第5章线性调频脉冲信号(研)

《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言随着现代雷达技术的发展，微波光子雷达系统因具有高精度、高分辨率以及良好的抗干扰能力而备受关注。

在微波光子雷达系统中，线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）信号因其良好的距离分辨力和速度分辨力被广泛使用。

因此，对微波光子雷达中线性调频信号产生技术的研究显得尤为重要。

本文将探讨微波光子雷达中线性调频信号产生技术的研究现状及发展趋势。

二、线性调频信号基本原理线性调频信号是一种时域连续的信号，其频率随时间线性变化。

这种信号具有较高的距离分辨率和速度分辨率，被广泛应用于雷达、声纳等系统中。

在微波光子雷达系统中，线性调频信号的生成主要通过电子方式或光子方式实现。

电子方式主要依赖于射频技术，而光子方式则利用光子技术进行信号调制和传输。

三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术微波光子雷达中线性调频信号的产生主要依赖于光子技术。

目前，常用的技术包括基于光纤技术的微波光子发生器、基于光子晶体调制器的线性调频信号生成器等。

这些技术具有高带宽、低噪声、高稳定性等优点，能够满足微波光子雷达对线性调频信号的要求。

（一）基于光纤技术的微波光子发生器基于光纤技术的微波光子发生器利用光纤的传输特性，通过调制激光器输出的光信号，实现线性调频信号的生成。

该技术具有高带宽、低损耗、抗干扰能力强等优点，在微波光子雷达系统中得到广泛应用。

（二）基于光子晶体调制器的线性调频信号生成器基于光子晶体调制器的线性调频信号生成器利用光子晶体调制器的非线性效应，通过调制激光器输出的光波的振幅、相位和频率等参数，实现线性调频信号的生成。

该技术具有高稳定性、低噪声等优点，可提高微波光子雷达系统的性能。

四、研究现状及发展趋势目前，国内外学者在微波光子雷达中线性调频信号产生技术方面取得了重要进展。

然而，仍存在一些挑战和问题需要解决。

例如，如何进一步提高线性调频信号的信噪比、如何实现高精度的时间同步等。

采用函数发生器及模拟信号源产生线性调频脉冲信号方案潘成胜 安捷伦见习应用工程师 王晋杰 安捷伦应用工程师一、 前言雷达在军事、航天、气象、通信、天文等领域都得到了广泛的应用。

典型的雷达系统主要由发射机，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。

脉冲压缩雷达的一种常用形式是脉内线性调频（Linear Frequency Modulation ），它能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。

这种体制采用相对较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。

目前，产生线性调频信号常用的方法是采用矢量信号源，通过Pulse Buliding 或Matlab 等软件产生任意波形，下载到矢量源并播放的方式。

但在某些情况下，客户需要利用一些简单设备产生线性调频脉冲以满足测试需要。

所以本文基于安捷伦公司模拟信号发生器及函数发生器，介绍了一种简单线性调频脉冲的产生方案。

二、 生成方案生成原理：由于在脉冲内表现为频率的线性变化，可考虑用锯齿波对脉冲信号进行FM 调制，保证脉冲处于锯齿波的下降沿（或上升沿）范围内，这样在脉内频率才会呈现单调线性变化，所以保持脉冲周期和锯齿波的同步性是产生跳频信号的关键，其具体实现如图1所示：图1 跳频信号生成原理为了实现上述要求，用信号源产生的脉冲信号触发任意波形发生器，产生锯齿波信号从而对脉冲进行FM 调制。

文中根据客户要求用Agilent 33220A 产生锯齿波，MXG N5181A 产生脉冲，N9030A 89061VSA 来观察分析产生的跳频信号。

脉冲测试系统搭建如图2所示：图2 测试系统三、生成实例根据客户需要，产生跳频信号指标为：中心频率84MHz，脉宽16us，重复频率2KHz，跳频+/-5MHz。

线性调频信号的脉冲压缩处理性能研究朱若菡，任腊梅，李增元(陕西黄河集团有限公司设计所，陕西西安 710043)摘要：线性调频信号以其优良的性能成为现代雷达中普遍使用的脉冲压缩波形，本文通过理论分析和仿真实验，对线性调频信号的脉冲压缩性能进行了研究，给 出了影响处理性能的关键因素。

