可变时宽宽带LFM信号压缩接收技术研究
LFM脉冲压缩雷达标准实验报告
电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称LFM脉冲压缩雷达的设计与验证电子科技大学研究生院制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：科B516室实验时间：一、实验室名称：电子信息工程专业学位研究生实践基地二、实验项目名称：LFM脉冲压缩雷达的设计与验证三、实验学时：20四、实验原理：1、LFM脉冲信号和脉冲压缩处理脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的，距离分辨力直接由脉冲带宽确定。
窄脉冲具有大带宽和窄时宽，可以得到高距离分辨力，但是，采用窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率，在高频时，由于波导尺寸小，会对峰值功率有限制，以避免传输线被高电压击穿，该功率限制决定了窄脉冲雷达有限的作用距离。
现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分辨力，大时宽脉冲增加了雷达发射能量，实现远作用距离，另一方面，宽脉冲信号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。
进行脉冲压缩时的LFM脉冲信号为基带信号，其时域形式可表示为2()exp 2i t t s t Arect j T μ⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ 其中的矩形包络为112102t T t rect T t T ⎧≤⎪⎪⎛⎫=⎨⎪⎝⎭⎪>⎪⎩式中的μ为调频斜率，与调频带宽和时宽的关系如下式2/B T μπ= 时带积1D BT =>>时，LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为22[2/]()4220i B B j f f S f ππμ⎧⎧⎫-+-≤≤⎪⎨⎬=⎩⎭⎨⎪⎩其他脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器，匹配滤波器是以输出最大信噪比为准则设计出来的最佳线性滤波器。
假设系统输入为()()()i i x t s t n t =+，噪声()i n t 为均匀白噪声，功率谱密度为0()2n p N ω=，()i s t 是仅在[0,]T 区间取值的输入脉冲信号。
根据线性系统的特点，经过频率响应为()H ω匹配滤波器的输出信号为()()()o o y t s t n t =+，其中输入信号分量的输出为()()()exp()o i s t S H j t d ωωωω∞-∞=⎰与此同时，输出的噪声平均功率为2()2NN H d ωω∞-∞=⎰则0t时刻输出信号信噪比可以表示为22020()()e ()()2j ti o S H d s t N NH d ωωωωωω∞-∞∞-∞=⎰⎰要令上式取最大值，根据Schwarz 不等式，则需要匹配滤波器频响为0()()exp()i H KS j t ωωω*=-对应的时域冲激响应函数形式为*0()()i h t Ks t t =-要使该匹配滤波器为因果系统，必须满足0t T≥，信噪比最大时刻的输出信噪比取值是02o S E N N ⎛⎫= ⎪⎝⎭当匹配滤波器冲激响应函数满足(5-5)式时，通过匹配滤波器的输出信号分量可以表示为下式：*0()()()()()o i i i s t s h t d K s s t t d ττττττ∞∞-∞-∞=-=-+⎰⎰由上式可知，此时的输出信号分量实际上是输入信号的自相关函数，在0t 时刻输出的最大值就是自相关函数的最大值。
LFM脉冲压缩雷达标准实验报告
、实验室名称： 电子信息工程专业学位研究生实践基地二、实验项目名称：LFM 脉冲压缩雷达的设计与验证三、实验学时：20四、实验原理:1、LFM 脉冲信号和脉冲压缩处理脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的，距离分辨力直接由脉 冲带宽确定。
窄脉冲具有大带宽和窄时宽，可以得到高距离分辨力，但是，采用 窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率， 在高频时，由于波导尺寸小，会对峰 值功率有限制，以避免传输线被高电压击穿，该功率限制决定了窄脉冲雷达有限 的作用距离。
现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分 辨力，大时宽脉冲增加了雷达发射能量，实现远作用距离，另一方面，宽脉冲信号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。
t tS （t ） Arect — exp j —T其中的矩形包络为1 2 1 22 B/TD BT 1时，LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为进行脉冲压缩时的 LFM 脉冲信号为基带信号，其时域形式可表示为式中的为调频斜率，与调频带宽和时宽的关系如下式时带积2/ ] 巴f 电 2 2其他脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器，匹配滤波器是以输出最大信噪比为 准则设计出来的最佳线性滤波器。
假设系统输入为x (t )Si (t) 口⑴，噪声n (t)为 均匀白噪声，功率谱密度为P n ()N 。
，2 , s (t)是仅在［0,T ］区间取值的输入脉冲信号。
