脉冲压缩雷达(2)解析

相位编码信号具有较强的抗侦察、抗干扰能力。相位编码信号 由于其编码灵活，易于实现码形捷变而成为脉冲压缩雷达常用的发 射波形。
2 二相编码
一般相位编码信号的复包络表达式为
u(t) a(t)e j (t)
(t) 为相位调制函数
对二相编码信号来说, Φ(t)两个可能取值(0或π)，则用二进制序列
ck e jk 1, 1
图7 N＝13的巴克序列
由于巴克序列长度有限，可以通过组合巴克序列来增 加长度，但组合巴克序列不再保持原巴克序列的旁瓣特性。 有两种组合法，例如(1)以4位巴克序列作为13位的巴克码 的码元，(2)以13位巴克序列作为4位巴克码的码元。
60
40
20
0
-20
-60
-40
-20
0
20
40
60
图8 以短的序列作为码元(1)
其非周期自相关函数很理想，满足：
(m,0)
N 1|m|
ck ckm
k 0
N 0或 1
m0 m0
| (m,0) | 1, m 0
称最佳有限二元序列。但这种序列数目不多，目前 只找到下列几种巴克序列，最长的是13位(表1)。
长度N
2 3 4 5 7 11
13
表1 巴克序列
序列 {cn}
自相关函数(m=0,1,2,…,N-1)
主旁瓣比 （dB）
1 1；-1 1
2, 1； 2, -1
6
1 1 -1
3, 0,-1
9.6
1 1 -1 1；1 1 1 -1
4, -1, 0, 1； 4, 1, 0,-1
12
1 1 1 -1 1
5, 0, 1, 0, 1
14
1 1 1 -1 -1 1 -1
7, 0, -1, 0, -1, 0, -1
第5章 脉冲压缩雷达（2） （相位编码脉冲压缩）
1 概述
线性和非线性调频信号是连续的信号，为了满足雷达性能上的 要求，还可以采用离散型的编码信号。如二相编码信号(巴克码、m 序列编码、Gold序列编码等)、Taylor四相编码信号和Frank八相编 码信号。
相位编码信号的特点是：模糊函数大多成近似图钉型，尖峰周 围有均匀的非零基台，所以，距离分辨力和速度分辨力高，但当观 测目标的背景是很强的分布杂波，或邻近存在很大的干扰目标时， 基台引起的自身杂波会很严重，需要旁瓣抑制；相位编码信号没有 距离――多普勒耦合问题；相位编码信号是多普勒敏感型信号，当 回波信号与匹配滤波器有多普勒失谐时，滤波器起不了脉冲压缩的 作用，常用于多普勒变化范围较窄的场合
如果二相编码信号的包络为矩形，即
a(t)
1
N 1
0
0t
其他
则二相编码信号的复包络可写成
u(t)
1 N
N 1
ck v(t k1 )
k 0
0
0t
其他
式中v(t)为子脉冲函数, 1 为子脉冲宽度, N为码长
振幅
N 1
+ +写出自相关函数为：
N 1m
(m,0)
60
40
20
0
-20
-60
-40
-20
0
20
40
60
图9 以长的序列作为码元(2)
2
1.5
1
-1
-0.5
0
0.5
1
图1 N＝2的巴克序列
4
2
0
-2
-4
-2
0
2
4
图3 N＝4的巴克序列
6
4
2
0
-5
0
5
图5 N＝7的巴克序列
4
2
0
-2
-2
-1
0
1
2
图2 N＝3的巴克序列
6
4
2
0
-4
-2
0
2
4
图4 N＝5的巴克序列
10
5
0
-10
-5
0
5
10
图6 N＝11的巴克序列
10
5
0 -10 -5 0 5 10
17
1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 11, 0, -1, 0, -1, 0, -1, 0, - 20.8
-1
1, 0, -1
1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 13, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 22.2
-1 1
1, 0, 1
下图是对表1中列出的巴克序列非周期自相关函数 的仿真。
N
N 1
sin c( f 1 )e jf1
c e j 2f1 k
k 0
二相编码信号的带宽B与子脉冲带宽相近，即
B 1 N
1 T
信号的时宽带宽乘积或脉冲压缩比为
D TB T N N T
3 巴克序列码和组合巴克序列码
巴克序列是一种二元伪随机序列{cn}
cn (1,1), n 0,1,2, N 1
ck ckm
k 0
其中 (N 1) m N 1。当m=0时，非归一化伪随机序列的 非周期自相关函数取得最大值。
由匹配滤波器理论知道，信号通过匹配滤波器的输出 就是信号的自相关函数。因此，在雷达信号中所用的二相 编码信号，应要求其非周期自相关函数具有高的主峰和低 的副瓣。
信号频谱表示为：
1