雷达线性调频信号的脉冲压缩处理

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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

“雷达原理”作业报告西安电子科技大学2011年11月摘要简单介绍了脉冲压缩技术的原理和类型，并对线性调频脉冲压缩进行了详细的分析推导。

引言雷达是通过对回波信号进行接收再作一些检测处理来识别复杂回波中的有用信息的。

其中，波形设计有着相当重要的作用，它直接影响到雷达发射机形式的选择"信号处理方式"雷达的作用距离及抗干扰"抗截获等很多重要问题。

现代雷达中广泛采用了脉冲压缩技术。

脉冲压缩雷达常用的信号有线性调频信号和二相编码信号。

脉冲压缩雷达具有高的辐射能量和高的距离分辨力，这种雷达具有很强的抗噪声干扰和欺骗干扰的性能。

对线性调频信号有效的干扰方式是移频干扰(对二相编码信号较有效的干扰方式是距离拖引干扰。

1脉冲压缩简介雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。

雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。

所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。

一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。

两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，如图1．1所示，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。

对于给定的雷达系统，可达到的距离分辨力为B c r 2=δ式中，c 为光速，B=f ∆可为发射波形带宽。

图1．1脉冲压缩雷达原理示意图雷达的速度分辨力可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨能力就越好，即速度分辨力越好。

对于简单的脉冲雷达，B=f ∆=1／τ，此处，τ为发射脉冲宽度。

因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有τδ2c r =在普通脉冲雷达中，由于雷达信号的时宽带宽积为一常数(约为1)，因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。

雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围，也是雷达的重要性能参数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测范围。

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 。

脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用

脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用雷达简介雷达是Radar（RAdio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。

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。

它主要由发射机，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。

通过前段的学习，我们学习了雷达的简史，发射机，接收机，显示器等。

对其工作原理有了大致了解。

在第二章中我们学习了雷达的常用信号形式，有简单脉冲，脉冲压缩，连续被等等。

当雷达发射一个脉冲后一段时间，接收机会接收到回波，其探测距离为R=CTr/2。

Tr为发射脉冲周期，当两个回波脉冲相接处时将会出现分辩模糊，其距离分辨率为 Ct/2，t为脉冲宽度。

我们发现，t越大则雷达探测距离也越大，此时需要t越大越好。

然而t越大将造成雷达分辨能力的降低，产生矛盾。

为了解决这个问题，引入脉冲压缩技术。

脉冲压缩技术1.问题引出雷达不仅要对目标位置，速度信息提取，同时要对目标进行分析和识别，这要求雷达发射的信号具有大的带宽。

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以提高发射的功率，增加雷达的探测距离，接收时采用脉冲压缩技术获得窄脉冲，以提高分辨率。

