线性调频扩频系统调频斜率的分析和设计
线性调频扩频技术的研究与分析
线性调频扩频技术的研究与分析作者:庞云云来源:《人间》2016年第28期摘要:线性调频(Chirp)信号及其脉冲压缩技术长期以来被广泛的应用在雷达、声呐、生物医学、地球物理信号处理以及扩频通信中。
本文简单介绍了线性调频扩频技术(CSS)的基本原理以及CSS技术的优点。
重点研究CSS系统的BOK调制方式,及其调制下的误码率,并通过仿真对理论结果进行了验证。
关键词:线性调频信号;线性调频扩频(CSS);二进制正交键控(BOK);误码率中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1671-864X(2016)10-0285-01一、线性调频扩频技术Chirp信号[1]即线性调频信号是研究最早且被广泛应用的一种脉冲压缩信号[2],具有良好的自相关性和匹配接收特性。
线性调频扩频(CSS)技术即Chirp超宽带扩频技术[3],其基本原理为脉冲压缩技术。
扩频系统是用Chirp信号来表示欲传输的数据,因为Chirp信号扫过一定的带宽,所以欲传输的数据被扩展到很宽的一段带宽上。
线性调频扩频技术除具有其它扩频技术的优点外,还具有自身的一些显著优点,即发射功率低、抗干扰能力强、抗多径效应能力强、抗频偏能力强等。
二、线性调频扩频系统的调制方式(一)系统的调制方式。
CSS系统存在两种基本的调制方式即BOK调制和直接调制(DM)。
本文主要讨论BOK 调制方式。
(二)BOK调制。
在BOK调制中,用SAW器件产生Chirp载波信号。
在发射端分别用UP-Chirp信号表示“1”和用DOWN-Chirp信号表示二进制信息“0”。
UP-Chirp信号和DOWN-Chirp信号具有相同的时间周期T和带宽B。
信号在信道中传输时会遇到很多的干扰,因此在接收时要用匹配滤波技术。
在接收端,根据UP-Chirp信号与DOWN-Chirp信号比较好的相关性以及匹配滤波特性,用单位幅度的UP-Chirp信号作为脉冲响应[4]与DOWN-Chirp信号相结合,进行相干解调,同理用DOWN-Chirp信号作为滤波器的脉冲响应信号与UP-Chirp信号结合进行相干解调。
线性调频信号
线性调频信号线性调频信号是一种在通信与信号处理领域中常见的信号类型,具有许多独特的特性及应用。
本文将对线性调频信号的基本概念、特征以及在实际应用中的重要性进行探讨。
1. 线性调频信号的概念线性调频信号是一种随时间呈线性变化频率的信号。
在时域中,线性调频信号的频率随时间以线性方式变化,通常可以表示为f(t)=f0+kt,其中f(t)为时刻t 的频率,f0为初始频率,k称为调频斜率。
在频域中,线性调频信号的频谱呈线性带宽,通常是一个宽度随时间线性增加的带通信号。
2. 线性调频信号的特征线性调频信号具有以下几个重要特征:•带宽随时间线性增加:线性调频信号的频谱宽度随时间线性增加,频率成比例地变化,这使得线性调频信号在频谱上呈现出一定的特殊性。
•信号分辨率高:由于频率随时间线性变化,线性调频信号在时间与频率域中具有很高的分辨率,适用于高精度的信号处理应用。
•抗干扰能力强:线性调频信号在一定的信噪比条件下具有较强的抗干扰能力,适用于复杂信道环境中的通信系统。
3. 线性调频信号的应用线性调频信号在许多领域都有着广泛的应用,主要包括:•雷达与通信系统:线性调频信号在雷达系统中用于目标距离测量和速度测量,通过分析目标回波信号来实现目标定位。
在通信系统中,线性调频信号也常用于频率调制与解调以及通信信号处理。
•医学成像:在医学成像中,线性调频信号可用于超声成像、核磁共振成像等领域,通过信号处理技术实现对生物组织的成像和诊断。
•声呐与测距系统:线性调频信号在声呐系统和测距系统中也有重要应用,用于测量目标距离和速度,实现目标探测与跟踪。
综上所述,线性调频信号作为一种特殊的信号类型,在通信、雷达、医学成像等领域具有着广泛而重要的应用。
了解线性调频信号的基本概念和特征,有助于深入理解其在实际应用中的工作原理和优势,对于相关领域的研究和开发具有重要的意义。
