线性调频脉冲信号

合集下载

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。

(优选)线性调频脉冲信号.

LPF ADC I
XI(n)
LPF ADC Q
XQ(n)
fs 2B fs 1.25B,1.5B
中频采样（带通）：
fs 4 f0 /(2n 1) ，n满足 fs 2B
2、时域实现
X I n cos kn2 d n
XQ n sin kn2 d n
H I n coskn2
幅度
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
-1 -1
LFM信号的 I路
-0.5
0
0.5
时间 (s)
1 x 10-5
B/2
幅度 (dB)
幅度
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
-1 -1
0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90
e
2
4
( Kt)
y( , ) sin ( K )T T sin ( K )T
( K )
( K )T
x( , ) 2
sin ( K )T
2
y( , ) 2
( K )
y( , 0) T sin B B
y(0, ) T sinT T
三、匹配滤波器的实现
随机初相的影响，采用IQ正交处理！ u(t) 1、采样频率及中频采样视频采样（低通）：
-1
LFM信号的 Q路
-0.5
0
0.5
时间 (s)
时域脉压后的波形 (未加权 )
-0.5
0
0.5
时间 (s)
1
-5
x 10

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 。

线性调频脉冲压缩仿真报告

线性调频脉冲（LFM ）压缩仿真报告学号：113104000564 姓名：张茗一、线性调频脉冲信号（LFM ）线性调频脉冲压缩体制的发射信号，其频谱在脉冲宽度内按线性规律变化，即用对载频进行调制的方法展宽发射信号的频谱，使其相位具有色散。

同时，在Pt 受限的情况下为了充分利用发射机的功率，往往采用矩形宽脉冲包络，故线性调频脉冲信号的复数表达式可写成：22()2()()c K j f t t t s t rect Te π+= 式中cf 为载波频率，()trect T为矩形信号， 11()0,t t rect T T elsewise ⎧ , ≤⎪=⎨⎪ ⎩本次仿真线性调频脉冲信号时宽T=10us ，带宽B=564MHz 。

采用Fs=2B 。

>> %产生线性调频信号T=10e-6; %pulse duration 10 usB=564e6; %bandwidth 564MHzK=B/T; %chirp slopeFs=2*B;Ts=1/Fs;N=T/Ts;t=linspace(-T/2,T/2,N);St=exp(j*pi*K*t.^2);Subplot(211)plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('Real part of chirp signal');grid on;axis tight;Subplot(212)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('Magnitude spectrum of chirp signal');grid on;axis tight仿真结果如下：第一个图是线性调频信号的实部图，第二个图是其幅频特性图。

线性调频脉冲信号产生仿真与验证_v2

DF DF Def aultNumeric Start=0 Def aultNumeric Stop=30000 DefaultTimeStart=0 usec DefaultTimeStop=5 usec
三、系统指标参数：仿真 LFM 信号系统：基本 LFM 信号参数：脉宽=5usec LFM 中心频率=40MHz 扫频范围：-20MHz~20MHz
T7, mV
Simulated LFM waveform
600
400
200
0
-200
-400
-600
0
1
2
3
4
5
time, usec
在 DAC 后的滤波器输出处的仿真波形
T8, mV
Simulated LFM waveform
300
200
100
0
-100
-200
-300
0
1
2Байду номын сангаас
3
4
5
time, usec
BPF_ChebyshevTimed B1 PassRipple=1
SpectrumAnalyzer spec2GHz
滤波器的波纹对频响的影响，见下图：红线---代表波纹系数为 0.1dB 蓝线---代表波纹系数为 1dB 粉线---代表波纹系数为 3dB
dBm(setup3_3db..spec2GHz) dBm(setup3..spec2GHz)
号的实现方法，先将 LFM 信号系统仿真出来，然后按照此仿真结构作出实际电路，将实际 LFM 电路的输出信号测试出来，以验证仿真的正确性。
二、LFM 系统结构组成：包括：线性调频基带 IQ 产生部分，数字上变频部分，模数转换部分，滤波部分。

