脈沖壓縮
① 幾種脈沖壓縮信號的性能分析
1.脈沖壓縮的意義 (雷達探測對信號形式的要求) 為了提高雷達系統的發現能力、測量精度和發現能力,要求雷達信號具有大的時寬、帶寬、能量的乘積。而單載頻脈沖信號的時寬和帶寬的乘積接近於1,大的時寬和帶寬不可兼得。因此,利用單載頻產生的脈沖信號不可能同時提高距離分辨力和速度分辨力。 (脈沖壓縮的原理及其較高的探測性能) 由雷達信號等效時寬與等效帶寬的公式: 可以看出通過對幅譜和相譜進行調制,可以增加等效時寬;同樣通過在時域進行調幅或調相,可增大等效帶寬。脈沖壓縮信號利用在時域對信號進行調相,增大信號的等效帶寬,從而增大輸出信號時寬與帶寬的乘積。 2.(線性調頻)線性調頻信號旁瓣較高 線性調頻信號具有較好的多普勒性能: (1)旁瓣不隨多普勒頻率的增大而升高 (2)產生耦合時移 經過加權濾波,旁瓣會降低,信噪比損失 適宜於設計大時寬脈沖壓縮信號 (非線性調頻) 非線性調頻具有較低的旁瓣 不需要進行加權濾波,因此沒有信噪比損失問題 但是,非線性調頻的多普勒性能較差,並且隨著發射信號時寬的增大, 多普勒性能變差 所以,非線性調頻信號只適合小時寬信號 因此,設計大時寬信號利用線性調頻是一個好的方法,但是不得不忍受加權濾波所帶來的信噪比損失(二相碼)旁瓣較高,需要進行加權濾波,造成信噪比損失 多普勒敏感信號低截獲性能(非線性調頻多相碼) 對非線性調頻信號采樣、量化其相位項得到的離散相位序列,可以作為一類新的多相編碼信號的相位編碼序列 這一非線性調頻多相碼保留了非線性調頻的主要性能,而同時又為信號的產生與處理的簡化提供了可能 (線性調頻—二相碼) LFM信號能實現較寬的帶寬,其匹配濾波器對多普勒頻移不敏感,但輸出會產生一個與多普勒頻移成正比的附加時延,二相碼信號的模糊函數大多呈近似圖釘形,有利於實現低截獲性能,但當回波信號與匹配濾波器有多普勒頻移失諧時,濾波器起不了脈沖壓縮的作用。
② 脈沖壓縮會改變帶寬嗎
早期的雷達發射的都是簡單的點頻脈沖信號,但這種簡單波形有一個不可調和矛盾。即,若要提高距離解析度就必須縮小脈沖時寬(各種雷達書目錄完了就是介紹距離解析度的,我不贅述了),但縮小了時寬就會帶來一個問題,信噪比下降,怎麼說呢,就是雷達工作時候發射功率基本是一定的,那顯然你發射脈沖時間越長,回來的可以用來被你「積累」的目標信號能量就越大,(怎麼積累是另一個問題,總之就是假設這里你用了最優的積累方法,工程實際中也一定會採用最優的積累方法)。理所當然,被你積累的目標能量越大,你發現它的機率肯定就越大。
因此,再逐漸的探索中,脈沖調頻信號(LFM)得以利用,即發射一個時間較寬脈沖,保證了可以有很多能量去積累,而積累的方法就是脈沖壓縮(其實也就是lfm信號的最優匹配濾波),有意思的一點就是在積累的同時,由於本質上匹配濾波的原因,它會將與它在「這個時刻」不匹配的目標匹配出較低的峰值(有可能,下一時刻,不匹配的目標就匹配了,所以,我用了這個時刻)間接的也提高了距離解析度。
③ 脈沖壓縮雷達的特點是什麼
現代雷達,要求測量目標的作用距離遠。增加作用距離的方法之一,就是把雷達發射電磁波的能量加強,這樣可以使脈沖功率提高和採用寬一些的脈沖來實現。
我們知道,電的能量是用功率乘上時間來表示的。雷達技術上也是如此,增加發射脈沖能量除了提高發射功率外,還可以使脈沖存在的時間——脈沖寬度寬一些。
但脈沖寬度加寬,又帶來了一個問題,就是導致雷達距離分辨力變差。什麼是距離分辨力呢?當雷達天線對准目標後,如果在同一方向上有兩個目標,比如有兩架飛機一前一後地飛行,那麼雷達所能識別這兩個目標之間的最小距離,就稱為距離分辨力。
距離分辨力與脈沖寬度有密切的關系。在雷達顯示器上,回波信號的波形與雷達發射脈沖寬度是成比例的。
如果發射脈沖太寬,從第一個目標和第二個目標反射的回波,就會重疊在一起,分不清是兩個目標。
如果雷達採用很窄的脈沖,那麼就可以分清兩個反射回波,而且能測出兩架飛機相隔的距離。
在軍事防空體系中,對雷達的距離分辨力要求很高。所以脈沖寬度要盡量採用窄一些的,但這樣又與增大雷達作用距離相矛盾了。
④ 脈沖壓縮雷達有哪些特性