调频斜率
线性调频原子的基础理解: (1)调频斜率估计算法 (2)线性调频原子的基础理解:t=(-1024:(4096+1024))/160;T=t-4096/160;r=0.3906;%;1a=3/4;g1 =(pi*a^2)^(-1/4)*exp(-T.^2/2/a^2).*exp(1i*2*pi*(30/a*T+r/2*T.^2))+(pi)^(-1/4)*exp(-t.^2/2).*exp(1i*2*pi*(30*t+r/2*t.^2));figuresubplot(2,1,1);plot(t,g1);subplot(2,1,2);plot(abs(fft(g1)));myCT_time(g1,150,25/160,45/160,160,128,0);-10-505101520253035-1-0.50.51t/s Chirplet 时域形状(上)及其频谱图(下)050010001500200025003000050100150200f=point×fs/N /Hz调频斜率估计算法在相位处理方面,传统的FFT距离多普勒成像法利用相邻回波相关性得到时延补偿值,并构造相位补偿项进行平动相位补偿,因此,在回波信号相关性降低的情况下,同样会导致补偿效果不理想。
由信号模型分析可知,对相位的补偿,只需要正确检测出线性调频项,即估计其调频项的调频斜率。
用此调频斜率构造补偿项进行补偿,则可以消除目标平动对相位的影响。
对调频信号的检测,可以使用离散调频傅里叶变换(DCFT),定义DCFT为:(4) 重复第(2)和(3)步,直到最终估计的调频斜率值l满足精度要求。
在得到调频项调频斜率的精确估值后,构造补偿项对不同方位向信号进行相位补偿,再经过方位向压缩(IFFT)则可以得到最后的ISAR图像。
线性调频扩频系统调频斜率的分析和设计
信号; 第二,在频谱搬移过程中采用对称的频谱搬移方式或者采用偶数次的高低
本振混频方式避免线性调频信号调频斜率方向反相的现象。如果是受到硬件 条件的限制,在传输过称中调频斜率必须要发生变化时,则只能采取不同方式 的匹配滤波器来解决次问题。
1996.2:3—6.
[2]杨学昌等.新型基波和谐波电能同时计量电能表[J].电工电能新技 术,1997,2:47—50.
[3]金寿星等.基于DsP的谐波电能计量装置的研制[D].大连理工大, 2005:2—3
[4]罗志坤.基于虚拟仪器的谐波电能计量与分析系统的研制[J].2006,
6:24—25.
7编译验证 随着逻辑设计复杂性的不断增加,仅靠软件仿真来了解设计系统的硬件 功能已远远不够,而不断需要重复进行的硬件系统的测试也变得更为困难。 嵌入式逻辑分析仪的使用可以将高效的硬件测试手段和传统的系统测试方法 相结合,从而解决这些问题。singalTap II逻辑分析仪是A1tera公司 Quartus II软件中内嵌的一种调试程序,通过把一段执行逻辑分析功能的代 码和客户的设计组合在一起编译、布局布线,完成传统逻辑分析仪的功能,可 以在调试过程中观察软硬件的交互作用。signalTap II将逻辑分析模块嵌 入到FPGA中,逻辑分析模块对待测节点的数据进行捕获,数据通过JTAG接口 从FPGA传送到Quartus II软件中显示。 在Quartus I I软件环境下对上述结论进行了验证,其中符号速率为2. 4kbps,扩频带宽30KHz,处理时钟288KHz。分别通过更改发端正交调制载波 相位、更改混频方式的不同情况对接收信号进行匹配处理,正确处理时可以 得到较明显的相关峰信号,如图4第3、第6行显示,否则不能得到明显的窄 脉冲信号,如图5第3、第6行显示。 结语 本文分析了线性调频信号调频斜率方向变化的原因及其对匹配器滤波器 的影响,并提出了解决办法,进行了Quartus II软件的编译验证,可以减少由 于调频斜率不一致带来的调试困难。 参考文献 [1]李白萍,通信原理,西北工业大学出版社. [2]杨小牛,软件无线电原理与应用[M].电子工业出版社,2001. [3]袁火平,基于signaltap II的高速数据采集系统,微计算机信息,2008 年第24卷.
