【通用】第6章相位编码脉冲信号.ppt
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6 相位编码脉冲信号
6.1 二相编码信号 6.2 二元伪随机序列 6.3 PN截断码 6.4 巴克（Barker）序列 6.5 增加巴克码长度的方法 6.6 二相编码信号的处理 6.7 相位编码信号多普勒敏感问题 6.8 多相编码信号简介
..........
1
6.1 二相编码信号
一、理想模糊图（图Байду номын сангаас型） 二、二相编码信号基本概念
二、频谱（13位巴克码为例）
1
( f )
10
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 …
距离门n输出
匹配滤波器：
参考信号n
延时T
延时T
延时T
延时T
…
cP-1
cP-2
cP-3
cP-4
c1
c0
多普勒滤波器组：FFT（MTD....）......
11
1
2
3
4
5
6
7
15
22．5 30 37．5 45 52．5 60 60
( , ) 2
1 P
p 1
e j2mT 1(
m1
P 1 m
mT , )
cicime j 2iT
i0
1 P
p 1
1 (
m0
P 1 m
mT , )
cicime j 2iT
i0
2
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
..........
5
五、二相编码信号的自相关函数（非周期）
( , 0)
1 P
P 1 m
ci ci m
i0
P 1
1 (
m( P1)
mT , 0)
1 P
P 1
1(
m( P1)
mT , 0) 2 (m, 0)
0 T 2T 3T 4T 5T
结论： ①{Ck}决定自相关函数
P 1 m
2 (m,0)
ci cim
2 (0,0)
4
cici
c0c0
i0
..........
12
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
6.3 PN截断码
..........
13
P 1 m
二、自相关函数特性 2 (m,0)
ci cim
i0
+ - + + - - - 原序列 - - - + + - + 镜像序列 ———————————————— -+--+++
s(t) a(t)e j (t)e j2f0t (t)e j 2f0t
cK
e j t
1 1
t 0 t
cK 1,1,1,1,1,1,1 cK
{ck}之积按乘法运算；
{dk}之积按模2加法运算。
..........
0 (t) 0 dK 1 (t)
dK 1,0,1,1,0,0,0
..........
14
结论：①自相关函数非双值电平，旁瓣与截取位置有关；
② MSR 20log p( p 1) ；③非周期；④用公式算。
三、PN截断码集
MSR 20log p( p 1)
..........
15
一、定义
6.4 巴克（Barker）序列
P1m
P
m0
2 (m, 0) K0 cKcKm 1或0 m 0
P
结论: ①频谱形状 ②频谱宽度 ③时宽带宽积 ④大时宽带宽积信号
P
P1
2
P1
cncnK
c
os
(2f
KT
)
1
2
K 1 nK
B1 P P T PT
..........
3
1/T
..........
4
四、二相编码信号的模糊函数
(t)
1 P
P1
cK 1(t
K 0
KT )
0
0t Δ 其它
11 1 -1
C2
C3
( , )
1 p
p 1
e j ( pi1) pT
i( p1)
sin[ ( p
i
) pT ]
sin(
pT ) 1(
ipT )
特点：①图钉型；②多峰；③....旁......瓣电平变化规律。
7
3、自相关函数（周期性） 方法一：
,
0
1
2n 2n 1
T
T
1 2n
1
其它
方法二：
结论：①双值电平，MSR=20logP；②多峰；
2
三、二相编码信号的频谱
11 1 -1
(t
)
1 P
P1
cK 1(t KT )
K 0
0
0t Δ 其它
1
(t
)
1
/
T 0
0t T 其它
(t) 1(t)
1 P
P1
cK
K 0
(t
KT
)
2(t)
1 P
P1
cK (t
K 0
KT )
1(t) 2(t)
( f ) T sin c( f T)e jfT
-+--+++ -+--+++ +-++--+-++---+--+++ +-++---
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]
1 p2
；
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。
..........
9
5、 M序列的应用
固态源
定向耦合器
隔离器
调相器
功放
发射天线
相关器1 …
相关器6
码产生器
激励器
视放
平衡混频器
低噪声高放
接收天线
多普勒放大器
多普勒滤波器
恒虚警检测器
6
···
1
输出
目标参数测量
..........
c1c1 c2c2
c3c3
c4c4
5
i0
3
2 (1,0) cici1 c0c1 c1c2 c2c3 c3c4 0
i0
2
2 (2,0) cici2 c0c2 c1c3 c2c4 1
i0
1
2 (3,0) cici3 c0c3 c1c4 0
i0
0
2 (4,0) cici4 c0c0 1
i0
②主峰高度，旁瓣电平
③非周期性
..........
6
6.2 二元伪随机序列
一、二元随机序列和二元伪随机序列
平衡性 、蝉联性、相关函数、周期、频谱
二、最大长度序列（M序列）
1、产生
clk
M序列的周期为： P 2n 1
反馈联接方式共有： 2n 1
反馈方式：见资料
n
2、模糊函数
a0
a1
a2
C1
③P→∞，( ,0) (t) ；④周期性自相关函数。
周期的选择：① pT / max 2 ；② ..........
pTfd max
1 2
8
4、M序列的功率谱
( f )
p 1 p2
sin fT fT
2
(f
n,n0
n ) pT
1 p2
(
f
)
特点：
①线性谱，相邻谱线的间隔为 1 ；
pT
②零频率分量的强度为
6.1 二相编码信号 6.2 二元伪随机序列 6.3 PN截断码 6.4 巴克（Barker）序列 6.5 增加巴克码长度的方法 6.6 二相编码信号的处理 6.7 相位编码信号多普勒敏感问题 6.8 多相编码信号简介
..........
