因此，对这种信号来说，测距精度和距离分辨力同测速精度和速度分辨力以及作用距离之间存在不可调和的矛盾。为了解决这一问题，先后提出脉冲压缩的概念，其时宽带宽乘积大于1，后来称之为脉冲压缩信号或大时宽带宽乘积信号。所谓脉冲压缩，就是采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够的最大作用距离，而在接收时则采用匹配滤波器进行脉冲压缩，获得窄脉冲信号，使雷达提高检测能力的同时又不降低距离分辨力，因而能较好地解决作用距离和分辨力之间的矛盾。
2.1.1 脉冲压缩原理
譬在绪论中曾经提到，雷达的作用距离和距离分辨力之间存在着一个矛盾。对于单载频脉冲信号而言，它的时宽带宽乘积接近等于1。要想同时提高作用距离和距离分辨力。要求信号具有大于1的时宽带宽乘积。雷达脉冲压缩技术通过对射频载波进行编码雾增大发射波的带宽，然后在接受端对接受到的回波波形进行压缩，从而获得大的时宽带宽乘积，改善雷达性能。
对于一个雷达系统，它的距离分辨率可以表示为
B
c 2=γδ (2-1) 其中。C 是光速(≈3810?米/秒)，B 是发射波形的带宽。
对普通的单载频脉冲信号雷达而言，BT=1，T 是发射脉冲的宽度。 将T B /1=理带入到式 (2-1)中，得到
2
cT =γδ (2-2) 对于脉冲压缩信号，发射波形在相位上或频率上被调制，因此它的B>>I/T 。
如果令系统经脉冲压缩后的有效脉冲宽度为τ，则
τ=1/B (2-3)
脉冲压缩雷达的距离分辨力可以表示为
2
τδγc = (2-4)
将式(2-4)与(2-2)比较，我们将发射脉冲的宽度T和系统的有效发射脉冲宽度τ的比值称为系统的脉冲压缩比(CR)，由下式表示
CR=T/τ (2-5) 将(2-3)代入(2-5)可以得到
CR=TB (2-6) 可以看出，脉冲压缩比等于系统的时间—带宽乘积。
脉冲压缩信号具有大时宽带宽积的性能，可以充分地利用发射管的平均功率，这个性能大多是从非线性相位调制获得的。比如说，非线性调频、相位编码、频率编码等都是通过采用非线性相位调制来加大信号的时宽带宽乘积。
脉冲压缩技术实际上是匹配滤波器和相关接收理论在实际中的应用。图2-1给出一个实现脉冲压缩的原理方框图。
图2-1.采用“共扼滤波器对”实现脉冲压缩
实现脉冲压缩的条件如下：
(1) 发射脉冲的脉冲宽度与有效频谱宽度的乘积远大于1。
(2) 接收机中必须具有一个压缩网络，其相频特性应与发射信号实现“相位共扼匹配”，即相位色散绝对值相同而符号相反，以消除输入回波信号的相位色散。
脉冲压缩的实现方法通常有两类:一类是用模拟器件实现的模拟方式，另一类则是数字方式，主要采用数字器件实现。模拟器件实时性好，频带宽，成本低，目前已被广泛用于脉压模块中，其缺点是多种模拟器件实现时电路复杂，调整困难。数字器件则因其可靠性高，灵活性好，可编程，便于固化而受到重视
脉冲压缩按发射信号的调制规律(调频或调相)分类，可以分为以下四种：(1) 线性调频脉冲压缩；(2) 非线性调频脉冲压缩；(3) 相位编码脉冲压缩；(4) 时间频率编码脉冲压缩。本文主要讨论相位编码脉冲压缩。
2.2 匹配滤波器
2.2.1 匹配滤波器信噪比
在数字通信系统中，滤波器是其中重要部件之一， 滤波器特性的选择直接影响数字信号的恢复。匹配滤波器是在白噪声背景下，能使输出信噪比达到最大的线性滤波器。
假设接收机的输出信号)(t y 的频谱可以表示为)()()(ΩΩ=ΩX H Y ，其中)(ΩX 是波形（因此，除了总时延外，为接收的目标回波）的频谱。考虑在特定的时刻M T 时刻使SNR （信噪比）最大，则在该时刻输出信号分量的功率为
22)()(21)(?∞+∞-ΩΩΩΩ=d e H X T y M T j M π
(2-7) 为了计算输出的噪声功率，考虑白噪声干扰，其功率谱密度为2/0N W /Hz 。那么，接收机输出端的噪声功率谱密度为20)()2/(ΩH N W /Hz,总的输出噪声功率为
ΩΩ=?+∞
∞-d H N n p 20)(221π (2-8)
在M T 时刻的SNR 为
??∞+∞-∞+∞-ΩΩΩΩ
ΩΩ=d H N d e H X n T y M T j p M 2022)(4)()(21)(π
πχ (2-9) 很明显，χ取决于接收机的频率响应。通过施瓦兹不等式可以确定使χ最大的)(ΩH 。施瓦兹不等式的一种形式为 {}{}???ΩΩΩΩ≤ΩΩd B d A B A 2
22)()()()( (2-10) 当且仅当)()(*Ω=ΩA B α时等号成立，其中α为任意常量。将式(2-10)代入式(2-9)的分子中，可得
???∞+∞-+∞∞-+∞∞-ΩΩΩΩΩΩΩ≤d H N d H d e X M T j 20222)(4)()()21(π
πχ (2-11) 当满足式（2-12）时，得到SNR 最大值，即
)
()()()(**t T x t h e X H M T j M
-=Ω=ΩΩ-αα或 (2-12) 这种选择接收机滤波器频率或冲击响应的方式被称之为匹配滤波器，
因为响应与信号的波形相匹配。因此，为获得最大输出SNR ，所需的波形和接收机滤波器是匹配的一对。如果雷达改变波形，接收机滤波器的冲击响应也必须随之改变，以维持匹配关系。通过时间反转及对复波取共轭，可以求得匹配滤波的冲击响应。恒定增益α通常被置为1，因为它对可获得的SNR 没有影响。使SNR 最大化的时间在M T 是任意的，但是，为了使)(t h 具有因果性，应该满足τ≥M T （τ为脉宽）。
已知某个输入信号)('t x 同时包含目标和噪声分量，则滤波器的输出由卷积给出
ds h s x x ds s t h s x t y )t -T s ()( t)-(T h(t) )()()(M '
M *'+==-=??∞+∞-+∞
∞-αα (2-13) 式（2-13）的第二行可被看做包含噪声的目标信号)('t x 与发射波形)(t x 在时延为M T —t 时的互相关。因此，匹配滤波器是以发射波形为参考信号的相关器。
计算通过匹配滤波器获得的最大SNR 是很有意义的。将式M T j e X H Ω-Ω=Ω)()(*α代入式（2-9）有
ΩΩ=ΩΩΩΩ=ΩΩΩΩΩ=?????∞∞
-∞+∞
-∞+∞-∞
+∞-Ω-∞+∞-ΩΩ-d X N d X N d X d e X N d e
e X X M M M T
j T j T j 20202222*0
2
*)(1 )(4)(21 )(4])()[(21ππααπαπαπχ (2-14) 信号)(t x 的能量为
??∞∞-∞∞-ΩΩ==d X dt t x E 22)(21)(π
(2.15) 其中，第二步的推导由帕赛瓦尔关系得到。把式(2-15)代入式(2-14)中得到
02022/)(1N E N E d X N ==ΩΩ=?∞∞-πχ (2-16) 式（2-16）显示了重要结论，即所能达到的最大SNR 只取决于能量，而不是诸如其调制方式等细节。只要他们经过各自的匹配滤波器处理，两个相同能量的不同波形将产生相等的最大SNR 。
匹配滤波器的输出还有另外两个特点值得注意的。匹配滤波器的输出端的峰值信号由式（2-13）在M T t =时给出
E ds s x s x T y M αα==?)()()(* (2-17)
同时，由于他是长度为τs 的脉冲与长度为τs 的匹配滤波器冲击响应的卷积，故匹配滤波器的输出信号分量长度为2τs 。可将以上的结论进行推广，从而当干扰信号功率谱不是白噪声时，可以设计一种是输出的信号—干扰比最大的滤波器。
2.2.2 动目标匹配滤波器
假设发射简单脉冲τ≤≤= t 0 ,1)(t x ,其回波从径向速度为v m/s ，朝雷达运动的目标上返回。经过解调，接收到的回波波形（忽略总的时间延迟）为 v/4 ),exp()()('λπ=ΩΩ=D D t j t x t x 。由于回波与)(t x 不同，所以与信号)(t x 的匹配滤波器不再与)('t x 匹配。如果已知目标的运动速度，则可以构造)('t x 的匹配滤波器
t j D e t x t x t h Ω-=-=)()()(*'*αα (2-18)
该匹配滤波器的频率响应为
)
( ])([ t ,)()(**
')(''*'D t j t j t j X dt e t x t dt e e t x H D D Ω-Ω==-=-=ΩΩ-Ω-∞∞-Ω-Ω∞∞
-??ααα (2-19)
因此，将)(t x 的匹配滤波器的中心频率简单移至预期的多普勒频率处，就能得到)('t x 的匹配滤波器。
当速度预先未知时，会产生接收机与目标多普勒频移失配。更一般地，假设滤波器与某个多普勒频移i Ωrad/s 匹配，但实际目标回波的多普勒频移为D Ω。为了简便起见，设M T =0，则当τ>t 时，匹配滤波器的输出为0，当τ≤≤t 0时响应为
ds t s j s j t y i t D )](exp[)exp()(-Ω-Ω=?τ
α (2-20) 如果事实上滤波器与实际的多普勒频移相匹配，即i Ω=D Ω，则输出
τ
ταατ≤≤-=Ω=Ω?t 0 )( )1()exp()(t e ds t j t y t j t
D D (2-21) 对于负t ，即0≤≤-t τ，分析结果类似。完整结果为
0 t - )()(?