根据线性系统的特点，经过频率响应为 H()匹配滤波器的输出信号为 y(t)s o(t)n o (t)，其中输入信号分量的输出为s,(t)S( )H( )exp(j t)d与此同时，输出的噪声平均功率为 N 叫 |H( )2d2则to 时刻输出信号信噪比可以表示为,2S o (t0)|N2S i ( )H( )e jt d N 0H( )2d要令上式取最大值，根据 Schwarz 不等式，则需要匹配滤波器频响为H( ) KS i ( )exp( j t °)对应的时域冲激响应函数形式为h(t) Ks *(t 。
线性调频(LFM)信号脉冲压缩仿真
随机信号处理实验————线性调频（LFM）信号脉冲压缩仿真姓名：***学号： **********一、实验目的：1、了解线性FM 信号的产生及其性质；2、熟悉MATLAB 的基本使用方法；3、利用MATLAB 语言编程匹配滤波器。
4、仿真实现FM 信号通过匹配滤波器实现脉压处理，观察前后带宽及增益。
5、步了解雷达中距离分辨率与带宽的对应关系。
二、实验内容：1、线性调频信号线性调频矩形脉冲信号的复数表达式为：()()2001222j f t j f t ut lfmt t u t Arect S e e ππτ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫== ⎪⎝⎭ ()211,210,2j ut t t t u t Arect rect t e πττττ⎧≤⎪⎪⎛⎫⎛⎫==⎨ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪>⎪⎩为信号的复包络，其中为矩形函数。
0u f τ式中为脉冲宽度,为信号瞬时频率的变化斜率，为发射频率。
当1B τ≥（即大时宽带宽乘积）时，线性调频信号特性表达式如下：0()LFM f f f B S -⎛⎫=⎪⎝⎭幅频特性： 20()()4LFM f f f u ππφ-=+相频特性：20011222i d f f t ut f ut dt ππ⎡⎤⎛⎫=+=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦信号瞬时频率：程序如下：%%产生线性调频信号T=10e-6; %脉冲宽度B=400e6; %chirp signal 频带宽度400MHz K=B/T; %斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期N=T/Ts %N=8000t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signalfigure;subplot(2,1,1);plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('线性调频信号');grid on;axis tight;subplot(2,1,2)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); %对采样频率进行设定plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('线性调频信号的幅频特性');grid on;axis tight;Matlab 程序产生chirp 信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图：2、匹配滤波器在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(t x ：)()()(t n t s t x +=其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No 。
基于Laguerre变换的宽带LFM信号频谱压缩数字接收方法
基于 Ｌ ｇ ｅｒ 变换 的宽带 Ｌ Ｍ 信号频谱压缩数字接收方法 ａ ｕ ｒｅ Ｆ
吴 伟 唐 斌
成都 ６０５ ） １０４ （ 电子科技 大学电子工程 学院
摘 要： 该文提出了一种新的宽带线性调频（Ｆ 信号频谱压缩数字接收方法。文中分析了 Ｌ ｇｅｒ Ｌ Ｍ） ａ ｒ ｎ ｅ变换的频率
卷绕特性以及对 Ｌ Ｍ 信号的频谱压缩特性，利用数字域 Ｌ ｇ ｅｒ Ｆ ａ ｒ ｎ ｅ变换构建可变压缩度的频谱压缩网络，使信号
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第２ ９卷第 １期
２ ０ 年 １月 ０７
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报
Ｖ＿ ．９ ． ０ ２ Ｎｏ １ １ Ｊ ｎ． ０ ７ ａ ２ ０
Ｊｕｎｌｆ ｌ ｔ ｎｃ ＆Ｉｆｒ ｔ ｎＴｃ ｎ！ ｙ ｏ ｒａｏＥｅ ｒ ｉ ｃ ｏ ｓ ｎｏｍａｉ ｃｈｏｏ ｏ ｇ
Ｌａ ｕ ｒ ｅ Ｔ ａ ｓ ｏ ｍａ ｉｎ ｆ ｒＬ ａ ｒ ｒ ｎ ｆ ｒ ｔｏ ｔ ｉ ｎ ｌ ｇｅ Ｉ ．ｔ ｔ＿ ｓ ｏ ｔ ＦＭ Ｓ ｇ ａ ｏ
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ｓｇ ａ ａ ｗｉ ｔ ｔ ｉ ｈ ｅ ｅｖ ｒｂ ｎ ｗｉ ｔ ｗｈ ｃ ｅ ｕ ｅ ｈ ｍ ｏ ｎ ｆｄ ｔ ｏｂ ｒ ｃ ｓｅ ｎ ｂ ｓ ｂ ｎｄ． ｉｎ ｌｂ ｎｄ ｄ ｈ ｗｉｈｎ ｔ ｅｒ ｃ ｉｅ ａ ｄ ｄ ｈ， ｉｈ ｒｄ ｃ ｓｔ ｅ ａ ｕ ｔｏ ａ ａｔ ｅ ｐ ｏ ｅｓ ｄ ｉ ａ ｅ ａ Ｔｈ ｓ ｅ ｔｕ ｃ ｍｐ ｅｓ ｄ ｉｎ ｌ ａ ｂｅ ｅ ｏ ｓｒ ｃｅ ｂ ｕ ｉ ｇ ｈ ｓ ｅ ｔｕ ｒｃ ｎ ｔｕ ｔ ｄ ｅｗｏ ｋ Ｔｈ ｅ ｐ ｃｒ ｍ－ｏ ｒ ｓｅ ｓｇ ａ ｃ ｎ ｒ ｃ ｎ ｔｕ ｔｄ ｙ ｓｎ ｔ ｅ ｐ ｃ ｒ ｍ－ｅ ｏ ｓ ｒ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ． ｅ ｍ ｏ ｕ ａ ｉｎｒ ｔ ｎｄｉ ｉｉｌ ｑ ｅ ｃ ｆ ｈ ｐ ｃｒ ｍ－ｅ ｏ ｓｒ ｃｅ ｄ ｌｔｏ ａ ｅａ ｔａ ￣ｅ ｕ ｎ ｙｏ ｅｓ ｅ ｔｕ ｒｃ ｎ ｔｕ ｔ ｄＬＦＭ ｉｎ ｌ ａｌｂ ｓｉ ａ ｅ ｒｃｓ ｌ Ｆｉａｌ， ｎ ｔ ｓｇ ａ ｌ ｅｅｔｍ ｔ ｄｐ ｅ ｉｅ￣ Ｃ ｎｌ ｙ
