雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩
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
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其中的矩形包络为式中的μ为调频斜率，与调频带宽和时宽的关系如下式时带积1D BT =>>时，LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为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与此同时，输出的噪声平均功率为则0t 时刻输出信号信噪比可以表示为要令上式取最大值，根据Schwarz不等式，则需要匹配滤波器频响为对应的时域冲激响应函数形式为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：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。
一种线性调频信号超低旁瓣脉冲压缩方法
一种线性调频信号超低旁瓣脉冲压缩方法李涛【摘要】雷达脉冲压缩希望具有超低距离旁瓣的特征,线性调频信号采用加窗方式可达到约-35 dB的距离旁瓣电平.基于超低旁瓣电平信号设计方法,在不考虑信噪比损失条件下,提出了一种新的超低旁瓣的脉冲压缩方法,基本思想是针对给定线性调频信号,频率滤波权值采用超低频旁瓣频域信号与线性调频信号频域的比值,可以将接收端旁瓣电平输出最低到-120 dB.同时,从理论上和数值结果中分析了信噪比损失、延迟敏感性等问题.%A radar system desires low range sidelobes and Linear Frequency Modulated(LFM) waveforms can reach a-35 dB Peak Sidelobe Level(PSL) with a window in range compression. Based on a waveform design method for extraordinarily-low range sidelobes and ignorant of signal-to-noise ratio(SNR) loss, this paper proposes a novel range compression method for extraordinarily-low range sidelobes. The concept is to use a range compression weight as the ratio of the frequency domain signal to the LFM frequency do-main,yielding a -120dB sidelobe output. The SNR loss and sensitivity to delay are also analyzed accord-ing to theory and numerical simulations.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2018(058)005【总页数】7页(P545-551)【关键词】线性调频信号;脉冲压缩;超低旁瓣【作者】李涛【作者单位】中国电子科技集团公司航空电子信息系统技术重点实验室,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN957.511 引言雷达通过发射信号和接收信号工作，为了解决发射信号能量与目标距离分辨率之间的矛盾，大时宽带宽积信号受到广泛重视，比如线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号[1]。
脉冲压缩技术
脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用一．脉冲压缩的产生背景及定义1.1 脉冲压缩的定义脉冲压缩即pulse compression，它是指发射宽编码脉冲并对回波进行处理以获得窄脉冲，因此脉冲压缩雷达既保持了窄脉冲的高距离分辨力，又能获得宽脉冲的强检测能力。
1.2脉冲压缩的主要手段目前的脉冲压缩的手段主要有线性调频、非线性调频与相位编码等。
1)线性调频是最简单的脉冲压缩信号，容易产生，而且其压缩脉冲形状和信噪比对多普勒频移不敏感，因而得到了广泛的应用，但是，在利用多普勒频率测量目标方位和距离的情况下很少使用；2)非线性调频非线性调频具有几个明显的优点，不需要对时间和频率加权，但是系统复杂。
为了达到所需的旁瓣电平，需要对每个幅度频谱分别进行调频设计，因而在实际中很少应用；3)相位编码相位编码波形不同于调频波形，它将宽脉冲分为许多短的子脉冲。
这些子脉冲宽度相等，其相位通过编码后被发射。
根据所选编码的类型，包括巴克码、伪随机序列编码以及多项制编码等。
1.3脉冲压缩的产生背景随着飞行技术的飞速发展，对雷达的作用距离、分辨能力、测量精度和单值性等性能指标提出越来越高的要求。
测距精度和距离分辨力对信号形式的要求是一致的，主要取决于信号的频率结构，为了提高测距精度和距离分辨力，要求信号具有大的带宽。
而测速精度和速度分辨力则取决于信号的时域结构，为了提高测速精度和速度分辨力，要求信号具有大的时宽。
除此之外，为提高雷达系统的发现能力，要求信号具有大的能量。
由此可见，为了提高雷达系统的发现能力、测量精度和分辨能力，要求雷达信号具有大的时宽、带宽、能量乘积。
但是，在系统的发射和馈电设备峰值功率受限制的情况下，大的信号能量只能靠加大信号的时宽来得到。
测距精度和距离分辨力同测速精度和速度分辨力以及作用距离之间存在着不可调和的矛盾。
于是在匹配滤波器理论指导下，人们提出了脉冲压缩的概念。