??≤≤-=Ω其他ττταt e t y t j D (2-22)
因此，)(t y 就是常见的三角函数，峰值位于t=0处。
如果存在多普勒失配，即D i Ω≠Ω，则期望峰值出现时刻t=0处的响应为
τ
ττ
α
αα0
000)exp()( ])(exp[ )exp()exp()(s
j ds s j ds s j s j t y i D i D i D i D t Ω-ΩΩ-Ω=Ω-Ω=Ω-Ω=??= (2-23)
定义i D diff Ω-Ω=Ω，则
diff diff y ΩΩ=)
sin(2)0(α (2-24)
已研究表明相对于较小的多普勒失配（τ/1< 2.3 相位编码信号及其脉冲压缩 2.3.1 相位编码信号 线性调频信号、非线性调频信号调制函数是连续的，属于“连续型”信号，而相位编码信号，其相位调制函数是离散的有限状态，属于“离散型”编码脉冲压缩信号。由于相位编码采用伪随机序列，因此这类信号也称为伪随机编码信号。 相位编码信号在时宽带宽积较小的情况下，主副比大，压缩性能好，从而受到了越来越广泛的重视。而且由于信号波形的“随机性”易于实现“捷变”。对于提高雷达系统的抗截获能力有利。缺点是相位编码信号对多普勒敏感，当回波信号存在多普勒频移时，会严重影响脉压性能，故只能应用于多普勒频率范围较窄的场合。 在相位编码中，二相编码信号是常用的脉压信号形式之一，它是将宽脉冲分为许多短的等宽度子脉冲，每个子脉冲以0，π两种相位调制。其调 制的顺序由指定的编码序列决定。 相位编码信号按相位取值数目可分为:二相码和多相码。其中二相码是最重要，也是研究最广泛的一类相位编码信号，主要有巴克码、m 序列、L 序列码等。关于二相码的理论己经比较成熟，对于一些常用的序列，已经有表可查。多相码中常见的有Taylor 四相码、弗兰克码、霍夫曼码等。除了这些，对于更广泛意义上的码型则研究的还比较少。 二相码信号的表达式为 ?? ???=?<<-=∑-=其他,00),(1)(1 0P k k PT t kT t v c P t u (2-25) 式(2.25)中T 为子脉冲宽度，k c 为第k 个码的取值(l 或一l)，码长为P 。 ???<<=其他 ,0T t 0 ,/1)(T t v 还可以写成 )()()(1)()(211 t u t u kT t c P t v t u P k k ?=-?=∑-=δ (2-26) 频谱特性可根据傅立叶变换卷积规则，由式(2.26)可求得二相编码的频谱 ∑-=--==10 221)(sin )()()(P k fkT j fT j e e fT c P T f U f U f U ππ (2-27) 其中 fT j e fT c T f U π-=)(sin )(1 fkT j P k k e c P f U π21021)(--=∑= 式（2-27）表明二相编码信号的频谱主要取决于子脉冲频谱)(1f U ，至于附加因子fkT j P k k e c π210 --=∑的作用则与所采用码的形式有关。 计算表明二相编码信号的带宽B 与子脉冲带宽相近，即 T B 1≈ (2-28) 信号的时宽带宽乘积或脉冲压缩比为 P T PT PTB D ===1 (2-29) 采用长的二进制序列，就能得到大的时宽带宽积的编码脉冲压缩信 号。 常用的二相编码信号有巴克码序列、m序列、L序列、双素数序列等。 2.3.2相位编码信号的脉冲压缩 相位编码脉冲信号将宽脉冲分为许多短的子脉冲。这些子脉冲宽度相等，但各自以特殊的相位进行发射。相位编码脉冲信号具有近似于图钉的模糊图，能够同时测量目标速度和距离。而且由于二相编码信号比较容易实现，因此得到了广泛的应用。与线性调频信号不同，当回波信号与匹配滤波器有多谱勒频移时，滤波器起不了脉冲压缩的作用，所以，相位编码信号有时被称为多谱勒灵敏信号，常被用在目标多谱勒变化范围比较小的场合中。在讨论二相编码脉冲压缩信号时，关于这类信号一般适用在窄多谱勒频移的场合，所以我们主要比较关心所选择码组的自相关函数。当做为发射码组的二元伪随机序列具有很好的非周期自相关特性时，所得到的二相编码信号会具有很好的压缩比。 相位编码信号是脉冲压缩雷达中常见的一种信号。采用相位编码信号可以获得比较大的时宽带宽乘积，从而解决雷达检测能力和距离分辨力之间的矛盾。其中具有较强的实用意义的是二相编码信号，包括巴克码、m序列编码等二相伪随机码。这些伪随机序列的应用将在第三章中具体的介绍。 相位编码波形是将宽脉冲分成许多短的子脉冲，这些脉冲宽度相等，但各自以特殊的相位被发射。每个子脉冲的相位依照对应的二进制编码来选择。对于应用最广泛的二相编码信号来说，它的二进制编码由1和0或+l和一1的序列组成。发射信号的相位根据各码元的值在0和180度之间交替变化。二进制编码和二相编码信号的关系可以如图2-2表示。当发射的频率不是子脉冲宽度的倒数的整数倍时，编码信号在倒相点不连续。 图2-2 二进制相位编码信号 雷达脉冲压缩技术是匹配滤波器和信号检测理论的实际应用，脉冲压缩网络实际上就是一个匹配滤波器。 若一网络有最大的输出峰值信号对平均噪声功率比，则称此网络为匹配滤波器。记)(f H 为频率响应函数，)(f H 表示了接收机的幅度带通特性，如果接收机通带的宽度大于信号能量所占有的宽度，由过大带宽所引入的外部噪声会降低输出信噪比;另一方面，如果接收机通带的宽度小于信号能量所占有的宽度，噪声能量虽然减小了但信号能量也损失了，结果信噪比也减小了。因此存在一个最佳的带宽，它使信噪比最大，一般经验公式为 τ 1=B (2-30) 一般高频和混频级的带宽总是比中频级的带宽大得多，因此，从天线端至中频放大器输出端接收机部分的频率响应函数只取决于中频放大器，因此只要找到能使中频放大器输出信噪比达最大的频率响应函数即可，中频放大器可视为具有增益的滤波器。 对于固定的输入信号噪声能量比来说，能使输出信号峰值功率对噪声功率比达最大的那个线性非时变滤波器的频率响应函数为 )2exp()()(1*ft j f S G f H a π-= (2-31) 这里?∞ ∞--=dt ft j t s f S )2exp()()(π，是输入信号，)(*f S 是)(f S 的复共轭，1t 是信号出现的最大值的时刻，a G 是一个常数，等于滤波器最大增益，这里假定噪声是平稳的、具有均匀的谱（白噪声），但不必是高斯的。频率响应函数如式（2-31）所示的滤波器成为匹配滤波器。 接收信号的频谱 )()()(f j s e f s f s φ-= (2-32) 匹配滤波器的频率响应函数 [])(exp )()(f j f H f H m φ-= (2-33) 令a G =1，式（2.31）可改成 [])(exp )(f j f H m φ-=]}2)(exp{[()(1ft j f f s s πφ- (2-34) 或 )()(f s f H =，12)(ft f s m πφφ+-= (2-35) 可见，匹配滤波器的幅度谱与信号的幅度谱相同，匹配滤波器的相位谱则是信号的相位谱取负角加上一个正比于频率的相移。 由于冲激响应与匹配滤波器的频率响应函数互成傅立叶变换对，因此有 df ft j f H t h )2exp()()(π?∞ ∞-= (2-36) 将（2-31）式代入上式，有 df t t f j f s G t h a )](2exp[)()(1*--=?∞ ∞-π (2-37) 由于)()(*f s f s -=所以我们有 )()](2exp[)()(11t t s G df t t f j f s G t h a a -=---=?∞ ∞-π 1t t < (2-38) 由上式我们看出:匹配滤波器的冲激响应是接收波形的镜像，其形式和以固定时间1t 为始点翻转回去的接收波形相同。 当输入)()()(t n t s t y in +=时，其中n(t)为噪声信号，冲激响应为h(t)的滤波器的输出为 λλλd t h y t y in out )()()(-=?∞ ∞- (2-39) 若此滤波器是匹配滤波器，即满足式（2-38），则有)()(1λλ-=t s h ，式（2-39）变成 )()()()(11t t R d t t s y t y ys in out -=+-=?