线性调频脉冲压缩相关技术研究

论文摘要

雷达的距离分辨力取决于信号带宽。在普通脉冲雷达中,雷达的时宽带宽积为一常量,因此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。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形式。本文主要研究线性调频脉冲信号压缩的相关技术,并在此基础上提出具体方案并论证,最终基于MATLAB给出仿真验证。全文着重于线性调频信号频域脉冲压缩方法的分析、匹配滤波器和旁瓣抑制窗函数的设计,以及相参积累的算法设计及其效果。文章首先从雷达脉冲压缩的原理入手,分析了大时宽-带宽积信号的特性,阐述了本系统中选取大时宽-带宽的线性调频脉冲信号的理由;分析了采用模拟法和数字法这两种方法进行线性调频脉冲信号压缩的优缺点,对两种方法所需耗费的时间和资源做了详细的分析和估计,最终根据系统的指标要求选用频域脉冲压缩方法。随后,分别详述了脉压部分的FFT运算部分和匹配滤波以及窗函数加权,尽管FFT运算的数据量极大,由于采用了8个蝶形算子并行运算,在资源受限的条件下最大程度的节省了时间,最终满足了指标要求。匹配滤波和窗函数加权在各自分别满足要求的前提下,将两部分合在一起处理,既充分节约了存储资源,又满足了主旁瓣比的要求和实时处理的目的。接着对相参积累的概念和本课题中所采用的具体算法作了详细论述,并分析了算法对时间和资源的要求,均可满足指标要求。最后对系统做了整体描述,详尽分析每个模块的功能和所采用的算法,并进行仿真验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外动态
• 1.3 课题意义
• 1.4 本文主要内容及结构
• 2 脉冲压缩相关理论
• 2.1 大时宽带宽积线性调频脉冲信号压缩的基本原理
• 2.2 相参积累
• 2.3 本章小结
• 3 线性调频脉冲压缩的方案论证及仿真
• 3.1 需求分析
• 3.2 线性调频脉冲压缩系统方案提出
• 3.3 本课题中数字脉压系统的方案论证与仿真
• 3.4 本章小结
• 4 相参积累的方案论证及仿真
• 4.1 LFM 信号脉压相参积累
• 4.2 相参积累的方案论证及仿真
• 4.3 相参积累仿真
• 4.4 本章小结
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献