采用函数发生器及模拟信号源产生线性调频脉冲信号方案

采用函数发生器及模拟信号源产生线性调频脉冲信号方案潘成胜安捷伦见习应用工程师王晋杰安捷伦应用工程师一、前言雷达在军事、航天、气象、通信、天文等领域都得到了广泛的应用。

典型的雷达系统主要由发射机，天线，接收机，数据处理，定时控制，显示等设备组成。

利用雷达可以获知目标的有无，目标斜距，目标角位置，目标相对速度等。

现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念，使它具有对运动目标(飞机，导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。

雷达的应用越来越广泛。

脉冲压缩雷达的一种常用形式是脉内线性调频（Linear Frequency Modulation ），它能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。

这种体制采用相对较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。

目前，产生线性调频信号常用的方法是采用矢量信号源，通过Pulse Buliding 或Matlab 等软件产生任意波形，下载到矢量源并播放的方式。

但在某些情况下，客户需要利用一些简单设备产生线性调频脉冲以满足测试需要。

所以本文基于安捷伦公司模拟信号发生器及函数发生器，介绍了一种简单线性调频脉冲的产生方案。

二、生成方案生成原理：由于在脉冲内表现为频率的线性变化，可考虑用锯齿波对脉冲信号进行FM 调制，保证脉冲处于锯齿波的下降沿（或上升沿）范围内，这样在脉内频率才会呈现单调线性变化，所以保持脉冲周期和锯齿波的同步性是产生跳频信号的关键，其具体实现如图1所示：图1 跳频信号生成原理为了实现上述要求，用信号源产生的脉冲信号触发任意波形发生器，产生锯齿波信号从而对脉冲进行FM 调制。

文中根据客户要求用Agilent 33220A 产生锯齿波，MXG N5181A 产生脉冲，N9030A 89061VSA 来观察分析产生的跳频信号。

脉冲测试系统搭建如图2所示：图2 测试系统三、生成实例根据客户需要，产生跳频信号指标为：中心频率84MHz，脉宽16us，重复频率2KHz，跳频+/-5MHz。

基于线性调频信号的脉冲压缩处理

具体设计步骤参见 “LogiCOREቤተ መጻሕፍቲ ባይዱIP FIR Compiler Product Guide”。
有效字长
14bit ？bit ？bit 16bit
中频采样
正交变换
匹配滤波
求模输出
DAC 输出
？bit ？bit
？bit ？bit
根据数值的动态范围确定有效字长
4 实验步骤
ADC测试
基于FPGA的ADS4249的实现.pdf “ad4294_hpc”
USB PC
下载线 USB
模拟输出
2 软件环境
ISE
设计输入行为仿真设计综合
功能仿真
设计实现
静态时序仿真时序仿真
芯片编程
电路验证
Core Generate提供了一系列特定架构、特定领域（嵌入式、连接功能和 DSP）和特定市场（汽车、消费类、军用/航空航天、通信、广播等）专用 IP 核。利用这些 IP 模块可以节省设计时间。高度优化的 IP 使设计者能够集中精力迅速构建系统设计。 ISim提供了集成到 ISE 内的、特性齐全的 HDL 仿真器。 ChipScope工具可在设计中直接插入逻辑分析器、系统分析器以及虚拟 I/O 小型软件内核，从而使您能够查看任意的内部信号或节点，包括嵌入式软硬处理器。系统以工作速度捕获信号，并通过编程接口输出，从而可大幅减少设计方案的引脚数。捕获到的信号随即通过分析工具进行显示和分析。
基于多相滤波的数字正交变换
(-1)n x(n)
↓2 Z-1 ↓2 hQ
4��0 �� = 2�� + 1
hI
xI(n) xQ(n)