离散压缩采样结构下的宽带LFM信号识别及参数估计
离散压缩采样结构下的宽带LFM信号识别及参数估计陈涛;王思超;郭立民【摘要】针对传统均匀信道化宽带数字接收机处理宽带信号时产生的跨信道问题,以及传统宽带数字接收机带宽过大而产生的系统灵敏度降低的问题,提出了一种基于调制宽带转换器(modulated wideband converter,MWC)离散压缩采样结构的新型宽带数字接收机,该接收机可对跨信道的宽带线性调频(linear frequency modulated,LFM)信号进行脉内识别和参数估计.接收机利用周期性伪随机序列将宽带信号混频至基带和其他子带内,基带内信号包含所接收信号的全部信息.利用接收机的多路结构对带宽较窄的基带信号接收和处理提高了系统灵敏度并解决了跨信道问题.仿真实验表明,该新型宽带数字接收机可有效地对宽带LFM信号进行脉内识别,并对其初始频率和调频斜率具有良好的估计性能.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2018(039)008【总页数】7页(P1415-1421)【关键词】宽带数字接收机;跨信道信号;调制宽带转换器;线性调频信号;信号识别;参数估计【作者】陈涛;王思超;郭立民【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN911.23电子战电磁环境日趋复杂，雷达设备种类繁多，战场上存在着不同强弱、不同调制形式的雷达信号[1]。
其中，宽带LFM信号由于其大时宽带宽积的特性，故而具有良好的距离分辨力、抗干扰和抗截获能力，在实际应用中较为广泛[2]。
在电子侦察过程中，若采用宽带数字接收机对此类宽带信号进行接收和处理，会出现系统处理带宽过大而产生灵敏度下降的问题[3]。
目前应用较为广泛的是信道化宽带数字接收机，此类接收机将整个处理带宽划分为多个带宽较窄的信道，只对存在信号的信道进行处理，若采用此类接收机运用于电子侦察领域，会产生跨信道的问题[4]。
信道化IFM接收机中LFM信号的接收
冀连营, 高梅国
( 北京理工大学电子工程系, 北京 100081)
摘要: 对信道化瞬时测频接收机接收线性调频信号的处理增益、跨信道合并和参数测量等问 题进行了 讨论。首先, 处理增 益的分析证明信 道化接收机仍能有效提高信道化线性调频信号的 信噪比; 其次, 基 于调频信 号的瞬 时频率 连续性 合并线 性调频信号在多 个子信道的分裂输出; 最后, 使用最小二乘方法从 瞬时频 率序列 估计线 性调频 信号的 参数。跨信 道合并 和参数估计方法 都可以在实时计算场合应用, 仿真结果显示了其在大 于 - 5 dB的输入信噪比下仍然有效。 关键词: 线性调频接收; 信 道化接收; 跨信道合并; 线性调频参数测量
1 信道化接收 LFM 信号的处理增益
采样后的 LFM 的表达式
j2
( f0n +
1 2
n2 )
x(n) = Ae
0 n N s ( 1)
0
其他
式中: A 为信号的幅度; f 0 为载频; 为调频率; N s 为脉 冲宽度。 LFM 信号的带宽是 N s。而信道化处理采用 STFT 调制一个原型滤波器构成均匀滤波器组, 对输入 信号做时频分析, 设原型滤波器为 H = !h ( 1), h ( 2 ), ∀, h (N H ) #, NH 为原型滤波器的长度, 信道化后抽取 倍数为 M, 可以用式 ( 2)表示信道化处理过程
本文首先分析了信道化接收 LFM 信号的 SNR改
通信作者: 冀连营 收稿日期: 2009 04 20
Ema i:l jiliany ing@ gm a i.l com 修订日期: 2009 07 25
善情况, 并对 LFM 信号经过信道化接收后在多个信道 分裂输出的问题提出了解决方法, 最后用最小二乘方 法通过瞬时频率估计 LFM 信号初始频率、调频率。
线性调频[LFM]信号脉冲压缩仿真
![线性调频[LFM]信号脉冲压缩仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/ad8ca600e2bd960590c6778b.png)
随机信号处理实验————线性调频（LFM）信号脉冲压缩仿真姓名：钱振宇学号： 0904210144一、实验目的：1、了解线性FM 信号的产生及其性质；2、熟悉MATLAB 的基本使用方法；3、利用MATLAB 语言编程匹配滤波器。
4、仿真实现FM 信号通过匹配滤波器实现脉压处理，观察前后带宽及增益。
5、步了解雷达中距离分辨率与带宽的对应关系。
二、实验内容：1、线性调频信号线性调频矩形脉冲信号的复数表达式为：()()2001222j f tj f t ut lfmt t u t Arect S ee ππτ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫== ⎪⎝⎭()211,210,2j ut t t tu t Arect rect t e πττττ⎧≤⎪⎪⎛⎫⎛⎫==⎨⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎪>⎪⎩为信号的复包络，其中为矩形函数。