由于发射机效率的限制，雷达真正采用的脉压信号是由调频和相位编码产生的，其中以线性调频和二相编码信号的研究与应用最为广泛。
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 。
脉冲压缩技术
脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用一．脉冲压缩的产生背景及定义1.1 脉冲压缩的定义脉冲压缩即pulse compression，它是指发射宽编码脉冲并对回波进行处理以获得窄脉冲，因此脉冲压缩雷达既保持了窄脉冲的高距离分辨力，又能获得宽脉冲的强检测能力。
1.2脉冲压缩的主要手段目前的脉冲压缩的手段主要有线性调频、非线性调频与相位编码等。
1)线性调频是最简单的脉冲压缩信号，容易产生，而且其压缩脉冲形状和信噪比对多普勒频移不敏感，因而得到了广泛的应用，但是，在利用多普勒频率测量目标方位和距离的情况下很少使用；2)非线性调频非线性调频具有几个明显的优点，不需要对时间和频率加权，但是系统复杂。
为了达到所需的旁瓣电平，需要对每个幅度频谱分别进行调频设计，因而在实际中很少应用；3)相位编码相位编码波形不同于调频波形，它将宽脉冲分为许多短的子脉冲。
这些子脉冲宽度相等，其相位通过编码后被发射。
根据所选编码的类型，包括巴克码、伪随机序列编码以及多项制编码等。
1.3脉冲压缩的产生背景随着飞行技术的飞速发展，对雷达的作用距离、分辨能力、测量精度和单值性等性能指标提出越来越高的要求。
测距精度和距离分辨力对信号形式的要求是一致的，主要取决于信号的频率结构，为了提高测距精度和距离分辨力，要求信号具有大的带宽。
而测速精度和速度分辨力则取决于信号的时域结构，为了提高测速精度和速度分辨力，要求信号具有大的时宽。
除此之外，为提高雷达系统的发现能力，要求信号具有大的能量。
由此可见，为了提高雷达系统的发现能力、测量精度和分辨能力，要求雷达信号具有大的时宽、带宽、能量乘积。
但是，在系统的发射和馈电设备峰值功率受限制的情况下，大的信号能量只能靠加大信号的时宽来得到。
测距精度和距离分辨力同测速精度和速度分辨力以及作用距离之间存在着不可调和的矛盾。
于是在匹配滤波器理论指导下，人们提出了脉冲压缩的概念。
由于发射机效率的限制，雷达真正采用的脉压信号是由调频和相位编码产生的，其中以线性调频和二相编码信号的研究与应用最为广泛。
雷达信号分析(第5章)线性调频脉冲信号分析
1 d td = 2p df
æ p 2ö f ÷ ç f ÷ =ç ÷ ç ÷ K èK ø
线性调频脉冲信号的近似匹配滤波器特性
( f )
B / 2
B/ 2
td
f
T
B
f
H ( f )
td
f1
f2
f3
f4
f5
f6
0
f1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6
f
t
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：
t sin[pB t(1 - )] T pB t
10 8 6 4
BT 10
2 0
2
4
6
8 10
B归一化为1
压缩比：
D=
BT 50
2T T = = BT 1 1 2 B B
20 15 10 5
0
5
10
15
20
距离旁瓣：来因、影响
2、 t = 0
c(0, x ) = T sin(pxT ) pxT
B
A
C
Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C
T
B
T
VA
VB
VC VA VB
VC
3、存在距离旁瓣 MSR=-13.2dB 旁瓣的坏处：
0
C
A B
掩盖小目标（广义分辨） 减小了系统动态范围
5.6 线性调频脉冲信号的处理
一、近似匹配滤波器的实现
BT > 30 时:
m (f ) = 1 æf ö ç ÷ ÷e rect ç ÷ ç èB ÷ ø K
第三章脉冲压缩雷达简介
第三章脉冲压缩雷达简介第三章脉冲压缩雷达简介3.1 脉冲压缩简介雷达的分辨理论表明:要得到⾼的测距精度和好的距离分辨⼒，发射信号必须具有⼤的带宽;要得到⾼的测速精度和好的速度分辨⼒，信号必须具有⼤的时宽。
因此，要使作⽤距离远，⼜具有⾼的测距、测速精度和好的距离、速度分辨⼒，⾸先发射信号必须是⼤带宽、长脉冲的形式。
显然，单载频矩形脉冲雷达不能满⾜现代雷达提出的要求。
⽽脉冲压缩技术可以获得⼤时宽带宽信号，使雷达同时具有作⽤距离远、⾼测距、测速精度和好的距离、速度分辨⼒。
具有⼤时宽带宽的信号通常被称作脉冲压缩信号。
脉冲压缩技术包括两部分:脉冲压缩信号的产⽣、发射部分和为获得较窄的脉冲对接收回波的处理部分。
在发射端，它通过对相对较宽的脉冲进⾏调制使其同时具有⼤的带宽，在接收端对接收的回波波形进⾏压缩处理得到较窄的脉冲。
3.2 脉冲压缩原理 3.2.1时宽-带宽积的概念发射脉冲宽度τ和系统有效(经压缩的)脉冲宽度0τ的⽐值称为脉冲压缩⽐，即0D ττ=(3-1)因为01B τ=，所以，式（3-1）可写成D Bτ=(3-2)即压缩⽐等于信号的时宽-带宽积。
在许多应⽤场合，脉冲压缩系统常⽤其时宽-带宽积表⽰。
⼤时宽带宽矩形脉冲信号的复包络表达式可以写成：(),/2/2()0,j t Ae T t T u t θ?-<<=?其他(3-3)匹配滤波器输出端的信噪⽐为：()00S N EN =(3-4)其中信号能量为[13] ：212E A T =(3-5)这种体制的信号具有以下⼏个显著的特点：(1)在峰值功率受限的条件下，提⾼了发射机的平均功率av P ，增强了发射信号的能量，因此扩⼤了探测距离。
(2)在接收机中设置⼀个与发射信号频谱相匹配的压缩⽹络，使宽脉冲的发射信号变成窄脉冲，因此保持了良好的距离分辨⼒。
(3)有利于提⾼系统的抗⼲扰能⼒。
当然，采⽤⼤时宽带宽信号也会带来⼀些缺点[14][15]，这主要有: (1)最⼩作⽤距离受脉冲宽度τ的限制。
雷达信号的脉冲压缩原理.