线性调频脉冲_chirp_信号扫频--------------------------GOOD3

数据要做 FFT 运算 ,因此 N 不宜过大。设适合由普通
微机计算的最大采样点数为 Nmax ,则可得到
Δt = t2 - t1 = π( f h - f l) /β = Nmax/ fs
(3) 频率特性的计算。
根据
H ( jω)
=
R (jω) E (jω)
, 将响应信号的频谱
R (jω)
与激励信号的频谱 E (jω) 相除 ,即可得到所测量网络
式符合得较好。
4 扫频方法的改进
当所扫描的频带较宽 ,频带上限 f h 为下限 f l 的数倍甚至数十倍时 ,若仅仅根据 f h 来设置采样频率 ,那么在采集信号的低频部分时 ,会出现采集的数据点过多的情况。这对于 FFT 运算来说是所不希望的 ,因为
线性调频脉冲 (chirp) 信号扫频
时频率的范围是 [2πf l i , 2πf hi ] ,采集过程中对应的时
ω0 + 2βt1 = 2πfl
《测控技术》2003 年第 22 卷第 8 期
ω0 + 2βt2 = 2πf h
如果输出通道在时间范围 [ t1 , t2 ]内一共输出了 N 个点 ,那么 N 和输出通道的更新速率 f s′之间的关系便为
Δt = t2 - t1 = π( f h - fl) /β = N/ f s′
分布为
W ( t ,ω) = 2π A 2δ(ω - βt - ω0)
可见 , s ( t) 是一个单频率信号 ,任一时刻的瞬时功率都完全集中在瞬时频率 2βt + ω0 这点上。因此如果任意抽取一个时间片段[ t1 , t2 ]的 s ( t) 变换到频域 , 那么相应的频谱能量便集中在 [2βt1 + ω0 ,2βt2 + ω0 ] ,且在该频带范围内频谱的幅度相等。

线性调频脉冲信号

N0
'
T (2B) 2E
N0
3、B和T独立选用
4、多普勒不敏感
二、缺陷
1、组合值
A1
A
k
A
A1 k A A
0
1
2E [1 ( )2 ]
N0
0
1
2E [1 ( )2 ]
N0
0
处理措施：①正负斜率；②只测距/大斜率（K）；③V型调频。
2、斜刀刃上目旳无法辨别
3、存在距离旁瓣 MSR=-13.2dB
2、有源法： ①波门选通法
高速
D/A
EPROM
②I&Q正交调制法
EPLD
③DDS法
控制信号
高速
D/A
EPROM
控制信号
DDS核
中频LFM信号
高速高稳定度时钟
中频输出
LPF I／Q 调制器
LPF
中频本振
5.2 线性调频脉冲信号旳频谱
LFM信号复包络为：u(t) rect[ t ]e jkt2 T
频谱：
LPF ADC I
XI(n)
LPF ADC Q
XQ(n)
fs 2B fs 1.25B,1.5B
中频采样（带通）：
fs 4 f0 /(2n 1) ，n满足 fs 2B
2、时域实现
X I n cos kn2 d n
X Q n sin kn2 d n
H I n coskn2
B/2
5.7 线性调频脉冲信号旳加权处理
u( f )
一、为何要加权处理？
二、频域上幅度加权
匹配滤波器
u*( f )
幅度加权网络
H(f )
W*( f )

线性调频信号

线性调频信号线性调频信号（Linear Frequency Modulation Signal，LFM）是一种常用的单相（single-tone）通信信号，它的特点是频率发生变化，又称为线性扫频信号。

一、线性调频信号的特点：1. 频率发生变化：线性调频信号的特点是频率发生线性的变化，这种变化可以是瞬时频率的单调递增或单调递减；2. 由连续脉冲组成：线性调频信号是由连续脉冲组成，这些脉冲对应着不同频率；3. 可以传输信息：线性调频信号是一种有效的信号，它可以用来传输数字信号、声音信号和图像信号；4. 易于分析：线性调频信号是一种易于分析的信号，可以用常规的数学方法进行分析；5. 无衍射数据：线性调频信号不受衍射数据的影响，可以传输远距离，传输范围宽。