∞ ∞-λλλ (2-40) 用此匹配滤波器输出的是受噪声干扰的接收信号与发射信号之间的互相关函数。如果输入信号)(t y in 和匹配滤波器所匹配的信号)(t s 相同(即假定噪声可忽略)，则输出就是自相关函数，即 )()()()(11t t R d t t s s t y s out -=+-=?∞ ∞-λλλ (2-41) 此波形就是输入信号的自相关s R 经过时移后的波形。可见，匹配滤波器在有噪声的接收信号和发射信号之间建立了互相关，匹配滤波在时域等效于相关接收。 由匹配滤波器理论可以知道，信号通过匹配滤波器后其输出就是信号的自相关函数。因此，在脉冲压缩雷达中所用的二相编码信号，如果它的自相关函数具有高的主瓣和低的副瓣，那么通过一个匹配滤波器，就可以达到脉冲压缩的效果。以巴克码序列为例，巴克码自相关函数的主副瓣比等于码长N ，是一种比较理想的脉冲压缩信号。接收到的信号通过与子脉冲宽度匹配的带通滤波器，再加到抽头延迟线的输入端。抽头间隔为一个子脉冲宽度。在每个延迟线的输出端匹配上响应的码元，通过一个加法网络，最后可以输出压缩后的信号。图2-3给出了相位编码信号的匹配滤波器框图。 图2-3相位编码信号的匹配滤波器 对于二相编码信号的接收，可以采用全距离解码的方法。将高频或中频的二相编码信号经过相位检波器变为双极性的视频编码信号，然后送到视频解码器〔匹配滤波器)，在其输出端得到压缩后的脉冲。由于回波信号出现的时间和初始相位是不能确定的，解码器应采用正交双通道的零中频处理。如果在回波信号中有多谱勒频移，应设法在相干振荡器的频率中给予补偿。图2-4中给出了相位编码信号的正交匹配滤波器的组成框图。整个滤波器的带宽与子脉冲的带宽 相匹配，滤波器的脉冲响应就是相位编码信号本身，编码顺序与信号相反。 图2-4正交匹配滤波器组成框图 2.4本章小结 由于匹配滤波就是一个脉冲压缩的过程，所以我们必须了解脉冲压缩技术的原理及特性，脉冲压缩技术有效地解决了分辨力与平均功率之间的矛盾，因此广泛的应用于雷达系统中。本章主要介绍了脉冲压缩的基本原理、匹配滤波器基本原理及多普勒频移对其的影响、相位编码信号的脉冲压缩的基本理论、相位编码信号的匹配滤波器的组成。 第3章相位编码信号 3.1引言 相位编码脉冲压缩信号，其相位调制函数是离散的有限的状态，属于离散编码脉冲压缩信号，由于相位编码采用伪随机序列，故又称为伪随机编码信号。 己知噪声信号的模糊函数呈“理想”图钉型(见图3-1)。中心尖峰面积约为1/TB(T和B分别表示信号的等效时宽和等效带宽)。高度为1(对能量归一化信号)。尖峰周围有均匀的非零基台，其面积约为TB。主峰所决定的分辨单元尺寸为(l/TB)< 图3-1噪声信号的模糊图 伪随机编码信号的模糊函数大多呈近似图钉型，其逼近程度随TB值的增大而提高。此类信号与线性调频脉冲信号不同，当回波信号与匹配滤波器有多普勒失谐时，滤波器起不了脉冲压缩的作用，所以有时称之为多普勒敏感信号。因此相位编码信号常用于多普勒变化较小的场合。 伪随机编码信号可以按相位取值数目分类，如果相位只取0， 两个值，称为二相编码信号。如果相位可以取两个以上的数值则称为多相码信号。二相伪随机码的随机特性包括下列三个方面: (l)两种码元出现的次数大致相等; (2)长度为i的游程出现的次数比长度为(i+1)的游程出现的次数多一 倍; (3)具有类似白噪声的自相关函数。 二相码主要有巴克码，m 序列，L 序列码等。多相码常见的有弗兰克码，霍夫曼码等。 一般相位编码信号的复数表达式可写为 )2exp())(exp()()(0t f j t j t a t s πφ= (3-1) 信号的复包络函数为))(exp()()(t j t a t u φ=,其中)(t φ为相位调制函数，对于二相码信号来说，)(t φ只有0或π两个取值，可用二进制序列{πφ,0=k }表示，也可以用二进制序列{1,1)exp(-+==k k j c φ}表示。如果二相编码信号的包络为矩形，即 ? ??=?<<=其他 ,0 t 0 ,/1)(PT PT t a (3-2) 则二相编码信号的复包络可写成 ?? ???=?<<-=∑-=其他,00),(1)(1 0P k k PT t kT t v c P t u (3-3) )()()(1)()(211 t u t u kT t c P t v t u P k k ?=-?=∑-=δ 式中)(t v 为子脉冲函数，T 为子脉冲宽度，P 为码长，?=PT 为编码信号宽度。 （子脉冲包络）其他 ,0t 0 ,1)()(1?????<<==T T t v t u (3-4) )(1)(1 2kT t c P t u P k k -=∑-=δ (3-5) 二相编码信号的视频波形和连续波形如图3-2和图3-3所示。 应用傅氏变换对 )(sin .)/(fT c T T t rect ? (3-6) )2exp()(fkT j kT t πδ-?- (3-7) 图3-2二相码信号视频波形 练习题2 1．业务运行的多普勒天气雷达通常采用体积扫描的方式观测。我国业务运行多普勒雷达通常采用的体描模式（VCP11、VCP21、VCP31）2．多普勒天气雷达与常规天气雷达的主要区别在于：前者可以测量目标物（沿雷达径向速度），从而大大加强了天气雷达对各种天气系统特别是（强对流天气系统）的识别和预警能力。 3．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对台风、暴雨等大范围降水天气的监测距离应不小于（400km）。 4．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对雹云、中气旋等小尺度强对流现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。 5．新一代雷达观测的实时的图像中，提供了丰富的有关（强对流天气）信息。 6．新一代雷达速度埸中，辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线（一致）。7．新一代雷达速度埸中，气流中的小尺度气旋（或反气旋），在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，但中心连线走向则与雷达射线相（垂直）。 8．新一代天气雷达观测采用的是北京时。计时方法采用24小时制，计时精度为秒。 9．速度场（零等值线）的走向不仅表示风向随高度的变化，同时表示雷达有效探测范围内的（冷、暖平流）。 10．在距离雷达一定距离的一个小区域内，通过对该区域内沿雷达径向速度特征的分析，可以确定该区域内的气流（辐合）、（辐散）和（旋转）等特征。 11．天气雷达是用来探测大气中降水区的（位置）、大小、强度及变化 12．气象目标对雷达电磁波的（散射）是雷达探测的基础。 13．气象上云滴、雨滴和冰雹等粒子一般可近似地看作是圆球。当雷达波长确定后，球形粒子的散射情况在很大程度上依赖于粒子直径D 和入射波长λ之比。对于（D远小于λ）情况下的球形粒子散射称为瑞利散射；而（D与λ尺度相当）情况下的球形粒子散射称为（Mie）米散射。 14．多普勒天气雷达使用低脉冲重复频率PRF测（反射率因子）,用高脉冲重复频率PRF测（速度）。 15．每秒产生的触发脉冲的数目，称为（脉冲重复频率），用PRF 表示。两个相邻脉冲之间的间隔时间，称为（脉冲重复周期），用PRT表示，它等于脉冲重复频率的（倒）数。 16．降水粒子产生的回波功率与降水粒子集合的反射率因子成（正比）。与取样体积到雷达的距离的平方成（反比）。 17．S波段天气雷达是（10）cm波长的雷达。 18．在天线方向上两个半功率点方向的夹角称为（c波束宽度）。19．在强回波离雷达（较近）时，有可能产生旁瓣造成虚假回波. 20．降水粒子的后向散射截面是随粒子尺度增大而（增大）。 21．0 dBZ、－10dBZ、30dBZ和40dBZ对应的Z值分别为（1）、（0.1）、（1000）、（10000） (mm6/m3)。 22．SA雷达基数据中反射率因子的分辨率为(1km×1°)。 23．写出Z-I关系的表达公式 (b Z ) AI 24．Ze的物理意义是（所有粒子直径的６次方之和）。 25．