第二章脉冲压缩2.1 概述表2.1 窄脉冲高距离分辨力雷达的能力窄脉冲具有宽频谱带宽。
如果对宽脉冲进行频率或相位调制，那么它就可以具有和窄脉冲相同的带宽。
假设调制后的脉冲带宽增加了B，由接收机的匹配滤波器压缩后，带宽将等于1/B，这个过程叫脉冲压缩。
脉冲压缩雷达不需要高能量窄脉冲所需要的高峰值功率，就可同时实现宽脉冲的能量和窄脉冲的分辨力。
脉冲压缩比定义为宽脉冲宽度T 与压缩后脉冲宽度τ的之比，即/T τ。
带宽B 与压缩后的脉冲宽度τ的关系为1/B τ≈。
这使得脉冲压缩比近似为BT 。
即压缩比等于信号的时宽-带宽积。
在许多应用场合，脉冲压缩系统常用其时宽-带宽 积表征。
这种体制最显著的特点是：⑴ 它的发射信号采用载频按一定规律变化的宽脉冲，使其脉冲宽度与有效频谱宽度的乘积1B τ≥,这两个信号参数基本上是独立的，因而可以分别加以选择来满足战术要求。
在发射机峰值功率受限的条件下，它提高了发射机的平均功率av P 增加了信号能量，因此扩大了探测距离。
⑵ 在接收机中设置一个与发射信号频谱相匹配的压缩网络，使宽脉冲的发射信号（一般认为也是接收机输入端的回波信号）变成窄脉冲，因此保持了良好的距离分辨力。
这一处理过程称之为“脉冲压缩”。
⑶ 有利于提高系统的抗干扰能力。
对有源噪声干扰来说，由于信号带宽很大，迫使干扰机发射宽带噪声，从而降低了干扰的功率谱密度。
当然，采用大时宽带宽信号也会带来一些缺点，这主要有：⑴ 最小作用距离受脉冲宽度τ限制。
⑵ 收发系统比较复杂，在信号产生和处理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高度。
⑶存在距离旁瓣。
一般采用失配加权以抑制旁瓣，主旁瓣比可达30dB~35dB 以上，但将有1dB~3dB的信噪比损失。
⑷存在一定的距离和速度测定模糊。
总之，脉冲压缩体制的优越性超过了它的缺点，已成为近代雷达广泛应用的一种体制。
根据上面讨论，我们可以归纳出实现脉冲压缩的条件如下：⑴发射脉冲必须具有非线性的相位谱，或者说，必须使其脉冲宽度与有效频谱宽度的乘积远大于1.⑵接收机中必须具有一个压缩网络，其相频特性应与发射信号实现“相位共轭匹配”，即相位色散绝对值相同而符号相反，以消除输入回波信号的相位色散。
雷达信号波形的基本类型
雷达信号波形的基本类型现代雷达根据其使命和技术体制的不同，分为预警雷达、火控雷达、制导雷达、导航雷达、成像雷达等多种类型。
但无论是哪种类型的雷达，其辐射信号波形都可以归为以下几种基本类型：调幅脉冲信号、线性调频和非线性调频脉冲信号、相位编码脉冲信号、连续波信号和调频连续波信号。
调幅脉冲信号是最常用、最简单、也是最重要的雷达信号之一，通常被称为常规脉冲雷达信号。
其数学表达式为s(t)=Arect(t/T)ej2πft，其中A为信号幅度，T为脉冲宽度，f为载波频率。
调幅脉冲雷达信号的波形如图2.3-3所示。
线性调频信号是一种具有大时宽带宽积的信号，可以通过非线性相位调制或线性频率调制获得。
由于线性调频信号可以获得较大的压缩比，因此在高分辨率雷达和脉冲压缩雷达等领域得到了广泛应用。
线性调频信号的数学表达式为s(t)=Arect(t/T)ej2π[ft+μt^2/2]，其中A为信号幅度，f为载波频率，T为脉冲宽度，μ=B/T为信号的调频频率，B为调制带宽。
线性调频信号有正斜率和负斜率两种基本形式，其波形和频率变化关系如图2.3-4所示。
相位编码信号因其固有特性被广泛应用于脉冲压缩技术。
连续波信号和调频连续波信号则在雷达测距和测速等方面发挥着重要作用。
一般情况下，当带宽宽度积（BT）大于等于1时，线性调频信号的特性可以用以下表达式表示：幅频特性为S_LFM(f) = A/μ^2 rect[(f-f_0)/B]，相频特性为Φ_LFM(f) = -πμ(f-f_0)^2/4，信号的瞬时频率为f_i = f_0 + μt (-T/2 ≤ t ≤ T/2)。
下图展示了带宽为1MHz，脉冲宽度为100μs的线性调频信号的时域波形、幅度谱和相频谱。
相位编码脉冲信号属于“离散调制型”信号，其编码通常使用伪随机序列。
由于其主副比较大，压缩性能好，因此备受关注。
然而，相位编码信号对XXX频移比较敏感，只适用于多普勒频率范围较窄的场合。
脉冲压缩技术
脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用一．脉冲压缩的产生背景及定义1.1 脉冲压缩的定义脉冲压缩即pulse compression，它是指发射宽编码脉冲并对回波进行处理以获得窄脉冲，因此脉冲压缩雷达既保持了窄脉冲的高距离分辨力，又能获得宽脉冲的强检测能力。
1.2脉冲压缩的主要手段目前的脉冲压缩的手段主要有线性调频、非线性调频与相位编码等。
1)线性调频是最简单的脉冲压缩信号，容易产生，而且其压缩脉冲形状和信噪比对多普勒频移不敏感，因而得到了广泛的应用，但是，在利用多普勒频率测量目标方位和距离的情况下很少使用；2)非线性调频非线性调频具有几个明显的优点，不需要对时间和频率加权，但是系统复杂。
为了达到所需的旁瓣电平，需要对每个幅度频谱分别进行调频设计，因而在实际中很少应用；3)相位编码相位编码波形不同于调频波形，它将宽脉冲分为许多短的子脉冲。
这些子脉冲宽度相等，其相位通过编码后被发射。
根据所选编码的类型，包括巴克码、伪随机序列编码以及多项制编码等。
1.3脉冲压缩的产生背景随着飞行技术的飞速发展，对雷达的作用距离、分辨能力、测量精度和单值性等性能指标提出越来越高的要求。
测距精度和距离分辨力对信号形式的要求是一致的，主要取决于信号的频率结构，为了提高测距精度和距离分辨力，要求信号具有大的带宽。
而测速精度和速度分辨力则取决于信号的时域结构，为了提高测速精度和速度分辨力，要求信号具有大的时宽。
除此之外，为提高雷达系统的发现能力，要求信号具有大的能量。
由此可见，为了提高雷达系统的发现能力、测量精度和分辨能力，要求雷达信号具有大的时宽、带宽、能量乘积。
但是，在系统的发射和馈电设备峰值功率受限制的情况下，大的信号能量只能靠加大信号的时宽来得到。
测距精度和距离分辨力同测速精度和速度分辨力以及作用距离之间存在着不可调和的矛盾。
于是在匹配滤波器理论指导下，人们提出了脉冲压缩的概念。