DSP应用系统设计大作业解答(线性调频+你要的)
DSP应用系统设计大作业专业:电子与通信工程姓名:赵多学号:1302121285题目一一、线性调频(LFM)信号为了提高雷达的作用距离和距离分辨率,实际中通常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;而接收时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲,以提高距离分辨率,较好的解决了雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。
而获得大的频带信号,采取LFM 信号调制,可以将信号频域展宽,同时也充分利用了雷达发射功率,扩大作用距离,接收时采用匹配滤波器(Matched Filter )压缩脉冲。
线性调频(Linear Frequency Modulation )信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号。
线性调频信号s(t)可表示为:22()2()()c K j f tt t s t r e c t Te π+= -T/2<t<T/2 (1.1)式中c f 为中心频率,()trect T为矩形信号,⎪⎩⎪⎨⎧≤=o t h e r sT t )T t r e c t (,021,1 (1.2) K=B/T ,是调频斜率,可得信号的瞬时频率为Kt t K t dt d dt dw fffcci i+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛+==2222121πππ -T/2<t<T/2 (1.3)T 为线性调频信号的时宽,B 为带宽。
可知瞬时频率呈线性变化,当K>0时,频率递增,K<0则递减。
将1.1式中的信号重写为:t f j c e t S t s π2)()(= (1.4) 式中,2()()j K tt S t r e c t e T π= (1.5) 是信号s(t)的复包络,也即为零中频LFM 信号。
根据题目要求,可知波形数据采样频率MHZ f s 20=,取脉冲宽度s T μ120=,则可以得知采样数据长度2400==T f N s ,调制带宽为MHZ B 6=。
利用Matlab 生成所需调频信号,并生.dat 数据文件以便VisualDSP++软件仿真调用。
一种利用线性调频信号的新型扩频调制技术
一种利用线性调频信号的新型扩频调制技术吴进;孔辉【摘要】根据上扫频和下扫频线性调频(LFM)信号的特性,针对传统的超宽带无线通信系统中线性调频扩频技术存在的调制效率低、误码率性能低、实现复杂高等问题,结合线性调频(Chirp)扩频以及循环移位编码(CCSK)扩频,提出了一种基于线性调频信号的循环移位线性调频扩频技术(CS-CSS).首先,将输入数据映射在循环移位因子(CSF)上;然后,根据CSF数值对基带所产生的Chirp信号进行循环移位达到调制的目的;最后,在解调端经过加窗处理、快速傅里叶变换(FFT)得到与发射端对应的CSF,从而得到发送的数据.误符号率的仿真结果与理论推导公式相吻合,从调制效率和误码率性能上讲,该方案相比线性调频二进制正交键控(Chirp BOK)系统具有超过10 dB的误码率性能.因此,该方案具有更好的误码率性能、更高的调制效率及实现更低的复杂度.%According to the characteristics of the up-chirp and down-chirp linear frequency modulation(LFM) signal,a new spread spectrum technology called Cyclic-Shift Chirp Spread Spectrum(CS-CSS) combing with the Chirp spread spectrum(CSS) and the Cyclic Code-ShiftKeying(CCSK) is proposed to solve the problem of low modulation efficiency,low bit error rate(BER) performance and complex implementation in traditional ultra-wide band(UWB) wireless communication systems.Firstly,the input data is mapped on the Cyclic-Shift Factor(CSF).Then,cyclic shift is performed for the Chirp signal collected from baseband and produced by CSF value to realize modulation.Finally,by adding window function processing and