关键词：线性调频信号；脉冲压缩；主副比；主瓣宽度1引言对于现代战争的雷达，如何从复杂的杂波和噪声背景中提取信号目标的信息成为现代雷 达研究的一个重要部分，雷达信号处理的关键在于设法提高回波信号的功率信噪比。

在普通 脉冲雷达中，雷达的时宽带宽积为一常量，不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。

脉冲 压缩（PC )雷达体制，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，而在接 收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离和 分辨力之间的矛盾。

现代雷达通常可以采用发射大时宽带宽的信号进行脉冲压缩的方法来提 髙信噪比，脉冲压缩是对信号进行信噪比放大的重要手段。

线性调频脉冲信号具有近似矩形 的频谱特性、平方律的相频特性和可以选择的”时宽带宽乘积"，通过压缩可提供良好的距离分 辨力和径向速度分辨力，因而成为目前雷达信号采用的主要波形。

本文通过对线性调频信号 脉冲压缩处理过程的理论分析和仿真实验，研究其对系统的影响。

2线性调频信号的脉压原理2.1线性调频信号一个线性调频信号可表示为如下公式（1)所示：i .(f ) = A .咐(十).exp 丨j (2丌/〇Z + 亨■)公式⑴中：A 为信号幅度;"为调频斜率加[f ]为矩形函数:>12. 2 主副瓣比(1)(2)线性调频信号经过压缩滤波器后输出脉冲具有Sine 包络，有较大的时间旁瓣，其中第一 旁瓣高度为一 13. 6dB ，其他旁瓣按固定零点间隔高度有所衰减。

这样在多目标情况下，旁瓣会覆盖主瓣附近较小目标的回波信号，造成目标丢失或者不可检测。

线性调频信号线性调频信号（Linear Frequency Modulation Signal，LFM）是一种常用的单相（single-tone）通信信号，它的特点是频率发生变化，又称为线性扫频信号。

一、线性调频信号的特点：1. 频率发生变化：线性调频信号的特点是频率发生线性的变化，这种变化可以是瞬时频率的单调递增或单调递减；2. 由连续脉冲组成：线性调频信号是由连续脉冲组成，这些脉冲对应着不同频率；3. 可以传输信息：线性调频信号是一种有效的信号，它可以用来传输数字信号、声音信号和图像信号；4. 易于分析：线性调频信号是一种易于分析的信号，可以用常规的数学方法进行分析；5. 无衍射数据：线性调频信号不受衍射数据的影响，可以传输远距离，传输范围宽。

二、线性调频信号的用途：1. 卫星通信：线性调频信号是卫星通信中比较常用的信号，因为它可以确保在传输过程中数据的可靠性；2. 无线电高空数传控制：线性调频信号还被广泛应用于无线电高空数传控制中，例如，气象站、导弹等的控制；3. 遥控、车载导航：线性调频信号也可以用于遥控、车载导航系统，它可以有效地传输远距离的数据；4. 超声波连接AGV：线性调频信号也可以用于AGV（自动导航车辆）中的超声波连接，用于AGV控制车辆的运动；5. 广播信号：线性调频信号也可以用于广播，例如，电视和无线电节目的广播；6. 脉冲编码技术：线性调频信号也可以用于脉冲编码技术，用于数字信号的传输。

三、线性调频信号的优缺点：1. 优点：（1）由连续脉冲组成，可以容易地传输信息；（2）发射信号的特性比较稳定，不受干扰；（3）传输范围宽，信号可以传输到较远的距离；（4）信号可以进行精确地分析，易于识别和恢复；（5）由于信号为线性，易于模拟和数字化。

2. 缺点：（1）发射信号的特性容易受到可塑性电磁子的影响；（2）受到对象的大小和环境温度的影响，信号的变化会很快；（3）无线电信号受到巨型入侵的干扰。

《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达技术作为现代雷达探测领域的重要分支，以其高精度、高分辨率和抗干扰能力强等优势，在军事、民用等领域得到了广泛应用。