很好的解决了雷达作用距离和分辨率之间的矛盾。

2.脉冲压缩技术原理随着雷达应用的不断扩大，对雷达的作用距离，分辨精度等的要求相应提高。

增大雷达作用距离可以提高其脉宽或峰值功率，但由于发射管的限制，增大功率往往不容易，于是可以用增大脉冲宽度的方法。

对于恒定载频单脉冲信号，脉宽的增大意味着带宽的减小，B=1/T。

脉冲压缩

公式 2

2
变化到 2f 0

2
。
匹配滤波器是指输出信噪比最大准则下的最佳线性滤波器。根据匹配理论，匹配滤波器的传输特性：
H ( ) KS * ( )e jt0
其中， K 为幅度归一化常数， S ( ) 为信号 S ( ) 的复共轭。传输特性 H ( )
*
公式 3
还可用它的冲激响应 h(t ) 来表示（时域表示）：
图 3 回波信号
1）MATLAB 中时域脉压与频域脉压结果及其差别
图 4 回波信号的时域压缩
图 5 回波信号的频域压缩
图 6 时频域脉压差别
5
从上面三幅图可以看出，时频域脉压结果差别很小，绝对误差停留在 10-13 数量级上。其实，二者结果应该是相等的。由于 MATLAB 与 DSP 软件处理平台及编程函数的计算精度和中间结果处理的差异，才出现以上很小的误差。由数字信号处理理论，M 点时域离散信号与 N 点时域离散信号做线性卷积后的信号长度为 N+M-1 。设 a(n) ， b(n) 为数字信号，长度分别为 M 和 N ， A(k)=DFT(a(n)); B(k)=DFT(b(n));如果 A(k), B(k)的长度 L≥N+M-1，则 a(n)*b(n)=IDFT(A(k)×B(k))。回波数据 echo 长为 7680 点，脉压系数 coeff 长为 84 点，N+M-1=7680+84-1=7763，取 L=8192，对回波数据、脉压系数做 FFT 完全可以还原时域数据，实现脉冲压缩。 2）时频域脉压处理时间的比较经统计，在 DSP 上频域脉压处理（从 FFT 到 IFFT）的时钟数为 2560923。设两个卷积的序列长度分别为 M 和 N，且 N>M，则卷积乘加运算次数总和为 NM，而 N 点 FFT 的运算量为 N/2log2N 次复数乘加运算。当序列长度 N、M 很大时，频域的总运算量将大大低于时域的运算量。在本实验中，回波数据的长度 N=7680，脉压系数长度 M=84，时域脉压的运算量为 N×M=7680×84×4=2580480 次实数乘加运算。由于 L>N+M-1，将 x(n)， h(n)分别补 L-N 和 L-M 个零变成两个长度均为 L 的序列 xL(n)、hL(n)，分别做 L 点 FFT，点积后再做逆 FFT，可以实现频域脉压。频域脉压做了三次 L 点 FFT 和 L 点的点积运算，其运算量为 4×8192×log28192=393216 次实数乘加运算和 4×8192 次实数乘运算。可以看出，用频域脉压节省了 84.6% 的运算量，当序列长度很大时，用 FFT 进行运算的优势更明显。 3）MATLAB 与 DSP 处理结果的比较

线性调频信号的脉冲压缩处理性能研究

线性调频信号的脉冲压缩处理性能研究朱若菡，任腊梅，李增元(陕西黄河集团有限公司设计所，陕西西安 710043)摘要：线性调频信号以其优良的性能成为现代雷达中普遍使用的脉冲压缩波形，本文通过理论分析和仿真实验，对线性调频信号的脉冲压缩性能进行了研究，给出了影响处理性能的关键因素。

关键词：线性调频信号；脉冲压缩；主副比；主瓣宽度1引言对于现代战争的雷达，如何从复杂的杂波和噪声背景中提取信号目标的信息成为现代雷达研究的一个重要部分，雷达信号处理的关键在于设法提高回波信号的功率信噪比。

在普通脉冲雷达中，雷达的时宽带宽积为一常量，不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。

脉冲压缩（PC )雷达体制，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，而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离和分辨力之间的矛盾。

现代雷达通常可以采用发射大时宽带宽的信号进行脉冲压缩的方法来提髙信噪比，脉冲压缩是对信号进行信噪比放大的重要手段。

线性调频脉冲信号具有近似矩形的频谱特性、平方律的相频特性和可以选择的”时宽带宽乘积"，通过压缩可提供良好的距离分辨力和径向速度分辨力，因而成为目前雷达信号采用的主要波形。

本文通过对线性调频信号脉冲压缩处理过程的理论分析和仿真实验，研究其对系统的影响。

2线性调频信号的脉压原理2.1线性调频信号一个线性调频信号可表示为如下公式（1)所示：i .(f ) = A .咐(十).exp 丨j (2丌/〇Z + 亨■)公式⑴中：A 为信号幅度;"为调频斜率加[f ]为矩形函数:>12. 2 主副瓣比(1)(2)线性调频信号经过压缩滤波器后输出脉冲具有Sine 包络，有较大的时间旁瓣，其中第一旁瓣高度为一 13. 6dB ，其他旁瓣按固定零点间隔高度有所衰减。

这样在多目标情况下，旁瓣会覆盖主瓣附近较小目标的回波信号，造成目标丢失或者不可检测。

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。

雷达线性调频信号的脉冲压缩处理

题目：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理线性调频脉冲信号，时宽10us ，带宽40MHz ，对该信号进行匹配滤波后，即脉压处理，脉压后的脉冲宽度为多少？用图说明脉压后的脉冲宽度，内差点看4dB 带宽，以该带宽说明距离分辨率与带宽的对应关系。

分析过程：1、线性调频信号（LFM ）LFM 信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为：式中c f 为载波频率，()t rect T为矩形信号，上式中的up-chirp 信号可写为：当TB>1时，LFM 信号特征表达式如下：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)。