fast Fourier transform(FFT) the CSF matching with the transmitter is obtained and the original data isproduced.Because the BER-SNR performance between theoretical analysis and simulation is matched,in the perspective of modulation efficiency and BER performance,the proposed scheme has a BER performance over 10 dB compared with Chirp Binary Orthogonal Keying(Chirp BOK) system.In conclusion,it has better BER performance,higher modulation efficiency and easy implementation.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2017(057)004【总页数】5页(P397-401)【关键词】超宽带通信;线性调频信号;Chirp扩频调制效率;循环移位编码【作者】吴进;孔辉【作者单位】西安邮电大学电子工程学院,西安 710121;西安邮电大学电子工程学院,西安 710121【正文语种】中文【中图分类】TN914.42线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号(也称Chirp信号)是一种瞬时频率与时间成正比的正弦波信号,具有很好的自相关性以及极低的互相关性等时域特性,多用于雷达系统、军事通信中。
两种雷达信号脉压性能的比较和分析
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又 应用 最 广 泛 的一 种 脉 冲 压 缩 信 号 , 它 容 易 产 生 和 处理 , 技术 成 熟 , 匹 配 滤 波器 对 回波 信 号 的多 普
收稿 E t 期: 2 0 1 3 1 0 — 1 7 ; 修 回 日期 : 2 0 1 4 — 0 1 0 7
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调频斜率与带宽的关系
调频斜率与带宽的关系引言:在无线通信系统中,调频斜率与带宽是两个重要的参数。
调频斜率是指信号频率随时间变化的速率,而带宽则是指信号所占用的频率范围。
调频斜率与带宽之间存在一定的关系,本文将探讨二者之间的关系,并分析其对无线通信系统的影响。
一、调频斜率的定义和特点调频斜率是调频信号频率随时间变化的速率,用单位时间内频率变化的幅度来表示。
调频斜率通常用Hz/s来表示。
调频斜率可以用来描述调频信号在频域上的分布情况。
调频斜率越大,频率变化得越快,信号的带宽也相应增大。
二、带宽的定义和特点带宽是指信号所占用的频率范围,通常用Hz来表示。
在无线通信系统中,带宽决定了信号的传输速率和容量。
带宽越大,信号的传输速率和容量就越大。
三、调频斜率与带宽的关系调频斜率与带宽之间存在一定的关系,可以通过以下几个方面来说明:1. 调频斜率越大,带宽越宽调频斜率越大,信号的频率变化越快,相应的信号的带宽也会增大。
这是因为在频域上,调频信号的频谱会展宽,信号的能量分布范围增大,导致占用的频率范围增大。
2. 带宽越宽,调频斜率越大带宽越宽,意味着信号的频率范围更广,频率变化的幅度也会增大。
因此,带宽越宽,调频斜率也会相应增大。
3. 调频斜率与带宽的关系不是线性的调频斜率与带宽之间的关系不是线性的,而是非线性的。
在实际应用中,调频斜率和带宽的关系受到多种因素的影响,包括调制方式、调制指数、信噪比等因素。
因此,在设计无线通信系统时,需要综合考虑这些因素,并进行合理的优化。
四、调频斜率与带宽对无线通信系统的影响调频斜率和带宽是无线通信系统中两个重要的参数,它们对系统性能和传输质量有着重要的影响。
1. 影响信号的传输速率调频斜率和带宽决定了信号的传输速率。
调频斜率越大,带宽越宽,信号的传输速率也会相应增大。
因此,在设计无线通信系统时,需要根据需求来选择合适的调频斜率和带宽,以满足对传输速率的要求。
2. 影响信号的抗干扰能力调频斜率和带宽也会影响信号的抗干扰能力。
线性调频信号的时频分析研究(优选.)
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线性调频信号的时频分析研究摘要线性调频信号是其中一类有代表性的非平稳信号,该信号广泛存在于雷达、声纳、语音、地球物理和生物医学信号处理中。
对于这类频率随时间变化的信号,传统的时间域和频率域的分析方法都不能够全面的反映信号的特征,而时频分析是分析和处理非平稳信号的有力工具。
利用时频分布,可以对各种信号进行分析、处理,提取信号在特定时间特定频率所具有的特征信息。