二、线性调频信号的用途：1. 卫星通信：线性调频信号是卫星通信中比较常用的信号，因为它可以确保在传输过程中数据的可靠性；2. 无线电高空数传控制：线性调频信号还被广泛应用于无线电高空数传控制中，例如，气象站、导弹等的控制；3. 遥控、车载导航：线性调频信号也可以用于遥控、车载导航系统，它可以有效地传输远距离的数据；4. 超声波连接AGV：线性调频信号也可以用于AGV（自动导航车辆）中的超声波连接，用于AGV控制车辆的运动；5. 广播信号：线性调频信号也可以用于广播，例如，电视和无线电节目的广播；6. 脉冲编码技术：线性调频信号也可以用于脉冲编码技术，用于数字信号的传输。

三、线性调频信号的优缺点：1. 优点：（1）由连续脉冲组成，可以容易地传输信息；（2）发射信号的特性比较稳定，不受干扰；（3）传输范围宽，信号可以传输到较远的距离；（4）信号可以进行精确地分析，易于识别和恢复；（5）由于信号为线性，易于模拟和数字化。

2. 缺点：（1）发射信号的特性容易受到可塑性电磁子的影响；（2）受到对象的大小和环境温度的影响，信号的变化会很快；（3）无线电信号受到巨型入侵的干扰。

线性调频脉冲信号课件

特征检测基于信号的某些特征，如频率、相位、调制方式等，通过提取这些特征来识别目标信号。
信号解调技术
信号解调技术概述
信号解调技术是将已调制的信号还原为原始调制信号的过程
。
相干解调
相干解调需要使用原始调制信号的相位和频率信息，通过与本地载波相乘和低通滤波实现信号解调。
非相干解调
非相干解调不依赖于原始调制信号的相位和频率信息，通常通过包络检波或同步检波实现信号解调。
切比雪夫滤波器
切比雪夫滤波器在通带和阻带都有一定的波动，适用于对特定频率范围有较大波动要求的场合。
椭圆滤波器
椭圆滤波器在通带和阻带都有较陡的过渡带，适用于对信号进行精确控制和处理的情况。
04
CATALOGUE
线性调频脉冲信号的应用实例
雷达探测应用
雷达距离分辨率
线性调频脉冲信号具有较高的距离分辨率，能够精确测量目标距
THANKS
感谢观看
结果二
观察并分析线性调频脉冲信号的调制特性和动态范围，了解信号的传播特性和干扰抑制能力。
结果三
根据实验数据和观察结果，分析线性调频脉冲信号在实际应用中的优势和局限性，提出改进措施和建议。
结果四
总结实验过程和结果，撰写实验报告，将实验数据和分析结果进行整理和归纳，以便后续研究和应用。
05
CATALOGUE
线性调频脉冲信号的发展趋势与展望
新型产生方式的研究
固态激光器
01
利用固态激光器产生线性调频脉冲信号，具有高效率、高稳定
性、长寿命等优点。
光子晶体光纤
02
利用光子晶体光纤产生线性调频脉冲信号，可以实现超宽带、
高功率、高重复频率等特性。

《2024年微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》范文

《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达技术作为现代雷达探测领域的重要分支，以其高精度、高分辨率和抗干扰能力强等优势，在军事、民用等领域得到了广泛应用。

线性调频信号作为微波光子雷达中的重要信号源，其产生技术的研究对于提高雷达系统的性能具有重要意义。

本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、方法及优缺点，以期为相关领域的研究提供参考。

二、线性调频信号原理及特点线性调频信号是一种特殊的脉冲调制信号，其频率随时间呈线性变化。

这种信号具有较大的时宽带宽积，能够在雷达系统中实现高精度、高分辨率的探测。

线性调频信号的原理是通过改变信号的频率调制方式，使发射信号的频率在一定的时间内线性增加或减少，从而实现距离和速度的测量。

三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术（一）传统方法传统产生线性调频信号的方法主要依赖于电子方式，如采用直接数字频率合成器（DDS）或模拟电路等。