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式

雷达数字下变频后脉冲压缩原理公式
（实用版）
目录
一、雷达数字下变频的原理
二、脉冲压缩的原理及其公式
三、雷达数字下变频后脉冲压缩的优越性
四、应用实例与展望
正文
一、雷达数字下变频的原理
雷达数字下变频技术是一种将高频信号转换为低频信号的技术，其主要原理是利用数字信号处理的方法，将高频信号采样、量化、编码后，通过数字混频器与本振信号混合，从而实现高频信号的下变频。

在雷达系统中，这种技术可以用于实现对目标的距离、速度、方位等信息的测量。

二、脉冲压缩的原理及其公式
脉冲压缩是一种提高雷达距离分辨率的技术，其原理是利用大带宽信号通过积累换取高分辨。

根据距离分辨率的公式：rc/2B，其中 c 为光速，B 为信号带宽，可知，信号带宽越大，距离分辨率越高。

脉冲压缩技术就是通过压缩脉冲的带宽，从而提高距离分辨率。

三、雷达数字下变频后脉冲压缩的优越性
雷达数字下变频后脉冲压缩技术具有以下优越性：
1.提高距离分辨率：通过数字下变频技术，可以实现对高频信号的采样、量化和编码，从而提高信号带宽，进一步提高距离分辨率。

2.抑制旁瓣：脉冲压缩技术可以有效地抑制旁瓣，提高信噪比，从而使接收端能获得高主旁瓣信噪比。

3.抗干扰能力强：数字下变频技术可以实现对信号的数字化处理，具有较强的抗干扰能力。

四、应用实例与展望
雷达数字下变频后脉冲压缩技术在现代雷达系统中得到了广泛的应用，如线性调频（LFM）脉冲压缩雷达等。

雷达信号处理基本流程

基本雷达信号处理流程一、脉冲压缩窄带（或某些中等带宽)的匹配滤波：相关处理，用FFT数字化执行,即快速卷积处理，可以在基带实现（脉冲压缩）快速卷积，频域的匹配滤波脉宽越小，带宽越宽，距离分辨率越高；脉宽越大，带宽越窄,雷达能量越小，探测距离越近；D=BT（时宽带宽积）；脉压流程：频域:回波谱和参考函数共轭相乘时域：相关即输入信号的FFT乘上参考信号FFT的共轭再逆FFT；Sc=ifft（fft(Sb)。

＊conj（fft(S)）);Task1f0=10e9；%载频tp=10e—6；%脉冲宽度B=10e6;％信号带宽fs=100e6;%采样率R0=3000;％目标初始距离N=4096;c=3e8；tau=2＊R0/c;beita=B/tp;t=（0:N—1)/fs; Sb=rectpuls(t—tp/2-tau，tp）.＊exp(j*pi*beita＊（t-tp/2—tau)。

^2)。

＊exp(—2j*pi＊f0*tau);％回波信号S=rectpuls（t—tp/2，tp).＊exp(i*pi＊beita＊(t—tp/2）。

^2）；％发射信号（参考信号)So=ifft(fft（Sb)。

*conj(fft（S)））;％脉压figure(7）;plot(t＊c/2，db(abs(So）/max（So）））％归一化dBgrid on二、去斜处理（宽带的匹配滤波)去斜处理“有源相关”，通常用来处理极大带宽的LFM波形（如果直接采样的话因为频带很宽所以在高频的时候需要的采样率就很大，采样点数就很多,所以要经过去斜处理）Stretch方法是针对线性调频信号而提出的,其方法是将输入信号与参考信号(经适当延迟的本振信号，延迟量通常由窄带信号测距结果估计出）混频，则每一个散射点就对应一个混频后的单频分量，对混频输出的信号进行DFT处理，即可获得目标的距离像，对参考信号的要求是应具有与输入信号相同的调频斜率。