由于发射机效率的限制，雷达真正采用的脉压信号是由调频和相位编码产生的，其中以线性调频和二相编码信号的研究与应用最为广泛。
线性调频信号产生方法
线性调频信号产⽣⽅法Value Engineering 0引⾔为了能够探测远距离⽬标，同时⼜具备较⾼的距离分辨⼒，脉冲压缩雷达通常发射较宽脉冲的线性调频（LFM ）信号，⽽在接收时进⾏脉冲压缩。
因⽽，如何产⽣良好的线性调频信号，对于脉冲压缩雷达的⼯作性能⾄关重要。
⽽对脉冲压缩雷达接收机进⾏测试时，线性调频信号则是最为关键的激励信号之⼀。
传统的模拟⽅法通常采⽤表⾯波器件、压控振荡器等器件产⽣LFM 信号，具有设计难度⼤、开发周期长等问题，已不能满⾜雷达技术快速发展的需要。
本⽂以某雷达接收机性能测试为背景，研究了⼀种基于FPGA 与DAC5686的线性调频信号产⽣⽅法。
该⽅法降低了系统软硬件设计的难度，缩短了开发周期，并提⾼了设计的可靠性，能够较好地满⾜测试需求。
1线性调频信号线性调频信号指持续期间频率连续线性变化的信号，是⼀种常⽤的雷达信号。
尤其是相参、宽带线性调频信号，因具有良好的脉冲压缩特性，在⾼分辨⼒雷达中得到了⼴泛应⽤。
线性调频信号可以采⽤如下数学表达式表⽰：s （t ）=a （t ）cos[2πf 0t+πkt 2]t ∈[-τ/2，τ/2]（1）其中：f 0为中⼼频率；k=B/τ为调频频率；B 为频率变化范围；τ为脉冲宽度；a （t ）为线性调频脉冲的包络。
可以计算得出，式（1）中信号的最⾼频率为f 0+B/2。
根据采样定理，直接对其采样所需的采样率应满⾜f s 叟2（f 0+B/2）。
当信号的中⼼频率频较⾼、且带宽较⼤时，采样频率将会很⾼。
如果信号中⼼频率为0，即采⽤基带(零中频)信号，式（1）中信号的最⾼频率变为B/2，此时对采样率的要求变为f s 叟B ，显然⼤⼤降低了采样速度的要求。
再将基带信号调制到⼀定的中⼼频率，便可得到所需的线性调频信号，⽽且降低了信号产⽣的难度。
如果采⽤数字⽅法，可以⾸先产⽣I 、Q 正交的线性调频基带数字信号，然后再将其正交调制到所需特定中频。
对基带信号进⾏正交调制后的线性调频信号的实信号可以表⽰为：Re[µi （t）]=Acos[2πf 0t+πkt 2]=i （t ）cos2πf 0t-q （t ）sin2πf 0t （2）式（2）中，A 为常数，i （t ）和q （t ）分别为同相分量和正交分量。
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。
雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩
西南科技大学课程设计报告课程名称：设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理姓名：学号:班级：指导教师：起止日期： 2010.12.25-----2011.1.5学生班级：学生姓名：学号：设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理起止日期： 2010、12、25——2011、1、03 指导教师：课程设计学生日志课程设计评语表雷达线性调频信号的脉冲压缩处理一、 设计目的和意义掌握雷达测距的工作原理，掌握匹配滤波器的工作原理及其白噪声背景下的匹配滤波的设计，线性调频信号是大时宽频宽积信号；其突出特点是匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感以及更好的低截获概率特性。
LFM 信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用；利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点，宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率，较好的解决了雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾；。
而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力，还增强了抗干扰能力、灵活性，能满足雷达多功能、多模式的需要。
二、 设计原理 1、匹配滤波器原理：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 。
设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应：)()()(t n t s t y o o += 输入信号能量：∞<=⎰∞∞-dt t s s E )()(2输入、输出信号频谱函数： dt e t s S t j ⎰∞∞--=ωω)()()()()(ωωωS H S o =ωωωπωωd e S H t s tj o ⎰∞-=)()(21)( 输出噪声的平均功率：ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ⎰⎰∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22)()()(21)()(2122ωωωπωωπωωd P H d e S H SNR n t j o o ⎰⎰∞∞-∞∞-=利用Schwarz 不等式得：ωωωπd P S SNR n o ⎰∞∞-≤)()(212上式取等号时，滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件：otj n eP S H ωωωαω-=)()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时，MF 的系统函数为： ,)()(*o t j e kS H ωωω-=oN k α2=k 为常数1，)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭，)()(*ωω-=S S ，也是滤波器的传输函数)(ωH 。
对LFM脉冲压缩雷达的干扰研究与仿真分析