現代雷達,要求測量目標的作用距離遠。增加作用距離的方法之一,就是把雷達發射電磁波的能量加強,這樣可以使脈沖功率提高和採用寬一些的脈沖來實現。
我們知道,電的能量是用功率乘上時間來表示的。雷達技術上也是如此,增加發射脈沖能量除了提高發射功率外,還可以使脈沖存在的時間——脈沖寬度寬一些。
但脈沖寬度加寬,又帶來了一個問題,就是導致雷達距離分辨力變差。
⑤ 脈沖壓縮位於雷達信號處理的哪一步
大部分的雷達信號處理,脈沖壓縮都是放在第一步的
⑥ 雷達 壓縮脈沖與匹配濾波是一個意思么到底什麼是壓縮脈沖,它的T與B之間的關系是什麼
脈沖壓縮雷達發射的是大時寬頻寬積信號,比如線性調頻信號,之所以叫大時寬頻寬積信號,是因為匹配濾波時信號的帶寬和時寬的乘積為1,大時寬頻寬積信號的時寬和帶寬乘積遠遠大於1。由於匹配濾波要求為二者乘積為1,那麼大時寬頻寬積信號如何做到匹配濾波呢?答案就是通過脈沖壓縮,讓壓縮後的脈沖寬度作為時寬,它和接收機的帶寬乘積約為1。 個人理解:匹配濾波包括脈沖壓縮,脈沖壓縮是實現匹配濾波的一種方法,它解決了發射功率和解析度的矛盾。 你發現不是倒數關系,理論上是倒數關系,但實際的匹配濾波不可能做到完全匹配,通常都是准匹配濾波,乘積值具體要看雷達的工作類型,脈沖壓縮雷達要用壓縮後的脈沖寬度計算。如線性調頻信號帶寬5M,脈寬32微秒,此乘積為110,遠遠大於1,壓縮後脈寬0.3微秒,乘積則只為為1.5,仍然可以說是實現了匹配濾波。
⑦ 常用的脈沖壓縮的波形有哪些
常用的脈沖壓縮的波形有:
1、幅度恆定的線性調頻脈沖信號
根據模糊函數,對寬脈沖進行調制以提高它的帶寬。接收時調制過的寬脈沖信號通過匹配濾波器。通過分析模糊圖就可以得的它的距離分辨力。幅度恆定的線性調頻脈沖信號是得到廣泛應用的脈沖壓縮波形的一個例子。
2、線性調頻脈沖壓縮
對寬脈沖進行調制,可被認為沿著脈沖的不同部分在相位或頻率上設置不同的「標志」。例如,線性調頻信號在頻率上的變化是沿著脈沖分布的,使得脈沖的每一小段對應於一個不同的頻率。調制脈沖通過一條色散延遲線,該延遲線的延遲時間是頻率的函數,脈沖的每一段都經過不同的延時,這樣在色散延遲線中,脈沖的下降沿可能被加速而上升沿被減速,以便它們「走到一起」,從而完成脈沖壓縮。
(7)脈沖壓縮擴展閱讀:
脈沖壓縮的意義 (雷達探測對信號形式的要求) :
為了提高雷達系統的發現能力、測量精度和發現能力,要求雷達信號具有大的時寬、帶寬、能量的乘積。而單載頻脈沖信號的時寬和帶寬的乘積接近於1,大的時寬和帶寬不可兼得。因此,利用單載頻產生的脈沖信號不可能同時提高距離分辨力和速度分辨力。
(脈沖壓縮的原理及其較高的探測性能) 由雷達信號等效時寬與等效帶寬的公式: 可以看出通過對幅譜和相譜進行調制,可以增加等效時寬;同樣通過在時域進行調幅或調相,可增大等效帶寬。脈沖壓縮信號利用在時域對信號進行調相,增大信號的等效帶寬,從而增大輸出信號時寬與帶寬的乘積。
⑧ 脈沖壓縮技術的基本原理是什麼,簡答
在發射端發射大時寬、帶寬信號,以提高信號的速度測量精度和速度分辨力,而在接收端,將寬脈沖信號壓縮為窄脈沖,以提高雷達對目標的距離分辨精度和距離分辨力。
早期脈沖雷達所用信號,多是簡單矩形脈沖信號。當提高雷達探測目標的作用距離時,應該增加信號能量五。增大發射機的脈沖功率是一個途徑,但它受到發射管峰值功率、傳輸線功率容量以及體積重量等因素的限制,只能有一定范圍。
為了解決上述矛盾就必須採用大時寬頻寬積的更為復雜的信號形式。如果在寬脈沖內釆用附加的頻率或相位調制,以增加信號帶寬5,那麼,當接收時用匹配濾波器進行處理,可將長脈沖壓縮到寬度,這樣既可使雷達用長的脈沖去獲得大的能量,同時又可以得到短脈沖所具備的距離分辨力。
(8)脈沖壓縮擴展閱讀:
作用
1、脈沖壓縮模塊的作用是對線性調頻信號或相位編碼信號回波進行脈沖壓縮和旁瓣抑制,將寬脈沖壓縮成窄脈沖,使輸出信號在目標的距離門處出現峰值,同時提高信噪比。
2、雜波對消模塊的作用是對系統內部的各類雜訊、雜波等進行自適應對消處理,減小雜訊和雜波對目標檢測的影響。
3、幅度檢測、恆虛警處理和判決模塊的作用是通過預先設定好的檢測概率和虛警概率,在背景雜訊和雜波中完成目標的自動檢測和判決的任務。