0u f τ式中为脉冲宽度,为信号瞬时频率的变化斜率，为发射频率。
当1B τ≥（即大时宽带宽乘积）时，线性调频信号特性表达式如下：0()2LFM f f f rect u B S -⎛⎫=⎪⎝⎭幅频特性： 20()()4LFM f f f uππφ-=+相频特性：20011222i d f f t ut f ut dt ππ⎡⎤⎛⎫=+=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦信号瞬时频率：程序如下：%%产生线性调频信号T=10e-6; %脉冲宽度B=400e6; %chirp signal频带宽度400MHz K=B/T; %斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期N=T/Ts %N=8000t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signal figure;subplot(2,1,1);plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('线性调频信号');grid on;axis tight;subplot(2,1,2)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); %对采样频率进行设定plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('线性调频信号的幅频特性');grid on;axis tight;Matlab程序产生chirp信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图：2、匹配滤波器在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(t x ：)()()(t n t s t x +=其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No 。
LFM脉冲压缩雷达标准实验报告
一、实验室名称： 电子信息工程专业学位研究生实践基地二、实验项目名称： LFM 脉冲压缩雷达的设计与验证三、实验学时：20四、实验原理：1、LFM 脉冲信号和脉冲压缩处理脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的，距离分辨力直接由脉冲带宽确定。
窄脉冲具有大带宽和窄时宽，可以得到高距离分辨力，但是，采用窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率，在高频时，由于波导尺寸小，会对峰值功率有限制，以避免传输线被高电压击穿，该功率限制决定了窄脉冲雷达有限的作用距离。
现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分辨力，大时宽脉冲增加了雷达发射能量，实现远作用距离，另一方面，宽脉冲信号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。
进行脉冲压缩时的LFM 脉冲信号为基带信号，其时域形式可表示为2()exp 2i t t s t Arect j T μ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 其中的矩形包络为112102t T t rect T t T ⎧≤⎪⎪⎛⎫=⎨ ⎪⎝⎭⎪>⎪⎩式中的μ为调频斜率，与调频带宽和时宽的关系如下式2/B T μπ= 时带积1D BT =>>时，LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为22[2/]()4220i B B j f f S f ππμ⎧⎧⎫-+-≤≤⎪⎨⎬=⎩⎭⎨⎪⎩其他 脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器，匹配滤波器是以输出最大信噪比为准则设计出来的最佳线性滤波器。
假设系统输入为()()()i i x t s t n t =+，噪声()i n t 为均匀白噪声，功率谱密度为0()2n p N ω=，()i s t 是仅在[0,]T 区间取值的输入脉冲信号。
根据线性系统的特点，经过频率响应为()H ω匹配滤波器的输出信号为()()()o o y t s t n t =+，其中输入信号分量的输出为()()()exp()o i s t S H j t d ωωωω∞-∞=⎰与此同时，输出的噪声平均功率为20()2N N H d ωω∞-∞=⎰则0t 时刻输出信号信噪比可以表示为22020()()e ()()2j t i o S H d s t N H d ωωωωωω∞-∞∞-∞=⎰⎰要令上式取最大值，根据Schwarz 不等式，则需要匹配滤波器频响为0()()e x p ()i H K S j t ωωω*=-对应的时域冲激响应函数形式为*0()()i h t Ks t t =- 要使该匹配滤波器为因果系统，必须满足0t T ≥，信噪比最大时刻的输出信噪比取值是02o S E N N ⎛⎫= ⎪⎝⎭当匹配滤波器冲激响应函数满足(5-5)式时，通过匹配滤波器的输出信号分量可以表示为下式：*0()()()()()o i i i s t s h t d K s s t t d ττττττ∞∞-∞-∞=-=-+⎰⎰由上式可知，此时的输出信号分量实际上是输入信号的自相关函数，在0t 时刻输出的最大值就是自相关函数的最大值。
脉冲压缩技术研究
脉冲压缩技术研究脉冲压缩技术的核心思想是通过将脉冲信号与其中一种特定的序列进行卷积运算，从而实现脉冲的压缩。