ｂｎｎ ｈ ｒｑ ｅ ｃ — ｈｆ ｊｍｍｉｇ ｗｉ ｈ ｏ ｖ ｌｔｏ ａ ｉｉ ｇ ｔ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｉ ａ ｔ ｎ ｔ ｔ ｅｃ ｎ ｏ ｕ ｉｎｊ ｍｍｉｇ ｉ ｎ ｅｆｃｉｅａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ａ ｈ ｎ ｓａ ｆｅ ｔｖ ｎ ｒ ｃｉ ｌ ｍ— ｃ ｊ
是移 频 干扰 的理论调 制 ， 后 放 大 辐 射 出 去 ， 骗 雷 达 然 欺
益 ， 对 那 些 与 雷 达 发 射 信 号 不 匹 配 的 干 扰 信 号 有 而 很 强 的 抑 制 作 用 ， 大 提 升 了 雷 达 的抗 干 扰 能 力 。 大 传统 噪声 干扰 采 用 非 相 参 噪 声 调 制 的 干扰 信 号 ， 扰 功 率 谱 比较 宽 ， 量 分 散 ， 脉 冲 压 缩 后 ， 干 能 经 噪 声 能 量 大 部分 被 滤 除 ， 扰 能 力 大 为 减 弱 ， 能 对 脉 干 不
噪 声 干 扰 、 频 于扰 、 积 十 扰 对 ＬＦ 脉 压 雷 达 的 干 扰 效 果 。经 过 比 较 ， 频 噪 声 干 扰 干 扰 效 果 很 差 ， 移 频 干 扰 移 卷 Ｍ 射 将 和 卷 积 十 扰 结合 是 一 种 有 效 并 且 实 用 的 干扰 方法 。
关 键 词 ： 冲压缩雷达 ； 脉 射频噪声干扰； 移频干扰 ； 卷积干扰
出信 号包 络 为辛 克 函数 形 式 ， 缩 后 脉 冲 幅度 是 输 压
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舰 船 电 子 对 抗
雷达信号波形的基本类型
雷达信号波形的基本类型现代雷达类型众多，按照其使命采用不同的工作体制。
雷达的体制从工作使命看，包括预警雷达、火控雷达、制导雷达、导航雷达、成像雷达等，而从技术体制看，包括常规脉冲雷达、脉冲压缩雷达、相控阵雷达、PD 雷达、SRA 雷达、ISAR 雷达、连续波雷达等技术体制，可谓种类繁多。
但是，如果从雷达辐射信号波形来看，各种技术体制的雷达选用的信号形式主要为以下几种形式：● 调幅脉冲信号；● 线性调频和非线性调频脉冲信号；● 相位编码脉冲信号；● 连续波信号和调频连续波信号。
其中调幅脉冲信号是现代雷达中最常用、最简单、同时也是最重要的一种雷达信号，习惯上又称为常规脉冲雷达信号。
线性调频信号是通过非线性相位调制或线性频率调制获得大时宽带宽积的典型例子，由于线性调频信号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，所以线性调频信号已经广泛应用于高分辨率雷达和脉冲压缩雷达等领域。
而相位编码信号也因其固有的特性被越来越广泛的应用于脉冲压缩技术当中。
1.1.1.1 调幅脉冲信号调幅脉冲信号是最基本和最常用的雷达信号。
其数学表达式为：t f j t f j e Tt Arect e t u t s 0022)()()(ππ== （2.3-1） 其中A 为信号幅度，T 是为脉冲宽度（PW ），0f 为载波频率。
雷达脉冲重复周期为PRI ，其信号波形如下图所示：图2.3-3 调幅脉冲雷达信号波形1.1.1.2 线性调频信号线性调频信号（也称chirp 信号）的数学表达式为：20012()22()()()j f t t j f t t s t u t e Arect e Tπμπ+== (2.3-2) 式中A 为信号幅度，0f 为载波频率，T 为脉冲宽度，T B /=μ为信号的调频频率，B 为调制带宽，)/(T t rect 为矩形函数。
22)/()(t j e T t rect t u πμ=是信号的复包络，由傅立叶变换性质可知，信号与其复包络具有相同的幅频特性。
脉冲压缩雷达与匹配滤波
标准文档脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真姓名：--------学号：----------2014-10-28西安电子科技大学一、 雷达工作原理雷达，是英文Radar 的音译，源于radio detection and ranging 的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。
因此，雷达也被称为“无线电定位”。
利用电磁波探测目标的电子设备。
发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。
雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform ），然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。
但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾，为了解决这个矛盾，我们采用脉冲压缩技术，即使用线性调频信号。
二、 线性调频（LFM ）信号脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。
这种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；而接受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，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。
脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation ）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter ）压缩脉冲。
LFM 信号的数学表达式：（2.1）其中c f 为载波频率，()t rect T为矩形信号：（2.2）其中BKT=是调频斜率，信号的瞬时频率为()22cT Tf Kt t+ -≤≤，如图（图2.1.典型的LFM信号（a）up-LFM(K>0)（b）down-LFM(K<0)）将式1改写为：（2.3）其中（2.4）是信号s(t)的复包络。