雷达反射率η是单位体积中，所有降水粒子的（雷达截面之和）。 26．雷达气象方程说明回波功率与距离的（二）次方成反比。 现代雷达信号处理技术及发展趋势 摘要：自二战以来，雷达就广泛应用于地对空、空中搜索、空中拦截、敌我识别等领域，后又发展了脉冲多普勒信号处理、结合计算机的自动火控系统、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。随着科技的不断进步，雷达技术也在不断发展，现代雷达已经具备了多种功能，如反隐身、反干扰、反辐射、反低空突防等能力，尤其是在复杂的工作环境中提取目标信息的能力不断得到加强。例如，利用雷达系统中的信号处理技术对接收数据进行处理不仅可以实现高精度的目标定位与跟踪, 还能够在目标识别和目标成像、电子对抗、制导等功能方面进行拓展, 实现综合业务的一体化。 一、雷达的起源及应用 雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达最为一种重要的电磁传感器，在国防和国民经济中应用广泛，最大特点是全天时、全天候工作。雷达由天线、发射机、接收机、信号处理机、终端显示等部分组成。 雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地（搜索）轰炸、空对空（截击）火控、敌我识别功能的雷达技术。二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。 脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真 姓名：-------- 学号：---------- 2014-10-28 西安电子科技大学 一、 雷达工作原理 雷达，是英文Radar 的音译，源于radio detection and ranging 的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。 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。 但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾，为了解决这个矛盾，我们采用脉冲压缩技术，即使用线性调频信号。 二、 线性调频（LFM ）信号 脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。 脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation ）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter ）压缩脉冲。 LFM 信号的数学表达式： （2.1） 其中c f 为载波频率，()t rect T 为矩形信号： （2.2） 多普勒天气雷达原理与业务应用试题 1、新一代天气雷达主要有哪三个部分组成？ 答：雷达数据采集（RDA ）、雷达产品生成（RPG ）和主用户处理器（PUP ）。 2、雷达数据采集（Radar Data Acquisition ）简称RDA ，有哪几部分构成？ 答：发射机、天线、接收机和信号处理器。 3、主用户处理器（Principal User Processor ）简称PUP ，主要功能是什么？ 答：获取、存储和显示产品。 4、新一代天气雷达第一级数据是由接收机输出的模拟数据，第二级数据是由信号处理器产生的最高时空精度的高分辨率数据，称为 基数据 ；第三级数据是由RPG 生成的数据，称为 产品数据 。 5、新一代天气雷达有哪4种常用体扫模式？强对流天气过程中最好使用何种扫描模式？ 新一代天气雷达有VCP11、VCP21、VCP31、VCP32四种常用体扫模式。 强对流天气过程中最好使用VCP11体扫模式。 6、雷达气象方程为i i kdr t r r r h G P P 单位体积∑?=-σψπθφλ0 2.02 22210.)2(ln 1024，其中G 表示 天线增益 ，λ表示 雷达波长 ， σ表示 粒子的后向散射截面 。 7、在瑞利散射条件下， 单位体积 单位体积 ∑∑= 62 4 5||i i D k λπσ，定义反射率因子单位体积 ∑= 6 i D Z ，则雷达气象方程可表示为C P r Z r 2= ，其中22 23||)2(ln 1024K h G P C t λθφ π=。在不满足瑞利散射条件下，雷达气象方程要表示为同一形式C P r Z r e 2=，则e Z 称为 等效反射率因子 。 8、反射率因子和回波功率的表示形式分别定义为 0 lg 10Z Z dBZ ?=（10=Z 3 6/m mm ）和 min lg 10P P dB r ?=，将雷达气象方程 C P r Z r 2= 变换为 一种雷达通用信号处理系统的实现与应用 一种雷达通用信号处理系统的实现与应用 FPGA是一种现场可编程器件，设计灵活方便可以反复修改内部逻辑，适用于算法结构比较简单、处理速度较高的情况。DSP是一种基于指令集的处理器，适于大信息、复杂算法的信息处理场合。鉴于两种处理器件自身优势，FPGA+DSP信号处理架构，已成为信号处理系统的常用结构。但当前FPGA+DSP的信号处理平台或者是基于某些固定目的，实现某些固定功能，系统的移植性、通用性较差。或者仅仅简要介绍了平台的结构没有给出一些具体的实现。本文提出的基于FPGA+DSP通用信号处理平台具有两种处理器的优点，兼颐速度和灵活性，而且可以应用在不同雷达信号处理系统中，具有很强的通用性。本文举例说明该系统在连续波雷达和脉冲雷达中的典型应用。1系统资源概述1．1处理器介绍本系统FPGA选择Altera公司的EP2S60F1020。Stratix II FPGA采用TSMC的90nm 低k绝缘工艺技术。Stratix II FPGA支持高达1Gb·s-1的高速差分I／O信号，满足新兴接口包括LVDS，LNPECL和HyperTransport标准的高性能需求，支持各种单端I／O接口标准。EP2S60系列内部有48352个ALUT；具有2544192bit的RAM 块，其中M512RAM(512bit)329个，M4K RAM(4kbit)255个，M-RAM(512kbit)2个。具有嵌入式DSP块36个，等效18bit×18bit乘法器144个；具有加强型锁相环EPLL4个， 快速锁相环FPLL8个。这些锁相环具有高端功能包括时钟切换，PLL 重新配置，扩频时钟，频率综合，可编程相位偏移，可编程延迟偏移，外部反馈和可编程带宽等。本系统DSP选择ADI公司的ADSP TS201。它有高达600MHz的运行速度，1．6ns的指令周期；有24MB的片内DRAM；双运算模块，每个计算块包含1个ALU，一个乘法器，1个移位器，1个寄存器组和1个通信逻辑单元(CLU)；双整数ALU，提供数据寻址和指针操作功能；集成I／O接口，包括14通道的DMA控制器，外部端口，4个链路口，SDRAM控制器，可编程标识引脚，2个定时器和定时器输出引脚等用于系统连接；IEEE1149．1兼容的JTAG端口用于在线仿真；通过共享总线可以无缝连接多达8个TigerSHARC DSP。1．2FPGA+DSP结构由于FPGA和DSP各自的自身优势，FPGA+DSP信号处理架构已成为信号处理系统的常用结构。一般情况下FPGA+DSP的拓扑结构会根据需要进行不同的连接，这就导致这种结构的专用性，缺乏灵活性。对于一个通用处理平台要考虑到各种不同的信号通路，因此大部分通用FPGA+DSP平台都采取各个处理器间均有通路的方式。这种拓扑结构灵活方便，可以满足各种不同的通路需求，这种结构的缺点就是硬件设计的复杂以及可能会有资源浪费。对于这种通用FPGA+DSP 结构，FPGA与各个DSP之间均有连接，不同之处便是DSP之间的拓扑结构。一般分两种，一是高速外部总线口耦合结构组成多DSP 系统，这种结构可以实现多DSP共享系统内的资源，系统内的个处理器可以共享RAM，SDRAM和主机等资源，还可共享其他处理器核 雷达数字信号处理解决方案 1.背景 数字信号处理是现代通信、雷达和电子对抗设备的重要组成部分。