线性调频信号作为微波光子雷达中的重要信号源，其产生技术的研究对于提高雷达系统的性能具有重要意义。

本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、方法及优缺点，以期为相关领域的研究提供参考。

二、线性调频信号原理及特点线性调频信号是一种特殊的脉冲调制信号，其频率随时间呈线性变化。

这种信号具有较大的时宽带宽积，能够在雷达系统中实现高精度、高分辨率的探测。

线性调频信号的原理是通过改变信号的频率调制方式，使发射信号的频率在一定的时间内线性增加或减少，从而实现距离和速度的测量。

三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术（一）传统方法传统产生线性调频信号的方法主要依赖于电子方式，如采用直接数字频率合成器（DDS）或模拟电路等。

然而，这些方法在产生大时宽带宽积的线性调频信号时，面临着带宽受限、功耗大等问题。

（二）微波光子技术方法微波光子技术为解决上述问题提供了新的思路。

微波光子雷达通过将微波信号转换为光信号进行处理，再将其转换回微波信号进行探测。

在产生线性调频信号方面，微波光子技术具有以下优势：1. 带宽大：利用光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。

2. 抗干扰能力强：光子技术在传输过程中具有较低的电磁干扰和辐射，有利于提高雷达系统的抗干扰能力。

3. 功耗低：通过光子技术可以降低系统功耗，提高系统整体性能。

具体实现上，微波光子雷达中线性调频信号的产生主要通过调制器将电域的线性调频信号转换为光域的调制信号，然后利用光纤等传输介质将调制信号传输到接收端。

在接收端，通过解调器将光信号还原为电信号，从而得到所需的线性调频信号。

四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的优缺点分析（一）优点1. 带宽大：微波光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。

《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达作为一种高精度的探测设备，在军事、民用等领域具有广泛的应用前景。

其中，线性调频信号作为雷达系统中重要的信号源，其产生技术的研究对于提高雷达的探测性能具有重要意义。

本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、技术难点及解决方案，以期为相关领域的研究提供参考。

二、线性调频信号原理线性调频信号是一种特殊的脉冲信号，其频率随时间线性变化。

在微波光子雷达中，线性调频信号通过发射和接收两个过程实现目标探测。

发射过程中，雷达通过天线发射线性调频信号，当信号遇到目标时，目标反射的信号会携带目标信息返回雷达。

接收过程中，雷达通过处理反射回来的信号，提取出目标的位置、速度等信息。

因此，线性调频信号的产生产生质量和性能对于雷达探测性能至关重要。

三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的挑战在微波光子雷达中，线性调频信号的产生技术面临诸多挑战。

首先，要求信号具有高精度、高稳定性和低噪声等特点，以满足雷达探测的需求。

其次，由于微波频率较高，传统的电子方法在产生线性调频信号时存在带宽限制和效率问题。

此外，还需要考虑信号的抗干扰能力和适应性等问题。

针对这些挑战，研究者们提出了一系列解决方案和优化措施。

四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的关键方法为了克服传统电子方法的局限性，研究者们提出了基于微波光子技术的线性调频信号产生方法。

这种方法通过将微波信号与光子进行相互作用，实现了宽频带、高稳定性和低噪声的信号产生。

其中，关键的方法包括微波光子混合技术、光学频率梳技术以及光纤延时线技术等。

这些技术可以通过控制光子的传播特性和相互作用过程，实现对微波信号的精确调制和调控。

五、具体技术方法及其应用1. 微波光子混合技术：通过将微波信号与光子混合器进行混合，产生具有线性调频特性的微波信号。

这种方法具有带宽大、稳定性高等优点，适用于需要高精度和高稳定度信号的场合。

试验六 线性调频脉冲压缩一、 试验目旳1. 理解线性调频脉冲压缩旳工作原理。

2.、理解线性调频脉冲信号加权处理旳工作原理。

3.、掌握脉冲压缩信号旳“压缩比”和“主副瓣比”旳测量措施。

二、 试验仪器示波器、万用表。

三、 试验原理线性调频矩形脉冲信号旳复数体现式为:20012()22()()()j f t Kt j f t t s t e t eT ππμ+==其中为信号旳复包络:2)()()j Kt tt eT πμ=式中T 为脉冲宽度, 信号旳瞬时频率可写成:2001()(2)2df t f t Kt f Kt dtπππ=+=+瞬时频率与时间成线性关系, 因此称为线性调频信号。