常见的压缩序列包括线性调频信号（LFM信号）、随机相位码、多普勒码等。
其中，线性调频信号是应用最广泛的一种压缩序列，其特点是频率随时间线性变化。
在雷达应用中，脉冲压缩技术可以提高雷达的距离分辨率和目标探测性能。
传统雷达系统中，脉冲的带宽决定了雷达的距离分辨率，带宽越大，分辨能力越强。
然而，由于无线电频谱的有限性，传统雷达系统的带宽受到限制。
而通过脉冲压缩技术，可以实现对大带宽脉冲信号的压缩，从而提高雷达的距离分辨率。
在通信系统中，脉冲压缩技术可以提高抗多径干扰的能力。
多径干扰是指由于信号在传播过程中遇到多个不同的传播路径引起的信号多次反射和衍射，导致接收端收到的信号呈现多个不同的传播路径所产生的叠加。
脉冲压缩技术可以通过压缩信号的时延，使得反射回来的多个信号在接收端得以清晰分辨，从而提高多径干扰的抑制能力。
在激光应用中，脉冲压缩技术可以提高激光的脉冲功率和光谱纯度。
激光器输出的脉冲信号往往具有较大的带宽，而脉冲压缩技术可以通过压缩脉冲时域宽度，从而提高脉冲功率。
同时，由于激光器的输出脉冲信号往往是非单色的，脉冲压缩技术可以通过压缩脉冲频域宽度，从而提高光谱纯度，使得激光的频谱更加窄线。
研究脉冲压缩技术的关键问题包括脉冲压缩序列的选择、脉冲压缩算法的设计和实现等。
在脉冲压缩序列的选择上，需要考虑到序列的自相关性能、对多路径干扰的抑制能力以及对噪声的容忍度。
在脉冲压缩算法的设计和实现上，需要考虑到算法的实时性、计算复杂度以及硬件的限制。
总之，脉冲压缩技术是一种重要的信号处理技术，在雷达、通信、激光等领域具有广泛的应用和深远的影响。
通过研究脉冲压缩技术，可以提高系统的性能和能力，满足实际应用的需求。
脉冲压缩原理
脉冲压缩原理
脉冲压缩是一种通过改变脉冲波形来实现信号压缩的技术。
在许多应用中，信号的带宽通常很宽，但是需要将其压缩成较窄的脉冲，以便在接收端进行处理。
脉冲压缩技术可以有效地实现这一目的，广泛应用于雷达、通信、医学成像等领域。
脉冲压缩的原理是利用信号处理技术，通过改变脉冲的相位或幅度分布，使得信号在接收端得到压缩。
常见的脉冲压缩技术包括线性调频脉冲压缩（LFM）、码分多址脉冲压缩（CDMA）等。
线性调频脉冲压缩是一种常见的脉冲压缩技术。
其原理是通过改变脉冲的频率，使得信号在接收端得到压缩。
具体来说，发送端发送的脉冲信号是一种线性调频信号，接收端利用匹配滤波器对接收到的信号进行处理，从而实现信号的压缩。
线性调频脉冲压缩技术具有简单、实用的特点，在雷达和通信系统中得到了广泛应用。
码分多址脉冲压缩是另一种常见的脉冲压缩技术。
其原理是通过在发送端对脉冲信号进行编码，接收端利用匹配的解码器对接收到的信号进行处理，从而实现信号的压缩。
码分多址脉冲压缩技术具有抗干扰能力强、信息安全性高的特点，在通信和无线网络中得
到了广泛应用。
总的来说，脉冲压缩技术是一种重要的信号处理技术，可以实
现信号的压缩和增强，提高了信号的分辨率和检测性能。
随着通信、雷达、医学成像等领域的不断发展，脉冲压缩技术将会得到更广泛
的应用和发展。
宽带LFM信号的压缩感知测向算法
０ 引 言
宽带线 性 调 频 （ｌｉｎｅａｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＬＦＭ）信 号是一种常 用 的 非 平 稳 信 号，被 广 泛 应 用 于 雷 达 系 统 中。 因此宽带 ＬＦＭ 信号测向问题已成为波达方 向（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆ ａｒｒｉｖａｌ，ＤＯＡ）估计的一 大 热 点。 针 对 多 信 源 环 境，经 典 的 宽带测向 算 法 有 非 相 干 子 空 间 处 理 法 （ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔｓｉｇｎａｌ ｓｕｂｓｐａｃｅｍｅｔｈｏｄ，ＩＳＭ）［１］和相干信号子空间算 法 （ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｓｉｇｎａｌｓｕｂｓｐａｃｅｍｅｔｈｏｄ，ＣＳＭ）［２］。ＩＳＭ 算 法 原 理 是 将 宽 带分解成窄带，求得各子带信号的方向估 计 值，再 对 其 加 权 得到宽带信号的测向值；ＣＳＭ 算 法 将 信 号 变 换 到 频 域 后 划 分为多个不同频点的信号，再 将 其 聚 焦 到 特 定 频 率，应 用 该 频率的协方差矩阵估计 ＤＯＡ。这 两 类 算 法 以 及 以 这 两 种 算 法为基础的各改 进 算 法［３５］均 是 将 宽 带 转 化 为 窄 带 模 型，再
关 键 词 ：均 匀 圆 阵 ；压 缩 感 知 ；时 差 法 测 向 ；宽 带 信 号 ；分 数 时 延 估 计 中 图 分 类 号 ：ＴＮ９７１．３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０６Ｘ．２０１８．１２．０５
犆狅犿狆狉犲狊狊犲犱狊犲狀狊犻狀犵犱犻狉犲犮狋犻狅狀犳犻狀犱犻狀犵犪犾犵狅狉犻狋犺犿犳狅狉狑犻犱犲犫犪狀犱犔犉犕狊犻犵狀犪犾狊
lfm信号脉冲压缩的处理过程
lfm信号脉冲压缩的处理过程
LFM（线性调频）信号脉冲压缩的处理过程如下：
1. 发射LFM线性调频信号。
该信号的频率会随时间线性变化，例如从起始频率到终止频率呈线性增加或减小。
2. 信号遇到目标后，目标会回波，产生返回信号。
3. 由于LFM信号具有宽带特性，在接收到的目标回波中，不同距离的目标回波可能会在时间域上存在混叠现象。
4. 利用接收到的目标回波与原始发射信号进行相关运算，得到一个衰减的压缩脉冲。
5. 通过滤波去噪声和杂散信号，得到经过压缩处理的目标回波。
