脈沖壓縮雷達(dá)課件

1、脈沖壓縮雷達(dá)脈沖壓縮雷達(dá)脈沖壓縮雷達(dá) 概述概述 線(xiàn)性調(diào)頻脈沖壓縮線(xiàn)性調(diào)頻脈沖壓縮脈沖壓縮雷達(dá)概述概述雷達(dá)的距離分辨率取決于信號(hào)的帶寬雷達(dá)的距離分辨率取決于信號(hào)的帶寬Bcr2 對(duì)于普通脈沖雷達(dá)，雷達(dá)信號(hào)的時(shí)寬對(duì)于普通脈沖雷達(dá)，雷達(dá)信號(hào)的時(shí)寬與帶寬滿(mǎn)足與帶寬滿(mǎn)足BT1脈沖壓縮雷達(dá) 對(duì)于脈沖壓縮雷達(dá)，雷達(dá)信號(hào)的時(shí)寬對(duì)于脈沖壓縮雷達(dá)，雷達(dá)信號(hào)的時(shí)寬與帶寬滿(mǎn)足與帶寬滿(mǎn)足TBBT11這樣，經(jīng)過(guò)壓縮后雷達(dá)信號(hào)的時(shí)寬為這樣，經(jīng)過(guò)壓縮后雷達(dá)信號(hào)的時(shí)寬為BT1脈沖壓縮雷達(dá)壓縮后與壓縮前雷達(dá)信號(hào)時(shí)寬之比為壓縮后與壓縮前雷達(dá)信號(hào)時(shí)寬之比為1TBTT 定義雷達(dá)信號(hào)時(shí)寬與帶寬的乘積為脈定義雷達(dá)信號(hào)時(shí)寬與帶寬的乘積為脈沖壓

2、縮比沖壓縮比TBD 脈沖壓縮雷達(dá)脈沖壓縮雷達(dá)的特點(diǎn)：脈沖壓縮雷達(dá)的特點(diǎn)：1 脈沖寬度與有效頻譜寬度這兩個(gè)參數(shù)脈沖寬度與有效頻譜寬度這兩個(gè)參數(shù)可以獨(dú)立選取，增加了雷達(dá)波形設(shè)計(jì)的可以獨(dú)立選取，增加了雷達(dá)波形設(shè)計(jì)的靈活性。靈活性。2 通過(guò)匹配壓縮處理獲得高的距離分辨通過(guò)匹配壓縮處理獲得高的距離分辨率率3 寬帶信號(hào)有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能寬帶信號(hào)有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能力力脈沖壓縮雷達(dá)脈沖壓縮雷達(dá)的缺點(diǎn)：脈沖壓縮雷達(dá)的缺點(diǎn)：1 收發(fā)系統(tǒng)比較復(fù)雜，在信號(hào)產(chǎn)生和處收發(fā)系統(tǒng)比較復(fù)雜，在信號(hào)產(chǎn)生和處理過(guò)程中的任何失真，都將增大旁瓣高理過(guò)程中的任何失真，都將增大旁瓣高度。度。2 存在距離旁瓣，通過(guò)加權(quán)處理抑制旁

3、存在距離旁瓣，通過(guò)加權(quán)處理抑制旁瓣。瓣。3 存在距離和速度耦合，影響測(cè)量。存在距離和速度耦合，影響測(cè)量。脈沖壓縮雷達(dá)脈沖壓縮雷達(dá)存在條件：脈沖壓縮雷達(dá)存在條件：1 發(fā)射信號(hào)必須具有非線(xiàn)性的相位譜。發(fā)射信號(hào)必須具有非線(xiàn)性的相位譜。2 存在對(duì)應(yīng)的匹配壓縮網(wǎng)絡(luò)。存在對(duì)應(yīng)的匹配壓縮網(wǎng)絡(luò)。壓縮網(wǎng)絡(luò)脈沖壓縮雷達(dá)脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)處理方式：脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)處理方式：匹配濾波脈沖壓縮I/Q解調(diào)信號(hào)濾波器存儲(chǔ)采樣保持A/D轉(zhuǎn)換頻譜分析檢測(cè)器CFAR中頻放大信號(hào)檢測(cè)結(jié)果 模擬脈沖壓縮脈沖壓縮雷達(dá)脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)處理方式：脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)處理方式：采樣保持A/D轉(zhuǎn)換頻譜分析信號(hào)濾波器存儲(chǔ)匹配濾波脈沖壓縮檢測(cè)器CFAR