然而，这些方法在产生大时宽带宽积的线性调频信号时，面临着带宽受限、功耗大等问题。

（二）微波光子技术方法微波光子技术为解决上述问题提供了新的思路。

微波光子雷达通过将微波信号转换为光信号进行处理，再将其转换回微波信号进行探测。

在产生线性调频信号方面，微波光子技术具有以下优势：1. 带宽大：利用光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。

2. 抗干扰能力强：光子技术在传输过程中具有较低的电磁干扰和辐射，有利于提高雷达系统的抗干扰能力。

3. 功耗低：通过光子技术可以降低系统功耗，提高系统整体性能。

具体实现上，微波光子雷达中线性调频信号的产生主要通过调制器将电域的线性调频信号转换为光域的调制信号，然后利用光纤等传输介质将调制信号传输到接收端。

在接收端，通过解调器将光信号还原为电信号，从而得到所需的线性调频信号。

四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的优缺点分析（一）优点1. 带宽大：微波光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。

《2024年微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》范文

《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达作为一种高精度的探测设备，在军事、民用等领域具有广泛的应用前景。

其中，线性调频信号作为雷达系统中重要的信号源，其产生技术的研究对于提高雷达的探测性能具有重要意义。

本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、技术难点及解决方案，以期为相关领域的研究提供参考。

二、线性调频信号原理线性调频信号是一种特殊的脉冲信号，其频率随时间线性变化。

在微波光子雷达中，线性调频信号通过发射和接收两个过程实现目标探测。

发射过程中，雷达通过天线发射线性调频信号，当信号遇到目标时，目标反射的信号会携带目标信息返回雷达。

接收过程中，雷达通过处理反射回来的信号，提取出目标的位置、速度等信息。

因此，线性调频信号的产生产生质量和性能对于雷达探测性能至关重要。

三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的挑战在微波光子雷达中，线性调频信号的产生技术面临诸多挑战。

首先，要求信号具有高精度、高稳定性和低噪声等特点，以满足雷达探测的需求。

其次，由于微波频率较高，传统的电子方法在产生线性调频信号时存在带宽限制和效率问题。

此外，还需要考虑信号的抗干扰能力和适应性等问题。

针对这些挑战，研究者们提出了一系列解决方案和优化措施。

四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的关键方法为了克服传统电子方法的局限性，研究者们提出了基于微波光子技术的线性调频信号产生方法。

这种方法通过将微波信号与光子进行相互作用，实现了宽频带、高稳定性和低噪声的信号产生。

其中，关键的方法包括微波光子混合技术、光学频率梳技术以及光纤延时线技术等。

这些技术可以通过控制光子的传播特性和相互作用过程，实现对微波信号的精确调制和调控。

五、具体技术方法及其应用1. 微波光子混合技术：通过将微波信号与光子混合器进行混合，产生具有线性调频特性的微波信号。

这种方法具有带宽大、稳定性高等优点，适用于需要高精度和高稳定度信号的场合。

电子信息工程综合实验线性调频脉冲压缩

试验六线性调频脉冲压缩一、试验目旳1. 理解线性调频脉冲压缩旳工作原理。

2.、理解线性调频脉冲信号加权处理旳工作原理。

3.、掌握脉冲压缩信号旳“压缩比”和“主副瓣比”旳测量措施。

二、试验仪器示波器、万用表。

三、试验原理线性调频矩形脉冲信号旳复数体现式为:20012()22()()()j f t Kt j f t t s t e t eT ππμ+==其中为信号旳复包络:2)()()j Kt tt eT πμ=式中T 为脉冲宽度, 信号旳瞬时频率可写成:2001()(2)2df t f t Kt f Kt dtπππ=+=+瞬时频率与时间成线性关系, 因此称为线性调频信号。