脉冲压缩可以减小目标回波在时间域的宽度，从而提高信号的空间分辨率；同时可以增加接收到的目标回波的信噪比，提高目标检测的能力。
在实际应用中，脉冲压缩通常会涉及到一系列的信号处理操作，如乘积运算、滤波等。
这些操作可根据具体需求和系统特性进行调整和优化，以获得更好的脉冲压缩效果。
基于GA-BP网络的LFM信号脉冲压缩
基于GA-BP网络的LFM信号脉冲压缩杨宁国;任新涛【摘要】为了改善线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号脉冲压缩输出的性能,研究了误差反向传播(back propagation,BP)神经网络在线性调频信号脉冲压缩中的应用.采用遗传算法(genetic algorithm,GA)对BP神经网络的连接权值进行训练学习,该算法可克服BP网络容易陷入局部最优的缺点.仿真结果表明,GA-BP网络具有较快的收敛速度和较好的数值稳定性,在信噪比损失小于1 dB的条件下,可获得60 dB左右的输出主旁瓣比.【期刊名称】《现代防御技术》【年(卷),期】2015(043)001【总页数】6页(P76-80,172)【关键词】线性调频信号;脉冲压缩;遗传算法;GA-BP网络;主旁瓣比【作者】杨宁国;任新涛【作者单位】中国人民解放军63863部队,吉林白城137001;中国人民解放军63863部队,吉林白城137001【正文语种】中文【中图分类】TN958;TP183☞探测跟踪技术现有雷达的发射信号大多采用大时带积的LFM(linear frequency modulation)信号和相位编码信号。
为了提高作用距离、改善距离分辨率及抗干扰能力，雷达普遍采用脉冲压缩技术。
LFM信号脉冲压缩时，为了抑制旁瓣电平，通常会在匹配滤波器后级联一个旁瓣抑制滤波器，构成一个失配滤波器。
最具代表的有Ackroyd提出的基于积累旁瓣电平(integrated side-lobe level，ISL)最小的最小均方逆滤波法和Zoraster提出的基于峰值旁瓣电平(peak side-lobe level，PSL)最小的线性规划法[1]。
旁瓣抑制滤波器的设计其实是在多个脉压输出指标之间折中取优的过程，付出的代价是信噪比损失和分辨力下降，而且滤波器的形式不具备可以灵活调节的参数(如Hanmming窗等)，或者虽然有可调节的参数，但是参数本身不具备明确的物理意义(如Taylor窗等)[2]。
LFM脉冲压缩技术仿真研究
中图分类号 :TN957. 51 文献标识码 :A 文章编号 :1009 - 2552 (2007) 04 - 0103 - 03
收稿日期 : 2006 - 12 - 01 作者简介 : 韩放 (1981 - ) ,硕士研究生 ,主要研究方向为信号智能检
测理论与技术 。
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相比较而言 , 用频域 FFT 实现脉冲压缩的方法较 优 ,因此选用频域方法来实现脉冲压缩 ,但是仍需要 做大量的运算 。
雷达等效 LTI 系统的冲击响应可写成 :
N^2 ,而 频 域 FFT 算 法 的 乘 法 运 算 次 数 正 比 于 3Nlog2N ,前者的实时性通常比后者差 。
③由于实际目标回波脉冲的时延未知 ,数字脉压 必须针对距离门内的所有采样点进行 ,使得 FFT 的处 理点数很大 ,影响脉压的实时性。通常的做法是采用 重叠分段采样组 FFT ,每段的点数等于 2^n 。
0 引言
脉冲压缩技术因解决了雷达作用距离与分辨率 之间的矛盾而成为现代雷达的一种重要技术 。对雷 达来说信号的参数是确知的 ,采用大时宽带宽和用匹 配滤波器进行脉冲压缩 ,是获得低截获概率性能的重 要手段 ,可以大大提高雷达的作用距离和分辨率。
线形调频 (LFM) 信号由于产生和处理简单而最 先得到应用 ,并且是至今为止仍在广泛应用的一种 大时宽带宽积信号 。线性调频信号具有抛物线式的 非线性相位谱 ,可以获得较大的压缩比 ,有着良好的 距离分辨率和径向速度分辨率 ;与其它脉压信号相 比 ,很容易用数字技术产生 ;所用的匹配滤波器对回 波信号的多普勒频移不敏感 ,因而可以用一个匹配 滤波器处理具有不同多普勒频移的回波信号 。这些 都将大大简化信号处理系统 。
用高速DSP在频域上实现LFM信号的实时脉冲压缩
用高速DSP在频域上实现LFM信号的实时脉冲压缩用高速DSP在频域上实现LFM信号的实时脉冲压缩类别：单片机/DSP来源：电子技术应用作者：南京大学电子工程系张爱国张兴敢摘要：时宽带宽（TB）积较小的线性调频（LFM）信号的脉冲压缩可用A100等器件构成的横向滤波器实现；对于TB积较大的LFM信号，在时域上对其进行脉冲压缩所需的计算量和硬件量太大。
本文介绍用TMS320C6201 DSP在频域上实现大TB积LFM信号的实时脉冲压缩，内容包括海明加权、循环卷积、长数据分段迭加、软件流程图和硬件框图。
实验结果表明，当雷达重要周期为300Hz时，对TB积为320的LFM信号进行脉冲压缩后最大副瓣电平为-42.3分贝。
关键词：LFM 脉冲压缩信号处理器实时信号处理匹配滤波为提高脉冲雷达或脉冲声纳的作用距离，通常有两个途径，其一是增加发射机峰值功率；其二是加大发射脉冲的宽度来提高平均发射功率。
发射机的发射功率峰值受电源、功率放大器、功率传输通道（功率过大，波导等器件易打火）等限制；简单增加发射脉冲的宽度，相当于降低发射信号的带宽。
为使相同时宽的脉冲增加带宽，可对发射脉冲内的载波进行线性调频；在接收端对线性调频的回波信号再进行脉冲压缩处理。
经脉冲压缩后信号所具有的大的带宽能够提高测距精度和距离分辨力。
宽脉冲内大的时宽能够提高测速精度和速度分辨力。
因此脉冲压缩技术广泛用于雷达、声纳等系统，其中以线性调频信号的应用最为广泛。
1 线性调频信号的脉冲压缩线性调频（LFM）信号是一种瞬时频率随时间呈线性变化的信号。