4、檢測(cè)結(jié)果 數(shù)字脈沖壓縮I/Q信號(hào)脈沖壓縮雷達(dá)線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生 無(wú)源法產(chǎn)生線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)無(wú)源法產(chǎn)生線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào) 窄脈沖沖擊法窄脈沖沖擊法 平衡調(diào)制法平衡調(diào)制法 有源法有源法脈沖壓縮雷達(dá)中頻矩形帶通網(wǎng)絡(luò)色散延遲線(xiàn)方波產(chǎn)生器功放上變頻器整形本振沖擊信號(hào) 無(wú)源法脈沖壓縮雷達(dá)亞控振蕩器多諧振蕩器鋸齒波電壓產(chǎn)生器選通沖擊信號(hào) 有源法脈沖壓縮雷達(dá)線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的頻譜線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的頻譜幅度頻譜：幅度頻譜：2/ 1221221)()()()(21| )(|uSuSuCuCKfu相位頻譜：相位頻譜：)()()()()(21212uCuCuSuSarctgfKf脈沖壓縮雷達(dá)02468101214-1

5、-0.500.51radar pulse with linear frequency modulationtime (us)-25-20-15-10-50510152025051015202530frequency spectrum of radar pulsefrequency (MHz)脈沖壓縮雷達(dá)線(xiàn)性調(diào)頻脈沖信號(hào)的波形參量線(xiàn)性調(diào)頻脈沖信號(hào)的波形參量BdfKdfKdffudffuWBBBBe2/2/422/2/2422|1|1| )(| )(|有效帶寬：脈沖壓縮雷達(dá)22/2/22/2/2222222203|1|1|)2(| )(| )(|)2(BdfKdfKfdffudffufBBBB均方

6、根帶寬：脈沖壓縮雷達(dá)TdtdtdttudttuTTTTTe2/2/2/2/2422| )(| )(|有效時(shí)寬：脈沖壓縮雷達(dá)均方根時(shí)寬：22/2/2/2/2222222)(31)2(| )(| )(|)2(TdtdttdttudttutTTTT脈沖壓縮雷達(dá)調(diào)頻常數(shù)：3)2(2)(222/2/2/2/2/2/2/2/BTdtdtKttdtdtttTTTTTTTT脈沖壓縮雷達(dá)線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的模糊函數(shù)線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的模糊函數(shù)TtTtetuKtj0, 00,)(2TTTKTK| |)|(|)|)(|)|)(sin| ),(|22脈沖壓縮雷達(dá)時(shí)間軸上的切面：TTTKTK|)|(|)|(|)|(sin| ) 0 ,(|TBTBT|)/|1 (sin| ) 0 ,(|TBBT|sin| ) 0 ,(|脈沖壓縮雷達(dá)頻率軸上的切面：|sin| ), 0(|TTT特點(diǎn)：特點(diǎn)：隨著多普勒頻移，主峰值降低。隨著多普勒頻移，主峰值產(chǎn)生時(shí)移。1隨著多普勒頻移，切割圖與辛克函數(shù)的失真進(jìn)一步加大。脈沖壓縮雷達(dá)線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的處理線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的處理當(dāng)信號(hào)的時(shí)間帶寬積較大時(shí)，線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的頻譜可以近似為：幅度頻譜：幅度頻譜：)(1| )(|BfrectKfu相位頻譜：相位頻譜：4/)(2fKf脈沖壓縮雷達(dá)線(xiàn)性調(diào)頻