(完整word版)雷达发射LFM 信号时,脉冲压缩公式的推导与 Matlab 仿真实现雷达测距。
雷达发射LFM 信号时，脉冲压缩公式的推导与 Matlab 仿真实现雷达测距。
摘要：基于MATLAB平台以线性调频信号为例通过仿真研究了雷达信号处理中的脉冲压缩技术。
在对线性调频信号时域波形进行仿真的基础上介绍了数字正交相干检波技术.最后基于匹配滤波算法对雷达回波信号进行了脉冲压缩仿真，仿真结果表明采用线性调频信号可以有效地实现雷达回波信号脉冲压缩、实现雷达测距并且提高雷达的距离分辨力。
关键词：线性调频，脉冲压缩，数字正交相干,匹配滤波。
When radar transmits LFM signal， the pulse compression formula is deduced and Matlab simulation is used to realizeradar rangingAbstract: Based on the MATLAB platform as example for LFM signal is studied by simulation of pulse compression technology in radar signal processing。
Based on the simulation of time domain linear FM signal waveform is introduced on the digital quadrature coherent detection technology. Finally，based on the matched filter algorithm of radar echo signal of pulse compression simulation， the simulation results show that the linear FM signal can effectively realize the radar echo signal of pulse compression radar， improve the range resolution.Key word: Linear frequency modulation,pulse compressiondigital，quadrature coherence,matched filtering.1、引言1.1 雷达起源雷达的出现,是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析
线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析线性调频脉冲压缩技术（Linear Frequency Modulated Continuous Waveform Compression，简称LFMCW）是一种常用于雷达系统中的信号处理技术。
LFMCW技术通过在发送端连续变化载频频率，然后在接收端进行脉冲压缩处理，达到提高雷达系统性能的目的。
LFMCW技术在雷达系统中有以下几个应用：1. 目标测距：LFMCW雷达通过连续变化载频频率，在接收端可以通过测量脉冲压缩后的信号到达时间来计算目标距离。
由于脉冲压缩技术可以实现较高的距离分辨率，因此LFMCW雷达对目标的准确测距非常有效。
2. 目标速度测量：利用LFMCW雷达在发送过程中持续改变载频频率，接收到的回波信号会受到多普勒频移的影响。
通过测量回波信号的频率差异，可以计算出目标的径向速度。
这种技术可以应用在雷达测速、交通流量检测等领域。
3. 目标角度测量：LFMCW雷达可以通过改变载频频率的方式，通过测量回波信号的相位差异来计算目标的角度信息。
这是因为目标的位置不同会导致回波信号的相位差异。
LFMCW雷达可以实现对目标的方位角和俯仰角的测量。
4. 多目标分辨：LFMCW雷达通过改变载频频率的方式，在接收端可以对回波信号进行不同的频率切片，从而实现对多个目标的同时探测和跟踪。
利用多目标跟踪算法，LFMCW雷达可以将不同目标的回波信号分离，实现对多个目标的高精度测量和跟踪。
5. 抗多径干扰能力：LFMCW雷达的脉冲压缩技术可以有效地抑制多径干扰。
当雷达信号在发射和接收过程中受到多个路径的反射时，回波信号会叠加形成干扰。
通过脉冲压缩技术，可以有效地将干扰信号分离出来，提高雷达系统的抗多径干扰能力。
LFMCW技术在雷达系统中可以实现目标测距、速度测量、角度测量、多目标分辨和抗多径干扰等功能。
这种技术不仅提高了雷达系统的性能和测量精度，还具有较低的成本和较小的体积。
线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析
线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析雷达（Radar）是一种利用电磁波原理来探测目标位置与运动状态的技术。
线性调频脉冲压缩技术（Linear Frequency Modulated Pulse Compression，简称LFMPC）是雷达系统中常用的信号处理技术之一，它通过变化脉冲信号的频率来提高雷达的分辨率和探测性能。
本文将从原理、应用和优势三个方面对线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用进行分析。
线性调频脉冲压缩技术的原理是基于脉冲压缩的概念。
脉冲压缩是指将较宽的脉冲信号在时域上进行压缩，从而在频域上获得更好的分辨率和距离分辨率。
线性调频脉冲压缩技术通过线性调频信号来实现脉冲压缩。
具体而言，脉冲信号的频率随时间线性变化，这种信号可以通过傅里叶变换得到频谱，将其与接收到的信号进行相关运算，即可得到压缩后的信号。
压缩后的信号具有更窄的带宽和更长的脉冲宽度，从而提高了信号的分辨率和目标的探测能力。
线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中有广泛的应用。
线性调频脉冲压缩技术可以提高雷达系统的距离分辨率。
由于线性调频信号具有较宽的带宽，可以使得雷达系统能够更准确地测量目标与雷达之间的距离，从而提高雷达系统的分辨率。
