HotZ-雷达系统(第四章)-脉冲压缩雷达

第四章脉冲压缩雷达概述脉压概念起源于二次大战初期，但技术难以实现未采用•40～50年代理论与实验研究•60年代后远程警戒（跟踪）雷达中采用•70年代后广泛用于三坐标、相控阵、战场侦察、机载火控等特点：在发射功率峰值受限条件下，利用发射机平均功率，解决了雷达作用距离与距离分辨力矛盾TP发射管、传输线功率容量受限A天线大，机动性能差nF高效性能，有限max,avTavPPPR最可行的方法问题：1f(普通脉冲雷达)f距离分辨率普通脉冲雷达提高maxR与R不可兼得脉冲压缩技术：将宽脉冲回波信号压缩成窄脉冲从而实现高距离分辨力途径原因在于不能独立调整两个参数来同时满足与要求发射机发射，保证接收机处理峰值功率有效辐射面积接收机噪声系数脉冲宽度脉冲压缩体制雷达特点1）发射机：发射一个载频按某一规律（调频、调相）变化的宽脉冲1f，,f可独立变化以保证avP使maxR满足要求2）接收机：设置一压缩网络与发射信号谱相匹配实现将宽脉冲压缩为窄脉冲以满足R要求3）由于信号f较大，且被调制抗干扰、抗截获能力强主要缺点：1）minR受脉冲宽度限制2）收发系统复杂，信号质量要求高否则旁瓣3）存在距离旁瓣失配加权旁瓣压低，主瓣展宽，信噪比损失总之，优越性缺点近代雷达广泛采用该体制分辨率脉冲压缩技术要求1.发射信号满足1f要求，即发射信号必须具有非线性相位谱（调频、调相）实现压缩的前提2.接收机具有压缩网络相频与发射信号“相位共轭匹配”宽窄变换实现压缩的必要条件理想压缩网络（与信号相位共轭匹配）即为匹配滤波系统设发射包络矩形，宽为，即()()()jiiUUe压缩网络02()()()jftjiHKUee脉压输出022()()()()jftoiiUUHKUe通常脉压输出除主瓣外，还有一串旁瓣，且较高失配滤波常数信号经网络的延迟时间影响目标检测脉压输出022()()()()jftoiiUUHKUe匹配滤波I、Q解调A/D其它信号处理IF放大器输出结果时钟IQ模拟脉压——中频I、Q解调A/D其它信号处理IF放大器输出结果时钟IQ匹配滤波数字脉压——基带常用脉压信号：线性调频非线性调频相位编码时间频率编码脉压处理：模拟数字（精度高，可编程等）线性调频脉冲压缩一、线性调频脉压基本原理1、线性调频信号具有抛物线的非线性相位谱，且1f满足压缩的可能性波形表达式：20()cos2itutArecttt，调频斜率2f2.接收机压缩网络特性与信号“相位共轭匹配”相位色散绝对值相同，符号相反调频斜率相同，符号相反信号中不同频率成分通过网络后几乎同时到达输出端，压缩为单一频率的窄脉冲03.脉压输出特性低频1f进入网络延迟1dt低频2f进入网络延迟2dt01212()ddddtttt0宽脉冲窄脉冲0记0D压缩比（压缩倍数）压缩后脉宽01f（f调频带宽，调制频偏）Df时宽带宽积1D设网络无源，信号能量无增减，由能量守恒定律：iiooEPPiooiPDPoPDP输出脉冲峰值功率oP为输入的D倍maxmax()()oiSNDSN噪声不能压缩输出峰值信噪比比输入提高了D倍综上所述，接收机输出信号脉宽，峰值功率D倍分辨力练习•已知雷达工作频率12GHz，线性调频信号的脉冲宽度20us，信号带宽40MHz，信号发射功率为P1，信号幅度为A1，求脉压后的脉冲宽度？脉压后信号的功率和幅度是多少？时带积不同的两个LFM信号，菲涅尔波纹自学线性调频信号幅频和相频特性，了解信号和匹配滤波器的特性例图问题：压缩后输出，旁瓣如何可以降低？相位编码信号的脉压