K=B/T 其中称为调频斜率, B 为调频带宽, 即信号旳带宽。

线性调频信号旳脉冲压缩是通过匹配滤波器得到旳, 假如输入信号旳频率特性为：()()|()|j f U f U f e θ=那么匹配滤波器旳频率特性应满足下式:02()()|()|j ft j f m H f K X f e e πθ--=若令：K A 则可得：2()exp([2/42]0()d m H f j tff f πππ=---上式中压缩滤波器旳群延迟特性（频率—延时特性）为:000()()(),2d d f d f B f f df B f ft t τθ-==+-≤d t是与滤波器物理实既有关旳一种附加延时。

可得线性调频脉冲压缩滤波器旳输出信号为:0022()2()0()()()d d j ftj f t j f t d t t U f X f H f df df eπππ∞∞---∞-∞===⎰⎰实际状况下取实信号表达为:00()())d d U f f t t π=-当输入信号有旳多普勒频率时, 匹配滤波器旳输出体现式:2()2()]exp(/4)y t j k j t ππ=-加权处理:压低副瓣常用旳措施是对匹配滤波器旳权值进行窗函数加权。

线性调频信号的脉冲压缩

14
线性调频信号
调频信号采样
– 过采样因子
– 1.11.4
2014/10/28
15
线性调频信号
频率和时间的不连续性
– DFT认为时域和频域序列都具有周期性和循环性，即假设每一序列是首尾相接的。 – 实际信号通常是非周期的，时域有限长序列通过截断获得，因而在截断处存在不连续性。 – 基带信号的频谱间隙位于DFT输出序列的中心，非基带信号的频谱间隙可位于任意位置，需要进行计算或估计。
线性调频信号
2014/10/28
10
线性调频信号
线性调频信号的频谱
t S ( f ) rect( ) exp j Kt 2 exp j 2 ft dt T
– *难以直接推导，可利用驻定相位原理得到简单的近似表达式。
驻定相位原理
– 相位包含二次及更高次，包络缓变 – 基本原理：信号在相位驻留点领域附近是缓变的，而在其他时间点上是捷变的，相位捷变处由于相位周期的正负部分相互抵消，故其对积分的贡献几乎为零，对积分起主要作用的部分集中在相位驻留点附近。
– 脉冲压缩的另一种解释：发射大TBP信号，经信号处理获得
TBP近似为1的sinc函数
2014/10/28 18
脉冲压缩
匹配滤波器
匹配滤波器是线性系统的最大信噪比滤波器 – 信号和噪声叠加在一起，匹配滤波使信号成分在某一瞬时出现峰值，而噪声成分受到抑制，即使输出的信噪比最大。
– 设t=tm时输出信噪比最大，信噪比表示为
2014/10/28
38
匹配滤波器的实现
频域匹配滤波器的生成方式
1. 将时间反褶后的复制脉冲取共轭，计算补零DFT
H ( f ) [h(t )]

雷达线性调频脉冲信号ppt

2014-3-22
t y0（t）=T sinc(π Bt)rect( 2T )。
17
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
4 线性调频脉冲信号脉压的Matlab仿真 4.5 Matlab仿真输出结果
2000 1000 0 -1000 -2000 I 路信号
0
200
400
600 Q 路信号
800
nk X (k ) x(n)WN , k 0,1,...N 1 n 0 N -1
21
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
5.2 FFT的FPGA实现
经推导可得基4的蝶形运算单元如图所示：
A
A ' A' =A+BW p +CW 2p +DW3p
B
C
B' B' =A-jBW p -CW 2p +jDW 3p
第 r级
蝶形运算单元
双口
RAM
双口
RAM
双口
RAM
旋转因子
旋转因子
旋转因子
FFT的级联结构
23
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理
5.3 级联结构FFT实现
a) b) c) d) e) f) 位倒序单元设计存储单元结构复乘单元的设计地址产生单元蝶形运算单元设计块浮点单元设计
y0 （ t ） = h （ t ） * s r （ t ）
2014-3-22
9
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压处理