线性调频脉冲压缩技术还可以提高雷达系统的速度分辨率。
线性调频信号的频率变化率与目标的速度成正比，通过测量返回信号的频率变化率，可以准确地估计目标的速度。
而且，线性调频脉冲压缩技术还可以提高雷达系统的抗干扰能力。
由于线性调频信号的频率变化比较大，相邻频率之间的干扰信号在相关运算中会被抵消，从而提高了系统对干扰的抑制能力。
线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中具有一些优势。
线性调频脉冲压缩技术具有较高的距离分辨率和速度分辨率，能够提供更精确的目标测量结果。
由于线性调频脉冲压缩技术能够提高系统的抗干扰能力，使得雷达系统在复杂电磁环境下仍能稳定工作。
线性调频脉冲压缩技术的硬件实现相对简单，成本相对较低，适用于各种不同类型的雷达系统。
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西南科技大学课程设计报告课程名称：设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理姓名：学号:班级：指导教师：起止日期： 2010.12.25-----2011.1.5课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理起止日期：2010、12、25——2011、1、03 指导教师：课程设计学生日志课程设计考勤表课程设计评语表雷达线性调频信号的脉冲压缩处理一、 设计目的和意义掌握雷达测距的工作原理，掌握匹配滤波器的工作原理及其白噪声背景下的匹配滤波的设计，线性调频信号是大时宽频宽积信号；其突出特点是匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感以及更好的低截获概率特性。
LFM 信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用；利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点，宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率，较好的解决了雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾；。
而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力，还增强了抗干扰能力、灵活性，能满足雷达多功能、多模式的需要。
二、 设计原理 1、匹配滤波器原理：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 。
设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应：)()()(t n t s t y o o += 输入信号能量：∞<=⎰∞∞-dt t s s E )()(2输入、输出信号频谱函数：dt e t s S t j ⎰∞∞--=ωω)()()()()(ωωωS H S o =ωωωπωωd e S H t s tj o ⎰∞-=)()(21)( 输出噪声的平均功率：ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ⎰⎰∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22)()()(2)()(2122ωωωπωωπωωd P H d e S H SNR n t j o o ⎰⎰∞∞-∞∞-=利用Schwarz 不等式得：ωωωπd P S SNR n o ⎰∞∞-≤)()(212上式取等号时，滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件：otj n eP S H ωωωαω-=)()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时，MF 的系统函数为： ,)()(*o t j e kS H ωωω-=oN k α2=k 为常数1，)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭，)()(*ωω-=S S ，也是滤波器的传输函数)(ωH 。
oso N E SNR 2=Es 为输入信号)(t s 的能量，白噪声)(t n 的功率谱为2/o No SNR 只输入信号)(t s 的能量Es 和白噪声功率谱密度有关。
白噪声条件下，匹配滤波器的脉冲响应： )()(*t t ks t h o -=如果输入信号为实函数，则与)(t s 匹配的匹配滤波器的脉冲响应为： )()(t t ks t h o -= k 为滤波器的相对放大量，一般1=k 。
匹配滤波器的输出信号：)()(*)()(o o o t t kR t h t s t s -==匹配滤波器的输出波形是输入信号的自相关函数的k 倍，因此匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器，通常k =1。
2、线性调频信号（LFM ）LFM 信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为：)2(22)()(t k t f j c e Tt rect t s +=π 2.1式中c f 为载波频率，()t rect T为矩形信号，11()0,t t rect TT elsewise⎧ , ≤⎪=⎨⎪ ⎩BK T =，是调频斜率，于是，信号的瞬时频率为()22c T T f Kt t + -≤≤，如图1图1 典型的chirp 信号（a ）up-chirp(K>0)（b ）down-chirp(K<0)将2.1式中的up-chirp 信号重写为：2()()c j f ts t S t e π= 2.2当TB>1时，LFM 信号特征表达式如下： )(2)(Bf f rect k S c f LFM -= 4)()(πμπφ+-=c f LFM f f 2()()j Kt t S t rect eT π= 2.3 对于一个理想的脉冲压缩系统，要求发射信号具有非线性的相位谱，并使其包络接近矩形； 其中)(t S 就是信号s(t)的复包络。
