雷达信号分析(第6章)相位编码脉冲信号分析

CK

0
t
{c } = {- + - - + + + }
K



{ck}之积按乘法运算； {dk}之积按模2加法运算。
ì ï 0 f(t) = 0 ï dK = í ï 1 f(t) = p ï î {dK } = {1, 0,1,1, 0, 0, 0}
三、二相编码信号的频谱
ì ï 1 ï ï m(t ) = ï í P ï ï ï ï î
例如：R0=[3,0,-1],Ri=[2,-1] [3,0,-1] ×[2,-1] [6,-3 ︳0,0 ︳ -2,1] 修正后：[6,-3 ︳0,1 ︳ -2,1] 例如：R0=[4，-1，0，1]，Ri=[3，0，-1] [4，-1，0，1] ×[3，0，-1] =[12，0，-4︳-3，0，1︳0，0，0︳3，0，-1] 修正后：[12，1，-4，-3，0，1，0，-1，0，3，0，-1] ③按
6.5 增加巴克码长度的方法
一、概念
组合巴克码就是用某一个巴克码作为基本码元〔称为内码〕，组成另 一个新的巴克码〔称为外码〕。
B0 (13) = {Bi (4),Bi (4),Bi (4),Bi (4),Bi (4), -Bi (4),-Bi (4),Bi (4),Bi (4)-Bi (4),Bi (4), -Bi (4),Bi (4)}
c2 (m, 0) =
P -1-m
å
i =0
cici +m
三、结论
6.6 二相编码信号的处理 一、匹配滤波器特性
m*(f ) =
P -1 T sinc( fT )e j p fT å c K e j 2 p fKT = m1* ( f ) ⋅ m2 ( f ) P K =0

0
-30
-20
-10
T

0
10
20
30
T
1
1
0.9
0.9
0.8
0.8
0.7
0.7
( , 0.02 B)
( ,0.05B)
0.02 B
0.6
0.6
0.5
0.5
0.05B
0.4
0.4
0.3
0.3
0.2
0-20 -10 0 10 20 30

0
-30
多普勒滤波器 6 输出
恒虚警检测器 ··· 目标参数测量 1
6、 M序列的信号处理 采用多路相关器（可以复用）和多普勒滤波器组。 相关器： 距离门1输出
视频回 波信号 参考信号1 …

参考信号n
延时T 延时T 延时T 延时T
距离门n输出
…
cP-4 c1 c0
匹配滤波器：
cP-1
cP-2
cP-3
③P→∞，c(t, 0) » d(t )
0 2T
1/ 7
7T

；④周期性自相关函数。
周期的选择：① pT / t max > 2 ；② pTfd max <
1 2
4、M序列的功率谱
p + 1 sin p fT f( f ) = p fT p2
2
n 1 å d( f - pT ) + p 2 d( f ) n =-¥ ,n ¹ 0
2
K =0
åc
P -1
K
m1(t - KT ) 0
p -1
0 <t <D
其它
P -1-m i=0 2
1
1 -1
1
1 c(t , x ) = P 1 + P
p -1
j 2 pxmT e c1 (t + mT , x ) å m =1 P -1-m
å
cici +me j 2 pxiT
m =0
å c1(t - mT , x )
K = 0,1,,2, (L0 - 1), t = 0,1,2, (L0Li - 1), KLi £ t £ (K + 1)Li
②简便法 原则：a. 把外码和内码的自相关函数相乘； 即用外码的自相 关函数的每个值，逐项对内码自相关函数值进行加权； b. 把乘积按内码长度进行分段； c. 找出对称轴，用“对称迭加”对相关值进行修正。
T P ⋅T D
P K=0 = m1(t) * m2(t)
åc d(t -KT)
K
P-1
m2(t) =
1 P
= åcKd(t -KT)
K=0
P-1
1.5
1
( f )
T
0.5 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
fT
四、二相编码信号的模糊函数
ì ï 1 ï ï m(t ) = ï í P ï ï ï ï î
多普勒滤波器组：FFT（MTD）
6.3 PN截断码
一、定义
PN截断码就是 从M序列 中截取 一个周期形成的码。 截取位置任意，但 性能不一样。
二、模糊函数
二、自相关函数特性
c2 (m, 0) =
P -1-m
å
i =0
cici +m
+ - + + - - - 原序列 - - - + + - + 镜像序列 ———————————————— -+--+++ -+--+++ -+--+++ +-++--+-++---+--+++ +-++--代数和 ————————————————— -1，0，-1，0，-1，0，7，0，-1，0，-1，0，-1 截断序列{+ - + + - - -}：[7，0，-1，0，-1，0，-1]； {- - + - + + -}：[7，-2，-1，1，-3，0，1] {- + - + + - -}：[7，-2，-1，0，-1，0，1]
å
i=0
cici +me j 2 pxiT
特点：（子脉冲AF求和） ①主峰（码长相同都一样） ②旁瓣 ③敏感性 对称性
,
T