去斜处理流程：混频过程为回波信号在时域与参考信号的共轭相乘混频后得到一个瞬时频率和目标距离成正比的单频信号，对其进行频谱分析即可得到目标的距离像;去斜处理一般情况下可降低信号带宽；%％%％％%%%％％％%％％％%%％%%%％％％去斜处理仿真程序％%％%%％％％％%%%%%％%%％％%％%%%%clc;clear all；close all；B=10e6；%带宽10MHztp=10e—6;％脉宽10usk=B/tp；％LFM系数fs=50e6；R0=3e3;R1=2000；R2=3500；R=5000；c=3e8;f0=60e6;N=round(2＊R/c＊fs)；fft_N=2^nextpow2（N);t=linspace(0，2*R/c，N);％%％％%%%％％％％%％％%％%％%%％%%%％% 参考信号 %％％％％％%%％%％％%％％％%％％％％％％%％%％%％%Sref=exp（2i＊pi*f0*t)。

线性调频信号脉压加权处理对雷达测距影响分析

和幅频特性如图2所示。
3 脉冲信号处理
3.1 脉冲压缩
理想的脉冲压缩滤波器就是匹配滤波器,信号 s(t)的匹配滤波
器的时域脉冲响应为: h(t) s*(t0 t)
(5)
(5)
t0 是使滤波器物理可实现所附加的时延。理论分析时,可令 t0
＝0,重写(5)式,h(t) s*(t)
(6)
(6)
将(1)式代入(6)式得: h(t) rect( t )e j Kt2 e j2 fct T
B
距离分辨率变为原来的1.62倍,距离分辨率变差。
5 结语
在雷达系统中,对线性调频信号进行脉冲压缩,能够较好地解决作用距离和分辨力之间的矛盾,但是脉冲压缩后,副瓣峰值过高,易形成虚假目标等,需要对脉冲压缩信号再进行加权处理,加权处理能抑制副瓣,但信噪比降低、主瓣宽度展宽,导致雷达作用距离降低,雷达距离分辨力变差。通过仿真计算,采用余弦平方加权函数处理后, 雷达作用距离降低为原来的0.958倍,距离分辨率为原来的1.62倍。
R
~
(
S
1
)4
(14)
(14)
N
式中, S 为输出信号的信噪比,信噪比降低了1.7dB(见公式 N
13),则雷达作用距离降低为原来的0.958。
雷达的距离分辨率为[2]
Rmin
C 2
(15)
式中, Rmin 是雷达距离分辨率,光速C是常数, 是脉冲宽度,
在加权处理前
为
1 B
,加权处理后
为1.62 ,可见加权处理后,雷达
将(1)式中的向上线性调频信号重写为:
s(t ) S (t )e j2 fct
(3)
(3)
式中, S (t ) rect ( t )e j Kt2

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1. 引言1.1 引言线性调频脉冲压缩技术是一种在雷达系统中广泛应用的信号处理技术，通过对发射信号进行线性调频，再对接收信号进行压缩处理，可以有效提高雷达系统的分辨率和目标检测能力。

本文将对线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用进行深入分析。

背景意义线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用具有重要的意义。

它可以提高雷达系统的目标分辨能力，使得雷达能够更准确地识别和跟踪目标。

通过脉冲压缩处理，可以在保持较短脉冲宽度的提高信噪比，增强雷达系统的灵敏度和抗干扰能力。

深入研究线性调频脉冲压缩技术的应用，对于提升雷达系统的性能和效率具有重要意义。

1.2 背景线性调频脉冲压缩技术是一种通过改变脉冲信号的频率来实现信号压缩的技术，其基本原理是通过发射一种特定频率范围内的线性调频脉冲信号，然后接收回波信号并进行相干处理，从而实现对目标的高分辨率探测。