零中频线调频信号u(t)可表示为：u(t)=exp(jπBt2/T) -T/2<t<T/2 （1）式中，T为线性调频信号的时宽，B为带宽。
对线性调频信号的脉冲压缩处理，就是让信号通过一个与其相匹配的滤波器实现的。
与u(t)匹配的滤波器的冲激响应为： h(t)=exp(-jπBt2/T) -T/2<t<T/2 （2） u(t)经匹配滤波器压缩后的输出g(t)为： g(t)=u(t) *h(t) T<t<T (3) 线性调频信号的突出优点是匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，原来的匹配滤波器仍能起到脉冲压缩的使用。
基于CS的LFM信号脉冲压缩实现算法研究
基于CS的LFM信号脉冲压缩实现算法研究李少东;裴文炯;杨军【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2013(11)3【摘要】针对传统的脉冲压缩方法存在着副瓣降低与主瓣展宽的矛盾问题,基于压缩感知理论提出了一种实现对LFM信号脉冲压缩的CS脉压算法.首先在分析传统脉冲压缩与压缩感知的关系的基础上,构建了适用于复数域重构的稀疏基,然后提出了采用构建的稀疏基结合平滑0-范数算法实现脉冲压缩的算法,最后证明了所提的算法脉压后信号不仅能重构出回波的幅度,且保留了信号的相位信息,最后对研究的算法从幅度、相位的重构精度以及重构误差等方面进行了仿真,仿真结果表明CS脉压算法能够在不降低距离分辨率的同时达到降低副瓣的目的,同时能保留回波信号的相位历程,具有较高的重构精度.%Most current pulse compression algorithms can't avoid the contradiction between the main lobe width and the side lobe level.In this paper,we put forward a modified CS pulse compress(CSPC) algorithm to regain information of amplitude as well as phase of the linear frequency modulation(LFM) signal.In the proposed method,firstly,the relationship between CS and traditional PC is theoretically analyzed.Secondly,sparse base that is adapted to the PC is formulated in complex field.And then,through mathematical deduction,it is proved that smoothed L0 norm algorithm combined with the sparse base could reconstruct the amplitude and phase information of the echoes at the same time.Finally,simulation results and theoretical analysis show thatthe proposed method has many advantages,such as exact reservation of amplitude and phase information of the echoes,high reconstruction accuracy,and better robustness.【总页数】7页(P295-301)【作者】李少东;裴文炯;杨军【作者单位】空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019【正文语种】中文【中图分类】TN911.7;TN957.51【相关文献】1.基于TMS系列DSP实现LFM信号的实时脉冲压缩 [J], 王国庆;丁昊;宋杰;关键2.用高速DSP在频域上实现LFM信号的实时脉冲压缩 [J], 张爱国;张兴敢3.基于MATLAB的LFM信号脉冲压缩及模块化实现 [J], 戴巧娜4.用高速ADSP-TSxxx实现LFM信号的实时脉冲压缩 [J], 夏小梅;王子旭5.基于TMS320C64x实现LFM信号的实时脉冲压缩 [J], 金勇;潘永才;田茂因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｉ ｈ ｎ ｅ ｂ ｅｂ ｏ ｄ ａ ｄ ｌ ｅ ｒ ｒ ｑ ｅ ｃ ｄ ｌｔ ｄ ＬＦ ）ｓｇ ａ ｅ ｅｖ ｒｈ ｓｂ ｅ ｅ ｉｎ ｄａ ｄ ｔｍｅｃ ａ ｇ ａ ｌ ｒ ａ ｂ ｎ ｉ ａ ｅ ｕ ｎ ｙｍｏ ｕ ａ ｅ （ Ｍ ｎ ｆ ｉ ｎ ｌ ｃ ｉｅ ａ ｅ ｎ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｒ
ｍａ ｔ ａ ｔ ｒ ｄ Ｔｈ ｅ ｅ ｖ ｒｃ ｎ ｉ ｔ ｏ Ｄ ｄ ｌ ，ＤＩＣ ｍｏ ｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｌｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｎ ｍｏ ｕｅ Ｔｈ ｈ ｏ ｙ ａ ｄ ｎｌ ｃ ｕ ｅ ． ｆ ｅｒ ｃ ｉ ｅ ｏ ｓｓｓ ｆ Ａ／ ｍｏ ｕ ｅ ） ｄ ｌ ｎ ｕｓ ｏ ｒ ｓ ｉ ｄ ｌ． ｏ ｅｔｅ ｒ ｎ