文中介绍了线性调频信号的定义及特性,描述了短时傅里叶变换,Wigner—Ville 分布,Wigner—Hough分布三种时频分析方法。
通过对时频分析方法的原理介绍,运用MATLAB 中的工具箱,对一个线性调频信号进行时频分析的MATLAB仿真。
通过对几种时频分析方法比对分析和基于MATLAB信号降噪的仿真实验,验证几种分析方法的优越性。
关键词:线性调频信号时频分析短时Chirp-Fourier变换 Wigner—Ville分布Wigner—Hough分布Linear FM signal time-frequency analysisAbstractIn modern signal processing, linear frequency modulation signal is one representative of non-stationary signals, the signal is widespread in radar, sonar, speech, and geophysics, and biomedical signal processing. Such frequency time-varying signal, the traditional time domain and frequency domain analysis methods are not able to fully reflect the characteristics of the signal, but when the frequency analysis is a powerful tool for analysis and processing of non-stationary signals. Using time-frequency distribution to analyze a variety of signal processing, extract the signal characteristics with a specific frequency at aspecific time.This paper introduces the definition and characteristics of the linear FM signal, describes the short-term Chirp-Fourier Transform, Gabor distribution ,Wigner-Ville distribution of two kinds of time-frequency analysis. By the principle of time-frequency analysis method, the use of the toolbox in MATLAB, MATLAB simulation of time-frequency analysis of a linear FM signal. By frequency analysis of several methods of analysis and MATLAB-based signal to noise simulation and validation of several advantages of the method.Key words: LFM signal Time-frequency analysis Wigner-Ville distribution Discrete Chirp-Fourier transform目录1 绪论 (3)1.1 课题背景及研究意义 (3)1.2 国内外发展状况 (6)1.3本论文的主要内容 (7)2 线性调频信号 (8)2.1 线性调频信号的定义 (9)2.2线性调频信号的特点 (9)2.3 线性调频信号的仿真 (11)3 线性调频信号的时频分析方法研究 (15)3.1时频分析的定义 (15)3.2时频分析基本思想 (16)3.3 时频分析方法的介绍和仿真 (16)3.3.1 短时傅里叶变换 (16)3.3.2 Winger—Ville分布变换结果 (24)3.3.3 W-H变换结果 (31)4 结论 (34)附录 (36)参考文献 (42)致谢 (44)1 绪论本章介绍了本文的研究背景和意义,概述了线性调频信号和时频分析理论及应用的研究进展和现状,给出了全文的内容安排。
线性调频扩频技术在车辆远程控制上的应用
线性调频扩频技术在车辆远程控制上的应用线性调频扩频技术是一种在无线通信领域中应用广泛的技术。
在车辆远程控制上,该技术的应用可以极大地提升无线通信的可靠性和安全性。
线性调频扩频技术是一种将信号分散在较宽频带上的技术。
与传统的窄带调制技术相比,线性调频扩频技术可以提高信号的抗干扰能力和防窃听能力。
此外,由于该技术的信号是在较宽频带内传输,因此信号的传输速率也相应地增加了。
在车辆远程控制应用中,线性调频扩频技术可以提高无线遥控系统的可靠性和安全性。