与传统的脉冲雷达相比，线性调频脉冲压缩技术具有更高的分辨率和抗干扰能力，可以有效提高雷达系统的性能。

在现代雷达系统中，线性调频脉冲压缩技术被广泛应用于各种类型的雷达，包括陆基雷达、舰载雷达和空载雷达等。

通过结合其他先进的雷达技术，线性调频脉冲压缩技术可以进一步提高雷达系统的性能和功能，实现更加精确和可靠的目标探测和跟踪。

随着雷达技术的不断发展和完善，线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用前景将更加广阔。

1.3 意义线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用具有重要的意义。

这项技术能够在保持较低的硬件成本的情况下实现高分辨率的目标检测和辨识，极大地提高雷达系统的性能。

线性调频脉冲压缩技术能够有效地增强雷达系统的抗干扰能力，提高系统的可靠性和稳定性。

这项技术还可以实现远距离目标的探测和跟踪，有助于提升雷达系统在远程监控和情报收集等方面的应用能力。

线性调频脉冲压缩技术的应用可以极大地提升雷达系统的性能表现，拓展其在军事、民用、科研等领域的广泛应用前景。

脉冲压缩流程

脉冲压缩流程介绍脉冲压缩是一种用于雷达信号处理的技术，通过压缩雷达接收到的宽带脉冲信号，提供更高的距离和速度分辨率。

本文将详细探讨脉冲压缩的流程和相关算法。

脉冲压缩概述脉冲压缩的目标是提高雷达的分辨能力。

传统雷达系统中，脉冲信号会由天线接收并转换成电信号，然后经过一系列的信号处理流程得到目标的距离和速度信息。

然而，由于脉冲信号带宽有限，传统的雷达系统在分辨远距离目标和高速目标时存在一定的困难。

脉冲压缩技术通过增加信号的带宽，有效地提高了雷达的距离和速度分辨率。

脉冲压缩流程脉冲压缩的流程可以概括为以下几个步骤：1. 接收脉冲信号雷达系统首先通过天线接收到脉冲信号，并将其转换成电信号。

接收到的信号包含了目标的回波信号以及杂波等干扰信号。

2. 预处理在进行脉冲压缩之前，需要对接收到的信号进行预处理。

预处理的主要目的是去除背景噪声和杂波，以提高后续处理的效果。

常用的预处理方法包括滤波、空域抑制和时域抑制等。

3. 时域压缩时域压缩是脉冲压缩的核心步骤。

在这一步骤中，接收到的信号将通过一种称为压缩滤波器的系统。

压缩滤波器的设计基于匹配滤波理论，可以将信号的带宽拉宽，从而提高雷达的距离分辨率。

压缩滤波器的输入是接收到的脉冲信号，输出则是经过压缩的信号。

4. 距离和速度计算压缩后的信号经过滤波之后，可以通过距离和速度计算算法得到目标的距离和速度信息。

距离计算一般基于雷达设备与目标之间的时延，而速度计算则利用了接收到的信号的多普勒频移。

常用的脉冲压缩算法在脉冲压缩流程中常用的算法有：1. 匹配滤波算法匹配滤波算法是最常用的脉冲压缩算法之一。

它的核心思想是通过与接收到的信号进行相关运算，使得与目标信号相关性最大化。

匹配滤波算法的优点是能够实现最佳的脉冲压缩效果，但其计算复杂度较高。

2. 快速脉冲压缩算法快速脉冲压缩算法是一种基于快速傅里叶变换（FFT）的近似算法。

它通过降低计算复杂度，实现了较快的脉冲压缩速度。

快速脉冲压缩算法常用于实时性要求较高的雷达系统。

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。

(完整版)雷达信号处理基本流程

基本雷达信号处理流程一、脉冲压缩窄带（或某些中等带宽）的匹配滤波：相关处理，用FFT数字化执行，即快速卷积处理，可以在基带实现（脉冲压缩）快速卷积，频域的匹配滤波脉宽越小，带宽越宽，距离分辨率越高；脉宽越大，带宽越窄，雷达能量越小，探测距离越近；D=BT（时宽带宽积）；脉压流程：频域：回波谱和参考函数共轭相乘时域：相关即输入信号的FFT乘上参考信号FFT的共轭再逆FFT；Sc=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));Task1f0=10e9;%载频tp=10e-6;%脉冲宽度B=10e6;%信号带宽fs=100e6;%采样率R0=3000;%目标初始距离N=4096;c=3e8;tau=2*R0/c;beita=B/tp;t=(0:N-1)/fs;Sb=rectpuls(t-tp/2-tau,tp).*exp(j*pi*beita*(t-tp/2-tau).^2).*exp(-2j* pi*f0*tau);%回波信号S=rectpuls(t-tp/2,tp).*exp(i*pi*beita*(t-tp/2).^2);%发射信号（参考信号）x 10x 10x 10So=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));%脉压 figure(7);plot(t*c/2,db(abs(So)/max(So)))%归一化dB grid on-400-350-300-250-200-150-100-500二、去斜处理（宽带的匹配滤波）去斜处理“有源相关”，通常用来处理极大带宽的LFM波形（如果直接采样的话因为频带很宽所以在高频的时候需要的采样率就很大，采样点数就很多，所以要经过去斜处理）Stretch方法是针对线性调频信号而提出的，其方法是将输入信号与参考信号（经适当延迟的本振信号，延迟量通常由窄带信号测距结果估计出）混频，则每一个散射点就对应一个混频后的单频分量，对混频输出的信号进行DFT处理，即可获得目标的距离像，对参考信号的要求是应具有与输入信号相同的调频斜率。