假设 （ 为 Ａ／ ） Ｄ采样 后 的 回波信 号 ； ａ Ｘ（Ｏ为 其 频 谱 ； ） 匹 配 滤 波 函数 ； （ ） 其 频 谱 ； ｈ（ 为 Ｈ ∞为 ． ） ｙ 为脉 压输 出。则数字 脉压整 个过程 的时域 为 （ （ ） ｚ ×ｈ ｎ 一｛ Ｅ （ ） ＋ 一ｌ ） （ ） Ｒｅｘ ｎ － （ ］ ｊ ｘ ｎ ］ ×｛ ｅ ｈ ｎ ］ Ｉ ＾ ｎ ］ ： Ｉ ｍＥ （ ） ｝ Ｒ ［ （ ） ＋ｊ － ｍ［ （ ） ）
ｃ ｎ ｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｓ ７ Ｈｚ ａ ｄ ｔ ｅ ｂ ｎ ｗｉ ｔ ｓ ２ Ｈｚ ｅ ｔｒ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｉ ０ Ｍ ｎ ｈ ａ ｄ ｄ ｈ ｉ ５ Ｍ ．Ｔｈ ｉ ｄ ｈ ｉ Ｏ ２ ｓ ｈ ａ ｉ ｆｍａｎ ｏ ｅ ｔ ｅ ｔｍｅ ｗｉ ｔ ｓ ｌ ～ ５ ｕ ，ｔ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｌｂ ｏ ｏ
变 频器 （ Ｄ ） Ｄ ｃ 模块 和脉 冲 压 缩 模 块 组成 ， 重介 绍 了时 域 实 时 数 字 脉 压 的 方 法 和 实 现 。对 组 件 进 行 了试 验 验 证 ， 着
其 中 心频 率 为 ７ ０ＭＨｚ带 宽 ２ ， ５ＭＨｚ 时宽 ｌ ｂ２ ｚ ， 压 主 旁 瓣 比 可达 ４ Ｂ ， ０ ５／ 脉 ｓ Ｏｄ 。
脉 冲压缩 技术 有 效 地解 决 了雷 达 的作 用 距 离 和距 离分辨 力之 问 的矛盾 ， 可在 不损 失 雷达 威 力 的 前提 下提高雷 达 的距 离分辨力 ｌ 。常用 的脉 冲压缩 】 ］ 信号是 线性调 频信 号 ， 它通 过 非线 性 相 位调 制 或线 性频率 调制 （ Ｆ 来 获 得 大 的 时 宽带 宽 积 。 习惯 Ｌ Ｍ） 上， 脉压 系统都是 用声表 面波器 件来实 现的 ， 即模拟
可 变 时 宽 宽 带 Ｌ Ｍ 信 号 压 缩 接 收 技 术 研 究 Ｆ
黄 俊 ， 戴梅 生 ， 黄 晶 ， 华 利 李
（ 四川 压 电与 声 光技 术 研 究 所 ， 庆 ４ ０ ６ ） 重 ００ ０
摘
要 ： 制 了一 种 可 变 时 宽 宽带 线 性 频 率 调 制 （ Ｆ 信 号 数 字 脉 冲 压 缩 组 件 。 该 组 件 由 Ａ／ 研 Ｌ Ｍ） Ｄ模 块 、 字 下 数
波器 系数来改 变 ， 而与不 同的波形 相匹配 。 从
ＨＵＡＮＧ ｕ Ｊ ｎ，ＤＡＩ Ｍ ｅｓ ｅ ｇ，ＨＵＡＮＧ ｎ ｉｈ ｎ Ｊｉ ｇ，ＬＩＨｕ ｌ ａｉ
（ ｃ ａ ｎｓ ｉｕ ｅ ｏ ｅ ｏ ｌｃ ｒｃａ ｄ Ａｃ ｕ ｔ ｏ ｔｃ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｃｈ ｎ ｑ ｎ ０ ０ ０ Ｓｉｈｕ ｎ Ｉ ｔｔ ｔ ｆＰｉｚ ｅ ｅ ｔｉ ｎ ｏ ｓｏ ｐ ｉ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｇ ｉ ｇ ４ ０ ６ ，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
脉压 。其 脉冲 响应是 在 制造 时 编码 的 ， 因而 在雷 达 工 作期 间不 可改变 。如果 雷达 系统 要求信 号形式 灵 活 多变 ， 每种信 号均需 与之相对应 的一 条脉压线 ； 则 而数 字脉压 具有灵 活 多变 、 干 扰能 力 强等 许 多优 抗 点 ， 脉 冲响应 可在 任 何 时候 通过 选 择 一组 新 的 滤 其
ｒ ａｉａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｌ ｉ ｉ ｉ ｌｐ ｌｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓｏ ｎ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｒ ａ ｍｅ ｄ ｇｔ ｕ ｓ ｏ ｒ ｓ ｉｎ ｉ ｉ ｄ ｍａｎ ａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｔ ｓ ｐ ｏ ｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｚ ｏ ｔ ａ ｍｅ
关键词 ： 性频率调制（ Ｆ 信号 ； 线 Ｌ Ｍ） 可变 时 宽 ； 字 脉 冲压 缩 数
中 图分 类 号 ： Ｎ７ １ ９ Ｔ ６．３ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｍ ｅ Ｃｈ ｎ ｅ ｂ ｅ Ｂｒ ａ ｂａ ｄ ＬＦＭ ｉ ｎａ ｃ ｉ ｅ ｔ ｄ ｎ Ｔｉ ａ ｇ ａ ｌ ｏ ｄ ｎ Ｓ ｇ ｌＲｅ ｅ ｖ ｒ
ｓｄｅｏ ａ ｅ ｃ ｉ ｌｂｅ ｃ ｎ ｒ ａ ｈ ４０ ｄＢ．
Ｋｅ ｏ ｄ ： Ｍ ｉｎ ｌ ｉ ｈ ｎ ｅ ｂ ｅ ｉｉａ ｐ ｌｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓｏ ｙ ｗ ｒ ｓ ＬＦ ｓｇ ａ ；ｔ ｍｅ ｃ ａ ｇ ａ ｌ ；ｄ ｇ ｔ ｉ ｕ ｓ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ
第 ３ 卷第 ３ ２ 期
２１年６ Ｏ０ 月
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ＰＩ ＯＥＩ ＥＺ ＥＣＴＲＩ ＣＳ ＆ ＡＣＯＵＳ ＴＯＯＰＴＩ ＣＳ
文 章 编 号 ：０ ４２ ７ （ ０ ０ ０ —４ ４０ １ ０ —４ ４ ２ １ ） ３０ ７ — ２