由傅立叶变换性质，S(t)与s(t)具有相同的幅频特性，只是中心频率不同而已。
因此，Matlab 仿真时，只需考虑S(t)。
以下Matlab 程序产生2.3式的chirp信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图：图2：LFM 信号的时域波形和幅频特性3、LFM 信号的脉冲压缩窄脉冲具有宽频谱带宽，如果对宽脉冲进行频率、相位调制，它就可以具有和窄脉冲相同的带宽，假设LFM 信号的脉冲宽度为T ，由匹配滤波器的压缩后，带宽就变为τ，且1≥=D Tτ，这个过程就是脉冲压缩。
信号)(t s 的匹配滤波器的时域脉冲响应为：)()(*t t s t h o -= 3.10t 是使滤波器物理可实现所附加的时延。
理论分析时，可令0t ＝0，重写3.1式，)()(*t s t h -= 将3.1式代入2.1式得:22()()c j f tj Kt th t rect e e T ππ-=⨯图3 LFM 信号的匹配滤波如图3,()s t 经过系统()h t 得输出信号()o s t2222()()()()*()()()()()()()c c o j f u j f t u j Ku j K t u s t s t h t s u h t u du h u s t u du u t u e rect e e rect e du T T ππππ∞∞-∞-∞∞----∞= =- =-- =⨯ ⎰⎰⎰当0t T ≤≤时,22222022222()2sin ()T T c c j Kt j Ktu t j Ktu T j f tj Kt T j f ts t e e du e e e t j Kt K T t t eKtπππππππππ---==⨯--- =⎰3.4当0T t -≤≤时,22222022222()2sin ()T T c c t j Kt j Ktu j Ktu T j f tj Kt T j f ts t ee dut e e ej Kt K T t t eKtπππππππππ+---=+ =⨯--+ =⎰3.5合并3.4和3.5两式：20sin (1)()()2c j f ttKT tt T s t Trect e KTt T πππ-=3.6式即为LFM 脉冲信号经匹配滤波器得输出,它是一固定载频c f 的信号，这是因为压缩网络的频谱特性与发射信号频谱实现了“相位共轭匹配”，消除了色散；当t T ≤时，包络近似为辛克（sinc ）函数。
0()()()()()22t tS t TSa KTt rect TSa Bt rect T Tππ==图4 匹配滤波的输出信号如图4，当Bt ππ=±时，1t B =±为其第一零点坐标；当2Bt ππ=±时，12t B=±，习惯上，将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。
BB 1221=⨯=τ LFM 信号的压缩前脉冲宽度T 和压缩后的脉冲宽度τ之比通常称为压缩比D1≥==TB TD τ3.9式表明，压缩比也就是LFM 信号的时宽-带宽积。
s(t),h(t),so(t)均为复信号形式，Matab 仿真时，只需考虑它们的复包络S(t),H(t),So(t)。
以下Matlab 程序段仿真了图5所示的过程. 仿真结果如下:图5 Chirp 信号的匹配滤波图5中，时间轴进行了归一化，（/(1/)t B t B =⨯）。
图中反映出理论与仿真结果吻合良好。
第一零点出现在1±（即1B ±）处，此时相对幅度-13.4dB 。
压缩后的脉冲宽度近似为1B（12B ±），此时相对幅度-4dB,这理论分析（图3.2）一致。
如果输入脉冲幅度为1，且匹配滤波器在通带内传输系数为1，则输出脉冲幅度为D TB kT ==2，即输出脉冲峰值功率o P 比输入脉冲峰值功率P 增大了D 倍。
三、详细设计步骤1、线性调制信号和噪声的生成a) 线性调频信号时雷达中常用的信号，其表达式为：)2(22)()(t k t f j c e Tt rect t s +=πc f 为调频起始频率，k 为调频斜率。
为了能进行FFT 运算，需要对连续信号进行采样，其表达式为：2)(2)(s s c nT k j nT f j en s ππ+=s T 为采样周期，n=1,2,3.......K ，且K=)(sT Tfix ，T 为调频信号脉冲宽度 b) 线性调频信号+噪声其表达式为：2)(kt j t e Ttrect S π=)5,()(t S awgn t S =)))(,1(*))(,1((*)*5.0()(t t t S length randn j S length randn SNR sqrt S t S ++=c) 线性调频信号加噪后，仿真波形如图6：图6 线性调频信号加噪前后的时域波形实际实际雷达系统中，LFM脉冲的处理过程如图7。
图7 LFM信号的接收处理过程雷达回波信号()s t经过正交解调后，得到基带信号，再经过匹配滤波脉冲压缩后就可以作r出判决。
正交解调原理如图8，雷达回波信号经正交解调后得两路相互正交的信号I(t)和Q(t)。
一种数字方法处理的的匹配滤波原理如图9。
图8 正交解调原理图9 一种脉冲压缩雷达的数字处理方式四、设计结果及分析以下各图为经过脉冲压缩输出的已加噪声的线性调频信号（模拟雷达回波信号）的matlab仿真结果：波形参数脉冲宽度T=10s ，载频频率f=0hz，脉冲宽度B=30Mhzc图11 SNR=30的脉冲压缩输入输出波形图12 SNR=20的脉冲压缩输入输出波形图13 SNR=0的脉冲压缩输入输出波形图14 SNR=-10的脉冲压缩输入输出波形图15 SNR=-20的脉冲压缩输入输出波形图16 SNR=-30的脉冲压缩输入输出波形)(t S 信号中白噪声n 为：)))(,1(*))(,1((*)*5.0(t t S length randn j S length randn SNR sqrt n +=、此方法优点是能添加各种白噪声，此方法最大的问题在于添加的白噪声不一定是最适合有用信号的，所以要事先进行运算后输入，才可以得到预期的效果。