线性调频信号脉冲压缩仿真与分析

率，丁为脉冲宽度。当要求雷达探测目标的作用距离
为率化；为宽ｒ（）矩函，频变率Ｂ带；ｃ为形数其ｅ寺ｔ
容量等因素的限制，只能有一定范围。在发射机平均功率允许的条件下，可以用增大脉冲宽度的办法来提
高信号能量。但应该注意，在简单矩形脉冲条件下，脉冲宽度直接决定距离分辨力。为保证上述指标，脉冲宽度的增加会受到明显的限制。提高雷达的探测能力和保证必需的距离分辨力这对矛盾，在简单脉冲信
移不敏感，且技术成熟，所以越来越多的雷达系统中
采用线性调频信号作脉压信号。
ｒ（ｅ２譬）㈩ｅ÷ｘ盯）ｃ）（（ｔｐ
式中，Ａ为幅度；ｒ为脉冲宽度；ｏ载频；Ｋ＝Ｂｒｆ为／
１线 Байду номын сангаас 调频信号
早期脉冲雷达所用信号，多是简单矩形脉冲信号。这时脉冲信号能量Ｅ＝Ｐ丁，其中，Ｐ为脉冲功
号中很难解决，这就有必要去寻找和采用较为复杂的信号形式Ｊ。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。设雷达发射信号为
现代雷达信号处理中常用的脉冲压缩信号主要有线性调频信号（Ｆ、巴克码信号、多相码信号、非ＬＭ）线性调频信号等几类。由于线性调频信号的产生和处理均较容易，其压缩脉冲的形状和信噪比对多普勒频

雷达脉冲压缩技术应用分析

雷达脉冲压缩技术应用分析摘要：脉冲压缩技术能在雷达发射功率受限的情况下，有效提高雷达探测距离能力，同时还能保证较高的分辨力，是雷达反隐身、多目标精确检测和抗外部干扰的重要手段。

本文介绍了脉冲压缩技术原理、波形分类和实现方法，并对主要波形信号的性能特点进行了分析。

关键词：脉冲压缩线性调频相位编码1 引言现代社会对空天的利用愈发重视，新型技术层出不穷，相应人们对雷达在作用距离、分辨能力和测量精度等方面也产生了更高的需求。

根据雷达系统理论可知，随着发射机功率的提升，雷达探测距离相应提高，但分辨能力却会降低，长距离与高精度貌似不可兼得，但脉冲压缩技术在雷达系统中的应用有效解决了这一矛盾。

在现代战争日益复杂的电磁环境下，脉冲压缩雷达通过发射大时宽信号以提升发射功率，有效增加了雷达信干比和测量距离，通过压缩得到的窄脉冲又提高了探测精度，还能有效对抗箔条干扰和抑制杂波，已广泛应用于跟踪监视和空中交通管制等领域，AN/TPS-59、AN/FPS-117和ASR-12等先进雷达系统都采用了脉冲压缩技术。

2 脉冲压缩原理雷达发展初期，根据距离分辨率公式=cτ/2n (c为光速，τ为脉冲时间宽度），通常认为距离分辨率由雷达发射的脉冲时间宽度决定，由于发射机峰值功率的限制，想要提高测量距离只能延长发射脉冲时间，而这势必降低距离分辨率，这使得同时提高距离与距离分辨率变的不可行。

随着科学技术的发展，根据信号与系统原理，距离分辨率公式演变为 =c/2B(B为雷达信号带宽），距离分辨率变为由雷达信号带宽决定，而带宽只决定于信号幅度和频率的变化，那么，对信号进行调幅或调频就可以增大信号的等效带宽，这就使得同时提高距离与距离分辨率变的可行。

雷达脉冲压缩技术的原理就是调制一个带宽为B，持续时间为T的宽脉冲，以提高发射平均功率，获得较远的探测距离，接收时利用匹配滤波器处理目标回波，把接收的宽脉冲压缩为一个持续时间τ=1/B的窄脉冲，从而得到较高的分辨率精度。

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。