在实际应用中，利用数字信号处理技术对接收数据进行处理，不仅可以实现高精准的目标定位和目标跟踪，还能够将目标识别、目标成像、精确制导、电子对抗等功能进行拓展，实现多种业务的一体化集成。 在现代雷达系统中，随着有源相控阵和数字波束形成（DBF）技术的广泛应用，接收前端存在大量的数据需要并行处理，并需要保证高性能和低延迟的特点。雷达日益复杂的应用环境，让雷达系统具备自适应于探测目标和环境的能力，数字信号处理部分也需要使用多种更加复杂的算法，并且可以做到算法模块化，以及通过软件配置功能模块的参数，实现软件定义的功能。更大的数据处理带宽能够使雷达获得更高的分辨率，更高的工作频率使得雷达可以小型化，能够在更小的平台上安装，这样对于硬件平台实现也有低功耗的要求。 在电子对抗设备中，可以在最短的时间内对多个威胁目标进行快速分析和响应，同样需要数字信号处理的相关算法具备高实时，高动态范围和自适应的特点。如何在宽频噪声的环境中寻找到目标的特征数据，如何在宽带范围内制造虚假目标实现全覆盖，数字信号的处理性能是至关重要的设计因素。 加速云的SC-OPS和SC-VPX产品，针对5G通信和雷达的数字信号处理的要求，结合Intel最新14nm 工艺的Stratix10 FPGA系列，提供了一套完整的硬件和软件相结合的解决方案。SC-OPS产品作为单独的硬件加速卡，通过PCIe插卡的方式实现与主机的通信功能，还可以通过多卡级联的方式实现数字信号的分布式处理方案。SC-VPX产品是由FPGA业务单板、主控板和机箱组成的VPX系统。借助于FPGA可编程的特性，加速云提供了高性能数学加速库FBLAS和FFT的RTL级IP，具有高性能和算法参数可配置的特点实现了多重信号分类（MUSIC）和自适应数字波束形成（ADBF）的核心算法，提高了5G通信和雷达在对抗干扰方面的性能。为了方便客户使用高层语言开发，加速云提供基于FPGA完整的OpenCL异构开发环境，快速实现用户自定义的信号处理加速方案。 图1. 加速云SC-OPS和SC-VPX产品 1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成？每个部分的主要功能是什么？ 答：主要由雷达数据采集子系统（RDA ），雷达产品生成子系统（RPG ），主用户终端子系统（PUP ）三部分构成。RDA 的主要功能是：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户，是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是：获取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？ 答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进行较大范围的降水定量估测；四、获取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些？ 答：主要有以下三个体扫模式：VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进行监测；VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描，主要对降水天气进行监测；VCP31/VCP32——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描（使用长脉冲），主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性？ 答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式，并解释其中各项的意义。 答： P t 为雷达发射功率(峰值功率)； G 为天线增益；h 为脉冲长度； 、 ：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度； r 为降水目标到雷达的距离； ：波长； m ：复折射指数； Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。 答：∑= 单位体积6i D z ，反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和，与波长无关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。 答： 定义：设有一个理想的散射体，其截面面积为?，它能全部接收射到其 上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，则该理想散射体的截面面积?就称为实际散射体的后向散射截面。 物理意义：定量表示粒子后向散射能力的强弱，后向散射截面越大，粒子的后向散射能力越强，在同等条件下，它所产生的回波信号也越强。 8 什么是天气雷达工作频率？什么是天气雷达脉冲重复频率？ 答：工作频率——天气雷达发射的探测脉冲的震荡频率 脉冲重复频率——每秒产生的触发脉冲的数目 9 什么是波束的有效照射深度和有效照射体积？ 答：有效照射深度——雷达发出的探测脉冲具有一定的持续时间τ，在空间的电磁波列就有一定的长度h=τc ，在雷Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ= 预报员试题/卫星与雷达； 极轨卫星：。轨道位置在空间几乎是固定的，高度800——1000千米，绕地球飞行，获取全球资料。 地球同步（或静止）卫星。位于地球赤道上空，高度36000千米左右，与地球自转速度相同，在赤道上空静止不动，因此，也称地球同步轨道卫星。 太阳耀斑：。 在可见光图像上，水面对太阳光的反射有可能使它具有云或浮尘的表现，这一现象称为太阳耀斑。 多普勒效应： 指波源相对于观察者运动时，观察者接收到的信号频率和波源发出的频率是不同的，而且发射频率和接收频率之间的差值和波源运动的速度有关。 下击暴流：能够产生近地面破坏性的水平辐散出流的风暴下部强下沉气流。 云线：带状云系的宽度小于一个纬距叫云线。 阵风锋：雷暴产生的冷空气外流边界的前沿。 雹暴云团以冰雹、大风天气为主的云团。 在云图中，“IR”“VIS”和“WV”分别代表： C.红外图、可见光图、水汽图 红外云图的波长区间____。 B. 10.5至12.5um 可见光云图的波长区间____。 C. 0.4至1.1um 水汽云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um 红外云图的色调取决于物体________________。 B.表面温度的高低 白天在可见光图像上何处的云趋于更亮些： A.当面向太阳时； 可见光云图的色调取决于物体________________。 A．对太阳光的反照率的大小 水汽图的色调取决于物体________________。 C.水汽含量 一般来说，在( )上，云顶高度越高，则温度越低，云的色调越白。 A. 红外图 进行云识别时最主要因子包括： B.云识别时使用的图像种类； 暗影和高亮度在下面那种情况可观测到？ B.可见光图像上 西安工程大学学报 Journal of Xi’an Polytechnic University 第22卷第3期(总91期)2008年6月Vol.22,No.3(Sum.No.91) 文章编号:16712850X(2008)0320329204 测速雷达数字信号处理系统的设计 张雪侠1,党幼云1,杨 进2 (1.西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;2.西安展意信息科技有限公司,陕西西安710075) 摘要:采用PCI29812数据采集卡和XC2S200FP GA芯片共同完成测速雷达系统的信号处理,即高速A/D转换模块和频谱的分析,并利用VB语言实现速度时间曲线的拟合问题和终端界面的显示,完成友好的人机交互功能. 