将sr（t）= rect（t/T）×exp（Jπ kt2），h（t）=sr（t0-t）带入 y0（t）= h（t）* sr（t）整理得：

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（Linear Frequency Modulated Pulse Compression，LFMC）技术
是一种常用于雷达系统中的信号处理技术。

它通过将短脉冲信号调频，然后在接收端进行
解调和压缩，从而实现对目标回波信号的高分辨率测量和目标检测。

1. 高分辨率测量：线性调频脉冲压缩技术可以通过压缩脉冲信号的时间宽度，提高
雷达系统对目标距离分辨率。

通过调整脉冲信号的调频斜率和脉冲宽度，可以实现对不同
距离目标的分辨能力。

2. 目标检测：线性调频脉冲压缩技术可以通过对接收到的回波信号进行解调和压缩，从而增强目标回波的信噪比，提高目标检测能力。

通过调整压缩滤波器的参数，可以选择
性地压制背景噪声，进一步提高目标检测的可靠性。

3. 抗干扰能力：线性调频脉冲压缩技术具有良好的抗多径干扰的能力。

由于调频信
号具有较大的带宽，相对于信号传播路径中的多径传播，调频信号的时间展宽更大，使得
不同路径上的回波信号能够分离开来，减小了多径干扰对目标测量的影响。

4. 多普勒频移估计：线性调频脉冲压缩技术可以通过对接收回波信号的频谱分析，
提取出目标相对于雷达系统的多普勒频移信息。

这对于目标的运动状态估计和目标分类具
有重要的意义。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用十分广泛，可以实现高分辨率测量、目标
检测、抗干扰能力、多普勒频移估计和同时任务处理等功能。

它在军事、民用以及科研领
域都有着重要的地位和价值。

雷达回波信号产生

雷达回波信号产生1.线性调频信号：线性调频信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号，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。

通常把线性调频信号称为Chirp信号，它是研究最早而且应用最广泛的一种脉冲压缩信号。

线性调频信号的主要优点是所用的匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，仍能用同一个匹配滤波器完成脉冲压缩；主要缺点是存在距离和多普勒频移的耦合。

此外，线性调频信号的匹配滤波器的输出旁瓣电平较高。

单个线性调频脉冲信号的时域表达式为：其中A为脉冲幅度，f0为中心频率，μ为调频斜率。

Matlab实现：参数设置：信号产生：u=cos(2*pi*(f0*t+K*t.^2/2));仿真结果：2.多普勒频移“多普勒效应”是由奥地利物理学家Chrjstian•Doppler 首先发现并加以研究而得名的，其内容为：由于波源和接收者之间存在着相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化。

多普勒频移（Doppler Shift）是多普勒效应在无线电领域的一种体现。

其定义为：由于发射机和接收机间的相对运动，接收机接收到的信号频率将与发射机发出的信号频率之间产生一个差值，该差值就是Doppler Shift。

设发射机发出的信号频率为（f 发），接收机接收到的信号频率为（f 收），发射机与接收机之间的相对运动速度为 V，C 为电磁波在自由空间的传播速度：3×10（8次方）米/秒则有如下公式：f 收＝（c±v）/λ＝f 发±v/λ＝f 发±f 移；（f 移）即为多普勒频移，（f 移）的大小取决于信号波长λ及相对运动速度 V。

对某发射机，λ是恒定的，因此相对运动速度 V 决定了频移的幅度。

Matlab实现：代码实现：仿真结果：可以从频谱结果中看出，整个信号在频谱上进行了平移。

3.回波时延：广义相对论实验检验之一。

单个线性调频脉冲测速

单个线性调频脉冲测速14020700021 张吉凯我想做的是利用单个线性调频脉冲测速，然后用MATLAB进行仿真，虽然很简单，但实际做的时候依然遇到很多意想不到的问题，这些问题的解决让我感觉收获很多。