1
6.1 二相编码信号
一、理想模糊图（图Байду номын сангаас型） 二、二相编码信号基本概念
二、频谱（13位巴克码为例）
1
( f )
10
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 …
距离门n输出
匹配滤波器：
参考信号n
延时T
延时T
延时T
延时T
…
cP-1
cP-2
cP-3
cP-4
c1
c0
多普勒滤波器组：FFT（MTD....）......
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1
2
3
4
5
6
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22．5 30 37．5 45 52．5 60 60
( , ) 2
1 P
p 1
e j2mT 1(
m1
P 1 m
mT , )
cicime j 2iT
i0
1 P
p 1
1 (
m0
P 1 m
mT , )
cicime j 2iT
i0
2
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
..........
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五、二相编码信号的自相关函数（非周期）
( , 0)
1 P
P 1 m
ci ci m
i0
P 1
1 (
m( P1)
mT , 0)
1 P
P 1
1(
m( P1)
mT , 0) 2 (m, 0)
0 T 2T 3T 4T 5T
结论： ①{Ck}决定自相关函数
P 1 m
2 (m,0)
ci cim
2 (0,0)
4
cici
c0c0
i0
..........
12
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
6.3 PN截断码
..........
13
P 1 m
二、自相关函数特性 2 (m,0)
ci cim
i0
+ - + + - - - 原序列 - - - + + - + 镜像序列 ———————————————— -+--+++
s(t) a(t)e j (t)e j2f0t (t)e j 2f0t
cK
e j t
1 1
t 0 t
cK 1,1,1,1,1,1,1 cK
{ck}之积按乘法运算；
{dk}之积按模2加法运算。
..........
0 (t) 0 dK 1 (t)
dK 1,0,1,1,0,0,0
..........
14
结论：①自相关函数非双值电平，旁瓣与截取位置有关；
② MSR 20log p( p 1) ；③非周期；④用公式算。
三、PN截断码集
MSR 20log p( p 1)
..........
15
一、定义
6.4 巴克（Barker）序列
P1m
P
m0
2 (m, 0) K0 cKcKm 1或0 m 0
P
结论: ①频谱形状 ②频谱宽度 ③时宽带宽积 ④大时宽带宽积信号
P
P1
2
P1
cncnK
c
os
(2f
KT
)
1
2
K 1 nK
B1 P P T PT
..........
3
1/T
..........
4
四、二相编码信号的模糊函数
(t)
1 P
P1
cK 1(t
K 0
KT )
0
0t Δ 其它
11 1 -1
C2
C3
( , )
1 p
p 1
e j ( pi1) pT
i( p1)
sin[ ( p
i
) pT ]
sin(
pT ) 1(
ipT )
特点：①图钉型；②多峰；③....旁......瓣电平变化规律。
7
3、自相关函数（周期性） 方法一：
,
0
1
2n 2n 1
T
T
1 2n
1
其它
方法二：
结论：①双值电平，MSR=20logP；②多峰；
2
三、二相编码信号的频谱
11 1 -1
(t
)
1 P
P1
cK 1(t KT )
K 0
0
0t Δ 其它
1
(t
)
1
/
T 0
0t T 其它
(t) 1(t)
1 P
P1
cK
K 0
(t
KT
)
2(t)
1 P
P1
cK (t
K 0
KT )
1(t) 2(t)
( f ) T sin c( f T)e jfT
-+--+++ -+--+++ +-++--+-++---+--+++ +-++---
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]
1 p2
；
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。
..........
9
5、 M序列的应用
固态源
定向耦合器
隔离器
调相器
功放
发射天线
相关器1 …
相关器6
码产生器
激励器
视放
平衡混频器
低噪声高放
接收天线
多普勒放大器
多普勒滤波器
恒虚警检测器
6
···
1
输出
目标参数测量
..........
c1c1 c2c2
c3c3
c4c4
5
i0
3
2 (1,0) cici1 c0c1 c1c2 c2c3 c3c4 0
i0
2
2 (2,0) cici2 c0c2 c1c3 c2c4 1
i0
1
2 (3,0) cici3 c0c3 c1c4 0
i0
0
2 (4,0) cici4 c0c0 1
i0
②主峰高度，旁瓣电平
③非周期性
..........
6
6.2 二元伪随机序列
一、二元随机序列和二元伪随机序列
平衡性 、蝉联性、相关函数、周期、频谱
二、最大长度序列（M序列）
1、产生
clk
M序列的周期为： P 2n 1
反馈联接方式共有： 2n 1
反馈方式：见资料
n
2、模糊函数
a0
a1
a2
C1
③P→∞，( ,0) (t) ；④周期性自相关函数。
周期的选择：① pT / max 2 ；② ..........
pTfd max
1 2
8
4、M序列的功率谱
( f )
p 1 p2
sin fT fT
2
(f
n,n0
n ) pT
1 p2
(
f
)
特点：
①线性谱，相邻谱线的间隔为 1 ；
pT
②零频率分量的强度为