关键词:测速雷达;信号处理系统;PCI29812采集卡;界面显示 中图分类号:TN911.25 文献标识码:A 0 引 言 传统的测试速度技术,如靶圈测试、天幕靶测试等方法因测试过程繁琐,精度较差,已不能满足实时战地测试的需要[1].连续波雷达回波的多普勒频移测量方法,具有测速精度高,无速度模糊[2],并且可以得到单值无模糊的频率值[3]的特点,单对于测速来说,是最理想的方法.对于雷达后端信号处理部分,根据实际要求的不同,存在有不同的处理方法[427].目前,实际应用中存在多种车载雷达测速仪,它主要是测量出运动目标的即时速度并进行记录与显示,因而对于终端信号处理相对比较简单.本文设计的测速雷达数字信号处理系统不仅能完成弹丸速度的实时测量、记录与显示,更重要的是通过弹丸速度的连续测定,进而获取弹丸初速值.弹丸初速值的确定对于计算弹道的相关参数,分析弹丸的形状及大小具有重要的意义. 1 测速雷达系统组成 1.1 基本原理 连续波测速雷达系统的理论基础是多普勒效应[4]在电磁波领域中的应用.其基本原理是雷达中的波震荡器震荡出一系列的波,通过天线向着飞行中的弹丸发射电磁波,同时接收弹丸的反射回波,由于弹丸在运动,所以反射波和接收波之间存在有频率差,即发生了频率的变化,就是所谓的频移现象.这一频率差和弹丸的运动速度成正比例关系.其数学表达式为多普勒频差f d=2V t/λ,式中λ为信号波长,V t为运动目标的即时速度;λ=c/f0,c为光速,为常量,由于雷达发射的频率f0已知,可求出λ,那么只要再求出多普勒信号的频率差值f d,即可求得弹丸的即时速度V t.由于得到的是连续的f d的值,即对应多个V t值,因此可得出弹丸飞行轨迹上的多点瞬时速度值,即弹丸速度变化曲线,再根据此曲线按最小二乘法进行拟合,推算出弹丸的初速V o值. 1.2 整体结构 测速雷达由信号采集机和信号处理机组成,其中信号采集机包括高频组件、喇叭天线、前置放大器、红外启动器;信号处理机包括数字信号处理器和终端显示界面. 信号采集机部分完成了雷达发射机和部分接收机的功能.8mm波振荡器产生连续的8mm电磁波,通 收稿日期:2008204211 通讯作者:党幼云(19622),女,陕西省澄城县人,西安工程大学教授.E2mail:xk_dyy@https://www.doczj.com/doc/ed14543964.html, 多普勒天气雷达原理与业务应用测验一 （一至四章） 一、填空题 1、天气雷达是探测降水系统的主要手段，是对强对流天气（冰雹、大风、龙卷和暴洪）进行监测和预警的主要工具之一。 2、RDA由四个部分构成：发射机、天线、接收机和信号处理器。 3、PUP可以通过以下三种方式获取产品：（1）常规产品列表；（2）一次性请求；（3）产品-预警配对。 4、S波段和C波段的雷达波在传播过程中主要受到降水的衰减，衰减是由降水离子对于雷达雷达波的散射和吸收造成的。 5、.新一代多普勒雷达估测累计降水分布时，雷达采样时间间隔一般不应超过10分钟，除受本身精度限制外，还受降水类型（Z-R关系）、雷达探测高度、地面降水差异和风等多种因素影响。 6、多普勒雷达能测量的一个脉冲到下一个脉冲的最大相移上限是180度，其对应的径向速度值称为最大不模糊速度。 7、径向速度图中，零等速线呈“S”型表示，实际风随高度顺时针旋转，由RDA处得南风转为现实区边缘对应的西风。反之，零等速线呈反“S”型表示，实际风随高度。逆时针旋转，由RDA处得南风转为现实区边缘对应的东风。 8、WSR-88D和我国新一代天气雷达的脉冲重复频率在300-1300范 围内。 9、多普勒天气雷达的最大不模糊距离与雷达的脉冲重复频率成反比，相应的最大不模糊速度与脉冲重复频率成正比。 10、对于SA和SB型雷达，基数据中反射率因子的分辨率为1K M×1°，而径向速度和谱宽的分辨率为0.25K M×1°。 11、积状云降水一般有比较密实的结构，反射率因子空间梯度较大，其强度中心的反射率因子通常在35dbz以上，而层状云降水回波比较均匀，反射率因子空间梯度较小，反射率因子一般大于15dbz而小于30dbz。 12、雷达波束和实际风向的夹角越大，则径向速度值越小；实际风速越小，径向速度也越小。 13、如果一个模糊的径向速度值是 45 节，它的邻近值是-55 节，最大不模糊径向速度是 60节，那么这个径向速度的最可能值是节（-75）14、我国的新一代天气雷达主要采用（VCP11、VCP21、VCP31）三种体扫模式。 15、雷达产品生成子系统有主要功能有：（产品生成）；（产品分发）；雷达控制台；（第三级数据存档）。 16、主用户处理器PUP是的主要功能有：（产品请求）；（产品数据存档）；产品显示；（产品编辑注释）；状态监视。 17、在瑞利散射条件满足的情况下，降水粒子集合的反射率因子只与降水粒子本身的（尺寸）和（数密度）有关。 18、（距离折叠）是雷达对产生雷达回波的目标物位置的一种辨认错误。 雷达系统中的信号处理技术 摘要本文介绍了雷达系统及雷达系统信号处理的主要内容，着重介绍与分析了雷达系统信号处理的正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测几种现代雷达技术，雷达系统通过脉冲压缩解决解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾，通过MTD来探测动目标，通过恒虚警（CFAR）来实现整个系统对目标的检测。 关键词雷达系统正交采样脉冲压缩MTD 恒虚警检测 1雷达系统概述 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。雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角，还包括目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。典型的雷达系统如图1，它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。 图1雷达系统框图 随着现代电子技术的不断发展，特别是数字信号处理技术、超大规模集成数字电路技术、计算机技术和通信技术的告诉发展，现代雷达信号处理技术正在向着算法更先进、更快速、处理容量更大和算法硬件化方向飞速发展，可以对目标回波与各种干扰、噪声的混叠信号进行有效的加工处理，最大程度低剔除无用信号，而且在一定的条件下，保证以最大发现概率发现目标和提取目标的有用信息。 雷达发射机产生符合要求的雷达波形，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雷达接收机接收，然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理，就可以获知目标的相关信息。 雷达信号处理的流程如下： 图 2 雷达信号处理流程 2雷达信号处理的主要内容 雷达信号处理是雷达系统的主要组成部分。信号处理消除不需要的杂波，通过所需要的目标信号，并提取目标信息。内容包括雷达信号处理的几个主要部分：正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测。 正交采样是信号处理的第一步，担负着为后续处理提供高质量数据的任务。采样的速率和精度是需要考虑的首要问题，采样系统引起的失真应当被限定在后续信号处理任务所要求的误差范围内，直接中频数字正交采样是当代雷达的主要技术之一。脉冲压缩技术在现代雷达系统中得到了广泛的应用。脉冲压缩雷达既能保持窄脉冲雷达的高距离分辨力，又能获得脉冲雷达的高检测力，并且抗干扰能力强。现在，脉冲压缩雷达使用的波形正在从单一的线性调频发展到时间、频率、编码混合调制，在尽可能不增加整机复杂度的条件下实现雷达性能的提升。杂波抑制是雷达需要具备的重要功能之一。动目标指示与检测是通过回波多普勒频移的不同来区分动目标和固定目标，通过设计合理的滤波器（组），就可以把目标号和杂波分开。 多普勒天气雷达集训考试题答案 一、 填空题（共30题，每空0.5分，总分40分） 1、新一代天气雷达主要由 雷达数据采集系统 RDA 、 雷达产品生成系统RPG 、 主用户终端子系统PUP 三部分组成。 2、多普勒天气雷达测量的三种基数据是基本反射率因子 、平均径向速度、谱宽 。 