T
五、二相编码信号的自相关函数 （非周期）
c 2 (m , 0 ) =
4
P - 1- m
å
i= 0
c ic i + m
ü cc =cc +cc +cc +cc +cc =5 c2(0,0) = å i i 0 0 11 2 2 3 3 4 4 ,0) = å cc =cc +cc +cc +cc =0 c2(1 i i+ 1 0 1 12 2 3 3 4 cc =cc +cc +cc =1 c2(2,0) = å i i+2 0 2 1 3 2 4
¥
特点：
①线性谱，相邻谱线的间隔为
1 ②零频率分量的强度为 2 ； p
1 pT
；
③包络由码元宽度 T 决定； ④各谱线的强度与序列的长度和 编码码型有关。
5、 M序列的应用
发射天线 固态源 定向耦合器 隔离器 调相器 功放
相关器1 … 视放 相关器6
码产生器
激励器 接收天线
平衡混频器
低噪声高放
多普勒放大器
1
1 -1
1
K =0
åcK m1(t - KT )
0
P -1
0 < t < PT
ì ï ï1 / T m1(t ) = í ï 0 ï ï î 其它
0 < t <T
其它
m(t) = m1(t) *
1
T 结论: m( f ) = sinc( fT )e - j p fT P ①频谱形状 P -1 P -1 é 1 ù ⋅ êP + 2 å å cncn -K cos(2 p fKT ) 2 ú ②频谱宽度 ê ú K = n = K 1 ë û ③时宽带宽积 1 P P ④大时宽带宽积信号 B= = =
6 相位编码脉冲信号
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 二相编码信号 二元伪随机序列 PN截断码 巴克（Barker）序列 增加巴克码长度的方法 二相编码信号的处理 相位编码信号多普勒敏感问题 多相编码信号简介
6.1 二相编码信号
一、理想模糊图（图钉型） 二、二相编码信号基本概念
1 2
三、模糊函数
四、自相关函数 主旁瓣比（MSR）：22.3dB
五、性能
13位巴克码和同样时宽线性调频信号比较。
1、距离分辨力高
6 pK D2 = 6p或 K = 2 D
6
5
4 æ3ö 6 ÷ ÷ B = K ⋅ D = = 4ç ç ÷ 3 ç D è2D÷ ø
LFM相位 (t ) kt 2
1 5T 6 7T 8 9T 10T 11T 12T 13T
1
( , 0)
自相关函数 c(t, 0)
1 D 13T = = » 2T 6 6 B
2、速度分辨力相同
两种信号的时宽相同时，其速度分辨力相同，因为它们的有效时宽都 是由时宽 Te线 = Te巴 = D 决定。 （模糊图在多普勒轴交点相同）
-20
-10
T

0
10
20
30
T
结论：①主峰②时移③旁瓣④多普勒敏感