1、5 线性调频脉冲信号一、现代雷达对波形的要求 测距精度和距离分辨力要求大带宽B，以保证大的 、 测速精度和速度分辨力要求大时宽T，以保证大的 、 为了提高作用距离，必须具有大时宽T二、如何获得大时宽带宽信号 时/频域对信号进行相位或幅度调制（即增加均方根带/时宽），线性相位不行，只能移动时间或频率，只用平方、立方等相位才行。三、大时宽带宽信号的特点优点：解决矛盾，增强了抗干扰能力，增强了发现目标能力缺点：最小作用距离增加，产生/处理复杂易失真，出现旁 瓣，存在距离和速度测量模糊0eTeW 5.1 线性调频脉冲信号（线性调频脉冲信号（LFM）的产生）的产生 LFM信号实数表示为： LFM信号复数
2、表示为：LFM信号复包络为：)2cos()(20kttfTtrecttxtfjktjtfeetuetuts02022)()()(222( ),( )cos(),( )sin()j ktIQu teu tktutkt瞬时频率：ktfkttfdtdfi020)2(21-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)幅度LFM信 号 的 Q路-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)幅度LFM信 号 的 I路LFM产生方法:1、无源法：窄脉冲冲击法、平衡调制法、2、有
3、源法：波门选通法I&Q正交调制法DDS法EPLD高速EPROM高速EPROMD/AD/ALPFLPFIQ调制器控制信号中频输出中频本振DDS核高速高稳定度时钟控制信号中频LFM信号5.2 线性调频脉冲信号的频谱线性调频脉冲信号的频谱LFM信号复包络为：频谱：2)(ktjeTtrecttu42221)(jfkjftjktjeBfrectkdteeTtrectfu41)(2Bfrectkfu5.3 线性调频脉冲信号的波形参量线性调频脉冲信号的波形参量)0(3)3)(3)()2(3)()()23123(2222220220BTTTTBBTTTTBTWBWeeee5.4 线性调频脉冲信号的模糊函数线性
4、调频脉冲信号的模糊函数一、模糊函数TTTkTk)()()(sin),(剪切角：二、切割1、压缩比：距离旁瓣：来因、影响TBktgBTBT)1 (sin)0 ,(0BTBTBTD11222、3、TTT)sin(), 0(0015.5 线性调频脉冲信号的性能线性调频脉冲信号的性能一、优点1、距离分辨力提高We，速度分辨力相同Te2、精度000322()(2 )()632()TEEBBNNBTETN3、B和T独立选取4、多普勒不敏感二、缺点1、组合值解决方法：正负斜率、只测距/大斜率（K）、V型调频。AAAAAAkk11)(1 21)(1 212002000NENE2、斜刀刃上目标无法分辨3、存在距
5、离旁瓣 MSR=-13.2dB 旁瓣的坏处： 掩盖小目标（广义分辨） 出现虚假目标， 减小了系统动态范围024681024681010BT 1B归一化为05101520510152050BT 5.6 线性调频脉冲信号的处理线性调频脉冲信号的处理 一、近似匹配滤波器的实现 时: 匹配滤波器的频率特性: 2141fjjKffrecteBK20022241( )( )1fjjjftjftKfjKfHff erecteBKfrecteBK212ddftfdfKK 30BT 二、近似匹配滤波器的输出 输入信号的复包络为 ： 近似匹配滤波器输出为：sin ()sin ()( , )()()K TK TyT
6、KK T 212()2( )jtKtttrecteT 212()24sin(),()jKtjKt Ty teKt sin( ,0)ByTB sin(0, )TyTT222sin()( ,)(,)()KTxyK 024681024681010BT 1B归一化为05101520510152050BT u(t)LPFADCXI(n)LPFADCXQ(n)IQ三、匹配滤波器的实现 采用IQ正交相参处理消除随机初相的影响。1、采样频率及中频采样 视频采样（低通）： 中频采样（带通）： ，n满足2sfBBBfs5 .1 ,25.1)12/(40nffs 2cosIdutktt 2sinQdutktt2、时
7、域处理 nknnXdI2cos nknnXdQ2sin 2cosknnHI 2sinknnHQmYmYmDQI22DDhN-1.DXih03、频域处理4、时频域处理对比时域（FIR滤波器/数据流处理）： ， 阶，瞬时出；频域（正反FFT/数据块处理）： ， 点 ，延时出。2sfB4snf T2sfBrsNTf)()()()()()(kHnxFFTIFFTkHkXIFFTkYIFFTny-1-0.500.51x 10-5-90-80-70-60-50-40-30-20-100时 间 (s)幅度(dB)时 域 脉 压 后 的 波 形 (未 加 权 )-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-
8、0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)幅度LFM信 号 的 Q路-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)幅度LFM信 号 的 I路B/25.7 线性调频脉冲信号的加权处理线性调频脉冲信号的加权处理一、为何要加权处理？二、频域上幅度加权假设：目的：等效为矩形谱，加权网络本身特性。( )u f2( ,0)( )( )jftwVtWff edf2( )( )( )( )fWfH ff222( ,0)()BjftBwVtHf edf匹配滤波器幅度加权网络*( )uf( )H f*( )Wf( ,0)uWV
9、t( )(1)cosnfH fKKB2211( )24ffjjBBKKH fee123( ,0)( )( )( )wVtgtgtgt(1)1sin ()sin (1)sin (1)22(1)TKKBc Btc Btc BtBK-1-0.500.51x 10-5-90-80-70-60-50-40-30-20-100时 间 (s)幅度(dB)时 域 脉 压 后 的 波 形 (未 加 权 )-8-6-4-202468x 10-6-90-80-70-60-50-40-30-20-100时 间 (s)幅度(dB)加 窗 (海 明 窗 )后 的 脉 压 输 出-1-0.500.51x 10-5-1-0.
10、8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)幅度LFM信 号 的 Q路-1-0.500.51x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)幅度LFM信 号 的 I路三、加权性能分析1、信噪比损失不采用加权网络信噪比为： 采用加权网络信噪比为：信噪功率比损失为：(海明：-1.34dB)0022MSBTTNN BN2222202()()BBBN MBTHfd fBSNNHfd f222/222()10lg10lg()()BBNMSNBBMSHf dfNLdBSBHf dfN22/2212(21)210 lg10 lg323(323
11、)8SNKBKKLBKKBKK2、最大主旁瓣比海明：-42.67dB（t1=4.5/B）3、-3dB的主瓣加宽系数 1(0,0)()2wTKVBB11( ,0)120lg20lg( ,0)()2(0,0)wwwdbVtTKVtBBV( , 0 )sin()(0 , 0 )VtcB tV( ,0)1sin()sin (1) sin (1)(0,0)2(1)wwVtKBTc Btc BtVK(0.443/ ,0)(0,0)0.707VBV海明：2( ,0)0.707(0,0)wwVtV20.443 /tB20.6512/tB210.65121.470.443tt5.8 非线性调频脉冲信号非线性调频脉冲信号 发射波形应被设计为其功率谱形状与具有所需旁瓣特性窗函数的频谱形状类似。 1、时间上通过幅度加权修正频谱形状，需线性功放；2、LFM每个频率点上用的时间都是相同的，改变恒定扫描。 5.9 线性调频连续波信号线性调频连续波信号