3、大气中折射的种类有 标准大气折射 、超折射 、 负折射 、 无折射 、 临界折射 。 4、雷达探测到的任意目标的空间位置可根据 仰角、方位角、斜距三个基本要素求得。 5、多普勒雷达除了具有探测云和降水的 位置 和 强度 的功能以外，它以 多普勒效应 为基础，根据返回信号的 频率 漂移，还可以获得目标物相对于雷达运动的径向速度 。 6、达气象方程为=t p ∑单位体积i r h PtG σπθ?λ2 222)2(ln 1024，其中G 表示天线增益 ，h 表示脉冲长度 ，σ表 示粒子的后向散射截面 。 7、反射率因子定义为单位体积中所有粒子直径的6次方之和。它的大小反映了气象目标内部降水粒子的 尺度 和 数密度 ，常用来表示气象目标的强度。 8、触发对流的抬升条件大多由中尺度系统提供，如锋面、干线、对流风暴的外流边界（阵风锋）、海（陆）风锋、重力波等， 9、雷达波束在降水中传播时能量的衰减是由降水粒子对雷达电磁波的散射 和 吸收 造成的。 10、当发生距离折叠时，雷达所显示的回波位置的 方位（或位置） 是正确的，但 距离 是错误的。 11、在雷达径向速度图上，暖平流时零值等风速线呈S 型，冷平流时呈 反S 型。 12、新一代雷达速度埸中，辐合或 辐散 在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线 一致 。 13、多普勒天气雷达与常规天气雷达的主要区别在于前者可以测量目标物沿雷达径向的速度 当目标物位于最大不模糊距离以外时，雷达错误地把它当作同一方向的最大不模糊距离以内的某个位置，称之为 距离折叠 。37 14、当45～55dBZ 的回波强度达到 -20 度层的高度时，最有可能产生冰雹。 15、降水回波的反射率因子一般在 15dBZ 以上。层状云降水回波的强度很少超过 1．业务运行的多普勒天气雷达通常采用体积扫描的方式观测。我国业务运行多普勒雷达通常采用的体描模式（VCP11、VCP21、VCP31） 2．多普勒天气雷达与常规天气雷达的主要区别在于：前者可以测量目标物（沿雷达径向速度），从而大大加强了天气雷达对各种天气系统特别是（强对流天气系统）的识别和预警能力。 3．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对台风、暴雨等大范围降水天气的监测距离应不小于（400km）。 4．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对雹云、中气旋等小尺度强对流现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。 5．新一代雷达观测的实时的图像中，提供了丰富的有关（强对流天气）信息。 6．新一代雷达速度埸中，辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线（一致）。 7．新一代雷达速度埸中，气流中的小尺度气旋（或反气旋），在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，但中心连线走向则与雷达射线相（垂直）。 8．新一代天气雷达观测采用的是北京时。计时方法采用24小时制，计时精度为秒。9．速度场（零等值线）的走向不仅表示风向随高度的变化，同时表示雷达有效探测范围内的（冷、暖平流）。 10．在距离雷达一定距离的一个小区域内，通过对该区域内沿雷达径向速度特征的分析，可以确定该区域内的气流（辐合）、（辐散）和（旋转）等特征。 11．天气雷达是用来探测大气中降水区的（位置）、大小、强度及变化的 12．气象目标对雷达电磁波的（散射）是雷达探测的基础。 13．气象上云滴、雨滴和冰雹等粒子一般可近似地看作是圆球。当雷达波长确定后，球形粒子的散射情况在很大程度上依赖于粒子直径D和入射波长λ之比。对于（D远小于λ）情况下的球形粒子散射称为瑞利散射；而（D与λ尺度相当）情况下的球形粒子散射称为（Mie）米散射。 14．多普勒天气雷达使用低脉冲重复频率PRF测（反射率因子）,用高脉冲重复频率PRF 测（速度）。 15．每秒产生的触发脉冲的数目，称为（脉冲重复频率），用PRF表示。两个相邻脉冲之间的间隔时间，称为（脉冲重复周期），用PRT表示，它等于脉冲重复频率的（倒）数。 摘要 随着现代武器和现代飞行技术的发展，对雷达的作用距离、分辨率和测量精度的性能指标提出了越来越高的要求。脉冲压缩是现代雷达的一种重要体制，它很好的满足了雷达测距的要求，广泛应用于现代雷达中。相位编码信号是一种常用的脉冲压缩信号，它具有良好的抗干扰性和低频截获概率还具有高的速度和距离分辨率，但利用相位编码信号探测高速运动的物体时存在多普勒敏感性问题，不能很好的实现脉冲压缩，影响匹配滤波器的性能。 本文主要介绍和分析了多普勒频移对相位编码波形雷达信号处理的影响及其补偿问题。首先从脉冲压缩理论出发，简单介绍脉冲压缩的基本原理、匹配滤波器以及相位编码信号的脉冲压缩；接着讨论了相位编码信号的特点，并详细的分析了巴克码、m序列典型的二相编码信号及多普勒频移的影响；最后通过仿真分析了多普勒频移的影响及补偿办法。 关键词脉冲压缩；相位编码；多普勒频移；多普勒补偿 Abstract With modern weapon and modern wingmanship being developed, the higher performance of the radar, such as action range, resolution, measure precision and so on, are required.Pulse compression is one of the most important systems in modern radars. Pulse compression effectively solves the contradiction between the range resolution and the average power of the radar, and is widely applied in modern radars.The phase encoding signal is one kind of commonly used pulse compression signal, it has the good anti-jamming and the low frequency acquisition probability also has the high speed and is away from the resolution, but using time phase encoding signal survey high speed movement object has the Doppler sensitive problem, cannot very good realize the pulse compression, affects matched filter's performance. This article mainly introduced and has analyzed the Doppler shift to the phase encoding profile radar signal processing influence and the compensation question. First embarks from the pulse compression theory, introduces the pulse compression simply the basic principle, the matched filter as well as the phase encoding signal pulse compression; Then discussed the phase encoding signal characteristic, and detailed analysis Barke code, m sequence model two phase coded signal and Doppler shift influence; Finally, simulation analysis of the impact of Doppler frequency shift and compensation. Key words Pulse compression Phase encoding Doppler effects Doppler compensation 多普勒天气雷达集训试题附答案 一、填空题 1、新一代天气雷达主要由雷达数据采集系统RDA、雷达产品生成系统RPG、主用户终端子系统PUP三部分组成。 