下面来讲整个仿真的过程以及其中遇到的问题。

先来介绍一下单个线性调频脉冲信号和多普勒频移。

线性调频信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号。

线性调频的瞬时频率f(t)=f0+kt呈线性变化，其中f0表示时间等于零时的频率，k是调频斜率。

而脉冲则是给线性调频信号截断，像脉冲一样重复，这里我用到的只是单个，相当于脉冲的一个周期。

多普勒效应是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号将发生变化。

这一物理现象首先由奥地利物理学家多普勒于1842年发现的。

多普勒雷达的工作原理是以多普勒效应为基础的，多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括光波、电磁波。

当无线电波在行进的过程中碰到物体时，该无线电波会反弹，而且反弹回来的波其频率以及振幅会随着碰撞物体的运动状态而变化。

若无线电波是固定不动的，那么反弹回来的电波频率是不会发生改变的，然而，若物体是朝着无线电发射的方向前进，此时所反弹回来的电波会被压缩，因此该电波的频率也会随之增加。

反之，若远离波源运动时，接收到的频率较波源的实际频率降低。

频率升高或者降低的数值叫多普勒频移。

推导都写在纸上：然后怎么去提取这个多普勒分量呢？令发射信号和回波信号混频（相乘），混频之后的信号实际上是两个线性调频信号，其中一个的载频就是多普勒偏移量，其带宽也很窄，像一个单频信号，然后通过低通滤波器把它滤出来。

推导如下：下面是用MATLAB去实现这个过程，其中的一些参数已经注明。

代码：%基本参数f0=3e9;%Hz 载频B=200e6;%Hz 带宽Tp=2.2e-4;%s LFM信号长度k=B/Tp;%Hz/s 调频斜率R0=13e4;%m 初始距离v=8000/36;%m/s 目标径向速度c=3e8;%m/s 光速Fs=4*f0+5*B;%采样频率Ts=1/Fs;%sN=Tp*Fs;%采样点数n=0:N-1;t=n.*Ts;t0=2*R0/c;%回波信号相对于发射信号的时延tr=t+t0;freq=linspace(0,Fs,N);freq1=linspace(-Fs/2-Fs/N,Fs/2,N);Si=exp(j*2*pi*(f0*t+0.5*k*t.^2));%发射信号Sr=exp(j*2*pi*(f0*(tr-2*(R0+v*tr)/c)+0.5*k*(tr-2*(R0+v*tr)/c).^2));%回波信号%发射信号与回波信号figure(1);%发射信号subplot(2,1,1);plot(t,real(Si)); xlabel('时间/s');title('发射信号时域图'); grid on;subplot(2,1,2);plot(freq,abs(fft(Si))); xlabel('频率/Hz'); title('发射信号频域图'); grid on;figure(2);%回波信号subplot(2,1,1);plot(tr,real(Sr)); xlabel('时间/s');title('回波信号时域图'); grid on;subplot(2,1,2);plot(freq,abs(fft(Sr))); xlabel('频率/Hz'); title('回波信号频域图'); grid on;%混频信号x=real(Si).*real(Sr);figure(3);plot(freq1,abs(fftshift(fft(x))));xlabel('频率/Hz');title('混频信号频域图');%低通滤波器Wp=2*1e9/Fs;Ws=2*1.5e9/Fs;%混频后信号的两部分频谱离得很远，截止频率可以很高Rp=1;Rs=40;[No,wc]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs);wc*Fs/2 %显示截止频率[B,A]=butter(No,wc);[H,W]=freqz(B,A);figure(4);plot(abs(H));%对混频信号进行滤波y=filter(B,A,x);figure(5);plot(freq1,abs(fftshift(fft(y))));xlabel('/Hz');Figure（1）和（2）两张是发射信号和回波信号，时域波形是线性调频波，就没放大，只对频谱进行了放大。