K=B/T 其中称为调频斜率, B 为调频带宽, 即信号旳带宽。

线性调频信号旳脉冲压缩是通过匹配滤波器得到旳, 假如输入信号旳频率特性为：()()|()|j f U f U f e θ=那么匹配滤波器旳频率特性应满足下式:02()()|()|j ft j f m H f K X f e e πθ--=若令：K A 则可得：2()exp([2/42]0()d m H f j tff f πππ=---上式中压缩滤波器旳群延迟特性（频率—延时特性）为:000()()(),2d d f d f B f f df B f ft t τθ-==+-≤d t是与滤波器物理实既有关旳一种附加延时。

可得线性调频脉冲压缩滤波器旳输出信号为:0022()2()0()()()d d j ftj f t j f t d t t U f X f H f df df eπππ∞∞---∞-∞===⎰⎰实际状况下取实信号表达为:00()())d d U f f t t π=-当输入信号有旳多普勒频率时, 匹配滤波器旳输出体现式:2()2()]exp(/4)y t j k j t ππ=-加权处理:压低副瓣常用旳措施是对匹配滤波器旳权值进行窗函数加权。

《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达是一种集成了微波技术和光子技术的先进探测设备，具有高精度、高速度、高抗干扰能力等优点，在军事、民用等领域具有广泛的应用前景。

线性调频信号作为微波光子雷达中的关键技术之一，其产生技术的研究对于提高雷达性能具有重要意义。

本文旨在研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，为雷达系统的设计与优化提供理论支持。

二、线性调频信号基本原理线性调频信号是一种具有线性频率变化特性的信号，其频率随时间呈线性增加或减少。

在微波光子雷达中，线性调频信号通过发射和接收过程中的频率变化来提高雷达的探测精度和抗干扰能力。

线性调频信号的基本原理包括信号的数学模型、频谱特性和时域特性等。

三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术（一）传统产生方法传统的线性调频信号产生方法主要基于电子学技术，如数字合成法和模拟调制法等。

这些方法虽然可以实现线性调频信号的产生，但存在频率范围有限、抗干扰能力较弱等缺点。

因此，需要研究新的产生技术来提高微波光子雷达的性能。

（二）基于微波光子技术的产生方法微波光子技术为线性调频信号的产生提供了新的途径。

基于微波光子技术的线性调频信号产生方法主要包括光子调制法、光子合成法等。

这些方法具有频率范围广、抗干扰能力强等优点，是微波光子雷达中线性调频信号产生的重要研究方向。

四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的关键问题（一）频率稳定性问题频率稳定性是影响微波光子雷达性能的重要因素之一。

在产生线性调频信号时，需要保证信号的频率稳定性，以避免因频率漂移导致的探测误差。

解决频率稳定性问题的关键在于优化信号源和调制器的设计，采用高精度的频率控制技术和抗干扰技术等手段来提高频率稳定性。

（二）信号质量优化问题信号质量是影响雷达探测性能的另一个重要因素。

在产生线性调频信号时，需要优化信号的波形和时域特性，以提高信号的信噪比和抗干扰能力。

解决信号质量优化问题的关键在于研究新的调制技术和编码技术，以及优化信号处理算法等手段来提高信号质量。

线性调频脉冲(chirp)信号扫频
石晶;侯国屏;赵伟
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2003(022)008
【摘要】以线性调频脉冲信号作被研电网络的激励,采集激励和响应信号由微机进行分析计算,可实现对频响函数的测量.改将频带分段,分别设置激励和采样率后实施测量,在占用计算机资源和CPU时间一定的情况下可明显改善电网络频响函数的测量质量.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】石晶;侯国屏;赵伟
【作者单位】清华大学,电机系,北京,100084;清华大学,电机系,北京,100084;清华大学,电机系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TN722
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