2、新一代天气雷达的体扫方式有VCP11、VCP21、VCP31、VCP32。降水模式使用VCP11或VCP21，晴空模式使用VCP31或VCP32，其中VCP11常在强对流风暴出现的情况下使用，而VCP21在没有强对流但有显着降水的情况下使用，其他情况下使用VCP31。 3、多普勒天气雷达测量的三种基数据是基本反射率因子、平均径向速度、谱宽。 4、大气中折射的种类有标准大气折射、超折射、负折射、无折射、临界折射。 5、多普勒雷达是一种全相干雷达，每个发射脉冲的位相已知的，而且是相同的。 6、雷达探测到的任意目标的空间位置可根据仰角、方位角、斜距三个基本要素求得。 7、多普勒雷达除了具有探测云和降水的位置和强度的功能以外，它以多普勒效应为基础，根据返回信号的频率漂移，还可以获得目标物相对于雷达运动的径向速度。 8、达气象方程为=t p∑单位体积i r h PtGσπθ?λ2 222)2(ln1024，其中G表示天线增益，h表示脉冲长度，σ 表 示粒子的后向散射截面。9、反射率因子定义为单位体积中所有粒子直径的6次方之和。它的大小反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，常用来表示气象目标的强度。 10、 11、雷达波束在降水中传播时能量的衰减是由降水粒子对雷达电磁波的散射和吸收造成的。 12、当发生距离折叠时，雷达所显示的回波位置的方位（或位置）是正确的，但距离是错误的。 13、在风向随高度不变的多普勒速度图像中，零等速度线为一条贯穿屏幕中心的直线。 14、在雷达径向速度图上，任意高度处的真实风向垂直于过雷达测站点和该高度与零值等风速线交点的径向直线；暖平流时零值等风速线呈S型，冷平流时呈反S型；出现急流时会有一对符号相反的并与PPI显示中心对称分布的闭合等风速线出现。 15、新一代雷达速度埸中，辐合或辐散在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线一致。 16、多普勒天气雷达与常规天气雷达的主要区别在于前者可以测量目标物沿雷达径向的 速度当目标物位于最大不模糊距离以外时，雷达错误地把它当作 雷达信号处理和数据处理技术 定价: ￥89.00元金桥价: ￥84.55元节省: ￥4.45元 内容简介 雷达信号处理和数据处理技术是雷达的神经中枢。信号处理通过对雷达回波信号的处理来发现目标和测定目标的坐标和速度等，形成目标点迹，数据处理通过对目标点迹的处理形成目标的航迹供指挥决策使用。 本书的主要内容包括雷达信号的形式、雷达杂波抑制、雷达脉冲压缩、雷达信号检测、雷达抗干扰、雷达目标识别、雷达点迹处理和雷达航迹处理等。 全书共14章，第1章为概论，第2章到第10章为雷达信号处理技术，第11章到第14章为雷达数据处理技术。全部内容既包含处理理论，也包含设计技术。 本书可以帮助雷达工程技术人员和雷达使用人员掌握有关雷达信号处理和数据处理技术，解决有关应用问题；同时还可以作为高等学校电子工程相关专业高年级本科生和研究生的参考用书。 雷达信号处理基础 定价: ￥55.00元金桥价: ￥52.25元节省: ￥2.75元 内容简介 本书译自国际著名雷达信号处理专家Mark A. Richards教授编写的教科书。该书介绍了雷达系统与信号处理的基本理论和方法，主要内容包括：雷达系统导论、雷达信号模型、脉冲雷达信号的采样和量化、雷达波形、多普勒处理、检测基础原理、恒虚警率检测、合成孔径雷达成像技术、波束形成和空-时二维自适应处理导论。书中包含了大量反映雷达信号处理最新研究成果和当前研究热点的补充内容，提供了大量有助于读者深入的示例。该书对基础理论和方法进行了详尽的介绍与深入严谨的论述，是一本雷达信号处理领域中高水平的教科书。 本书适合于从事雷达成像、检测、数据处理及相关信号处理的研究生作为教材使用，也是相关专业研究人员不可多得的一本参考书。Mark A.Richards。博士，佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）的首席研发工程师和兼职教授。他具有20余年在学术界、工业界及政府部门从事雷达信号处理和嵌入式计算方面研究的经历。他曾被聘为美国国防高级研究计划署项目经理、IEEE 2001年雷达会议的总主席，以及IEEE图像处理和IEEE信号处理期刊的副编辑。Eichards博士长期从事关于雷达信号处理、雷达图像处理及相关学科的研究生教育和职业教育。这本严谨的著作源自于一位该领域令人尊敬的领导者，它提供了其他文献中所没有的关于雷达DSP基础及其应用的详细内容。对于那些不只想从普通雷达系统的书籍中粗略学习信号处理，还想学到更多关于信号模型、波形、干扰抑制、探测，以及诸如SAR和SFAP等高级雷达信号处理主题的人而言，本书是非常合适的。经过多年研究生和职业教育的完善与检验，这本深入介绍雷达DSP技术的书籍，以现有的先进雷达技术为基础，全面讨论了以下几方面的问题，并提供了详尽的例子：多域信号获取和采样、目标和干扰模型、常见雷达波形、干扰抑制技术、检测算法和工具、合成孔径成像和自适应阵列处理基础。 信息传输与正交函数 定价: ￥28.00元金桥价: ￥26.60元节省: ￥1.40元 内容简介 本书叙述了非正弦正交函数理论和以之为基础的信息传输系统，主要内容包括正交函数系、信息传输的基本思想和方法，移动通信与正交函数之间的关系，沃尔什函数的复制生成理论，一般复制生成理论及桥函数的概念，沃尔什函数及桥函数的相关函数的定义及其特性，序率分割制多路传输系统，信息传输系统的统一模型等。 本书可供从事通信、遥控、遥测和雷达工作的技术人员、科研人员以及高等院校师生参考。 DSP开发应用技术 雷达信号处理及目标识别分系统方案 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室 二○一○年八月 一 信号处理及目标识别分系统任务和组成 根据雷达系统总体要求，信号处理系统由测高通道目标识别通道组成。它应该在雷达操控台遥控指令和定时信号的操控下完成对接收机送来的中频信号的信号采集，目标检测和识别功能，并输出按距离门重排后的信号检测及识别结果到雷达数据处理系统，系统组成见图1-1。 220v 定时信号 目标指示数据 目标检测结果输出目标识别结果输出 图1-1 信号处理组成框图 二 测高通道信号处理 测高信号处理功能框图见图2-1。 s 图2-1 测高通道信号处理功能框图 接收机通道送来中频回波信号先经A/D 变换器转换成数字信号，再通过正交变换电路使其成为I 和Q 双通道信号，此信号经过脉冲压缩处理，根据不同的工作模式及杂波区所在的距离单元位置进行杂波抑制和反盲速处理，最后经过MTD 和CFAR 处理输出检测结果。 三 识别通道信号处理 识别通道信号处理首先根据雷达目标的运动特征进行初分类，然后再根据目标的回波特性做进一步识别处理。目标识别通道处理功能框图见图3-1所示。 图3-1 识别通道处理功能框图 四 数字正交变换 数字正交变换将模拟中频信号转换为互为正交的I 和Q 两路基带信号，A/D 变换器直接对中频模拟信号采样，通过数字的方法进行移频、滤波和抽取处理获得基带复信号，和模拟的正交变换方法相比，消除了两路A/D 不一致和移频、滤波等模拟电路引起的幅度相对误差和相位正交误差，减少了由于模拟滤波器精度低，稳定性差，两路难以完全一致所引起的镜频分量。 目标识别结果输出多普勒天气雷达练习题
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