通过该技术,遥控信号可以更远地传输和更可靠地接收。
此外,由于信号的传输速率增加,车辆远程控制的反应速度也可以相应提高。
不仅如此,线性调频扩频技术还可以提高无线遥控信号的安全性,防止被窃听或破解。
由于该技术将信号分散在较宽频带上,使得窃听者很难获取完整的信号。
此外,该技术还可以通过加密处理进一步提高信号的安全性,保障遥控信号不被非法篡改。
在日常生活中,车辆远程控制已经成为人们日常使用的常见功能之一。
无论是开门、启动车辆、解锁还是关闭车窗,无线遥控技术都在发挥着重要作用。
而线性调频扩频技术的引入,则可以进一步提升无线遥控系统的性能和安全性,让人们更加安心使用。
从而实现了车辆智能化控制以及更加便捷、安全的出行。
总之,线性调频扩频技术在车辆远程控制应用中具有重要意义。
通过该技术,遥控信号可以更远距离地传输和更可靠地接收,反应速度也可以更快。
此外,该技术还可以提高无线遥控信号的安全性,防止被窃听或破解。
因此,值得在车辆远程控制领域广泛应用。
数据分析是在现代社会中非常重要的一项工作,无论是商业、科研还是公共政策等领域,数据的分析都有着重要的作用。
在进行数据分析时,应先列出相关数据,然后进行整理和分析,以获得有效的结论和洞察力。
例如,在进行市场营销分析时,可以列出以下数据:1. 某产品在过去六个月中的销售额;2. 某产品在不同城市的销售数量;3. 每次销售中的单位价格;4. 广告宣传经费的开支额;5. 竞争产品的价格和销售量等。
线性调频和非线性调频信号的检测与参数估计
线性调频和非线性调频信号的检测与参数估计一、本文概述本文旨在深入探讨线性调频(LFM)和非线性调频(NLFM)信号的检测与参数估计问题。
调频信号,作为雷达、声纳、通信等领域中广泛应用的一种信号形式,其特性分析和参数估计是信号处理领域的重要研究内容。
其中,线性调频信号因其特性简单、易于生成和处理,广泛应用于雷达探测和距离测量等领域;而非线性调频信号则因其更为复杂和灵活的特性,在保密通信、目标识别等领域具有广阔的应用前景。
本文首先将对线性调频信号和非线性调频信号的基本理论进行简要介绍,包括其定义、特性和应用场景等。
随后,将重点探讨这两种调频信号的检测方法,包括时域检测、频域检测以及基于现代信号处理技术的检测方法等。
在此基础上,文章将进一步研究线性调频和非线性调频信号的参数估计问题,包括调频斜率、载频等关键参数的估计方法和技术。
本文旨在通过对线性调频和非线性调频信号的检测与参数估计的深入研究,为相关领域提供更为准确、高效的处理方法和技术,推动信号处理技术的发展和应用。
本文也期望为信号处理领域的学者和工程师提供有价值的参考和启示,促进该领域的学术交流和技术进步。
二、线性调频信号检测与参数估计线性调频信号,也称为chirp信号,是一种广泛应用于雷达、声纳和无线通信等领域的信号类型。
其特点是在时间上频率线性变化,这种特性使得线性调频信号在多种应用场景中具有出色的性能。
因此,对线性调频信号的检测与参数估计研究具有重要的理论和实际意义。
线性调频信号检测的主要任务是在复杂的背景噪声中识别出线性调频信号的存在。
这通常涉及到信号处理和统计检测理论的应用。
一种常见的检测方法是基于匹配滤波器的检测,它利用已知的线性调频信号模型设计滤波器,然后在接收信号中搜索与模型匹配的信号成分。
基于时频分析的检测方法,如短时傅里叶变换(STFT)或小波变换,也可以有效地用于线性调频信号的检测。
参数估计是线性调频信号处理的另一个重要方面。
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式中: T为线性 调频 信 号的时 间宽度 , 为 线性调 频信 号的变 频速 率因子 , K 若 K 为 负则线性 调频信 号 斜率 为负, 号瞬 时频率 由 0 化到 B 值 信 变 ;否则 若为 正 , 时频 率由 B变 化 到 0 B为扩 频信 号带 宽 。图 1 正 、负斜率 线性调 频 瞬 , 为 信 号波 形图, 2为 正、负 斜率 线性 调频 信 号的信 号包 络 图及其 瞬 时频率变 图
1引言 线性调 频 ( h r ) 号是恒 包络 信 号, c ip 信 其信 号峰 值功率 与平 均 功率 相等 。
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寺
。” ∈ 】 ” , 【., 其 -
同时线性 调频信 号是 一种扩 频信 号, 其扩 频增 益等 于 时间带 宽积, 在信 号接 收 端做 适 当处理后 可 以获得 一定 的抗 窄带干扰 能 力 。线 性调 频信 号具有 良好 的 自相关特 性, 经过 匹配 滤波 器后, 将恒幅信 号变 成窄脉 冲信号, 原来 在码元 时间 内均匀 分布 的信 号能量 将大 部分集 中到窄脉 冲的 峰值 点附近, 而在 其它 时刻能 量很 小 。由于 当前 F G 程 序设 计没 有 ‘ 严 格的标 准, 同设计 师所 设计 的 PA 套 不 软件 有较大 的不 同, 同时在不 同的通 信系 统 中信号传 输 的方案 各异, 因此 传输 信号 在到达 解调 器时 调频斜 率会 各不 相 同。线性 调频信 号 的调频 斜率 方 向不 能够通 过示波器 或频 谱仪观察 简单 的得 出, 因此需对 其进行 分析推 算来确 定接 收调 频 信 号 的调 频 斜 率 方 向 。 2线 性 调频 信号 表 达式 线性 调频 信号 复数 表达 式可 以写 成 :
4线性 调频 信 号的 匹配 过程 在接 收机 中, 收到线 性调频信 号 以后, 要用 匹配滤波 器进行处 理, 调频 的 把 宽脉冲 压 缩成 为窄 脉冲 。在 实际应 用 中接 收信 号 一 为射 频信 号, A D器 般 受 / 件性 能的 影响, 对模 拟信 号在射 频采样 是很 困难 的, 此需 要先将 模拟 信号频 率 降低 ,然后 进 行 处理 。接 收信 号经 过 数 字正 交 下 变频 器 ,变为 零 中频 的
科 学 论 坛
—■ I
线性调频 扩频 系统 调频斜 率的分析 和设计
郝清涛
( 中国 电子科 技集 团公 司第 5 研究 所 河北 4 石 家庄 0 0 8) 501
[ 摘 要] 由于线 性调 频信 号其 自身 的优 点使 其 经常应 用 于扩频 通 信系统 中, 是 , 但 在使用 过程 中经 常 出现调 频斜 率方 向 ( 、负) 正 反相的现 象 , 使得 收端 的 匹配滤 波器 要经 常 改变, 设计 、调试 带 来不 便 。文 章分 析 了影 响调频 斜 率方 向 的冈 素并提 出了设 计方 法, 给 最后 通过 Q a t I进行 了编 译验 证 。 u r u I S [ 关键 词] 线性 调频 调 频斜 率 匹配滤 波 器 相 关峰 中 图分类 号 :N 2 T 9 文献标 识码 : A 文章编 号 :0 9 9 4 (O O 0 0 9 0 10 lx 2 l)4 06 2
C r — P K复 信 号 : hi D B S
图 1a ()正斜 率线 性调 频信 号波形 图 图lb ()负斜 率线 性调 频信 号波 形
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输入 到匹配 滤波器 中, 根据 匹配滤波 器理 论可 知匹配滤 波器 冲激响 应为 :
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图 2 a 信 号包络 图 ()
图 2( ) 正 斜率 瞬 时 b 图 2( ) 正斜 率 瞬时 C 频 率变 化 图 频 率变化 图
图 3频 率变 换示 意图 图
式中 为各 次谐 波 电压幅值 , 为 各次谐 波 电流幅 值,倪 为各 次谐 波 电
压相 角, 为各 次谐波 电流 相角 , 张 k为谐波 次数 。在 这种 I 况 下, _ f _ = 负荷所 消耗 的功 率为 P U I +u ‘c s 一 1+u 0( 。 ) . u c s 。一・ ) 0o l o( Gl ) 2 2 s口 一 c +. + t o ( t + . .  ̄ =岛 + + +…+ + … 上 式表 明负 荷所消 耗的功率 为基波 功率与 各次谐波 功率之 代数和 , 了判 为 断该 工况 下谐波 功率 的方 向并计 算综 合功 率, 下面 以整 流型 负荷例 进行 计算 。 3理 论分 析结 论 综 合 以上理论 分析 , 以得 到 以下 四条 结论 : 可 () 1 电压 为正弦 波, 负荷为 线性 时, 电路 中仅存在 基波 电流和 基波 电压, 电 流 电压 无畸 变,负荷仅 消 耗基 波 有 功功 率 。 () 2 电压 为正弦 波, 负荷为 非线性 时, 电压 中仅有 基波信 号, 电流 中则 存在 基波 信号和 谐波 信号 , 由于正 弦波 函数具 有正 交性, 所消 耗 的有功 功率 仅为 同 频 电压 、电流 的积分 , 网此 电路也 只有 基波 的有 功功 率被 消耗, 是此 时系 统 但 被非 线性 负 荷注 入谐 波, 系 统造 成 谐波 污 染 。 对 () 3 电压 为非 正弦 波, 负荷为 线性时, 电流和 电压信 号 中均 存在高 次谐波信
, 匹配滤 波器 的传 递 函数为 ( , 如果 Ⅳ( 满 鲫
则 ( 就是 最佳线 性滤 波器传 输特 性, 神 由于该传输特 性与 信号 频谱 的复 轭 相 一致 , 又称 其 为 匹配 滤波 器 。 故 匹配 滤波 器的 单位 冲击 响应 ) =脑- t , ~ o 匹配滤 波器 的输 出是 输入信 ) 号的 自相 关 函数 的 K倍, 以 匹配 滤 波器 可 以看 做成 一个 相关 器 。 所
பைடு நூலகம்化 图 。
3 匹配滤 波器 理论 原 理 匹配滤 波器 是指输 出信 噪 比最大 的最佳 线性 滤波器 。 果滤波 器 的输 出 如 端 能够 获得最 大信 噪 比, 就能 最佳 的判 决信 号, 则 从而提 高系 统 的检测性 能 。 设输 入信 号 ( 外的频 谱为
足如 下关 系, 即 日( :鼢 ( e (je ) 。 枷 神 一 co -