脈沖壓縮的時域方法

『壹』 什麼是chirp信號

線性調頻信號

線性調頻信號通過對載波頻率進行調制以增加信號的發射帶寬並在接收時實現脈沖壓縮。由於線性調頻信號具有較高的距離分辨力，當在速度上無法區分多目標時，可以通過增加目標距離測試解決多目標的分辨問題。

同時在抗干擾方面，線性調頻信號可以在距離上區分干擾和目標，因而可以有效地對抗拖曳式干擾，這使得線性調頻信號在雷達波形設計中得到了廣泛的應用。

由於線性調頻信號是通過一個發射脈沖實現距離高分辨的，因此該信號對目標多普勒頻移不敏感，即使回波信號有較大的多普勒頻移，脈沖壓縮系統仍能起到壓縮的作用。這將大大簡化信號處理系統。

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線性調頻信號應用

線性調頻信號經過壓縮處理接收後的信號幅度峰值是原來發射信號峰值的D的1/2次方（D為脈壓比，等於脈沖寬度與B的乘積）倍，即輸出脈沖峰值功率比輸入脈沖峰值功率增大了D倍。在要求發射機輸出功率一定的情況下，接收機輸出的目標回波信號經過匹配濾波壓縮處理，具有窄的脈沖寬度和更高的峰值功率。

前者提高距離解析度而後者符合探測距離遠的要求，這便充分體現了脈壓體制獨特的優越性。從反偵察的角度來說，脈壓雷達比普通雷達具有更強的生存能力。

由於線性調頻信號的幅度和信噪比更小，由偵察方程可知，同等靈敏度的偵察機其偵察距離為原來的D的負1/2次方，所以在雷達應用領域，脈壓雷達具有功率優勢，應用前景十分廣闊。

『貳』 lfm信號是什麼

脈沖壓縮技術因解決了雷達作用距離與解析度之間的矛盾而成為現代雷達的一種重要體制，數字LFM（線性調頻）信號脈沖壓縮就是利用數字信號處理的方法來實現雷達信號的脈沖壓縮，脈沖壓縮器的設計就是匹配濾波器的設計，脈沖壓縮過程是接收信號與發射波形的復共扼之間的相關函數，在時域實現時，等效於求接收信號與發射信號復共軛的卷積。若考慮到抑制旁瓣加窗函數，不但要增加存儲器，而且運算量將增加1倍，在頻域實現時，是接收信號的FFT值與發射波形的FFT值的復共軛相乘，然後再變換到時域而獲得的。若求N點數字信號的脈沖壓縮，頻域演算法運算量大大減少，而且抑制旁瓣加窗時不需增加存儲器及運算量，相比較而言，用頻域FFT實現脈沖壓縮的方法較優，因此選用頻域方法來實現脈沖壓縮，但是仍需要做大量的運算。
1 脈沖壓縮系統工業原理
1.1 用FFT法實現LFM信號的數字脈沖壓縮
時域脈沖壓縮的過程是通過對接收信號s（t）與匹配濾波器脈沖響應求卷積的方法實現的，根據匹配濾波理論，h（t）=s*（t0-t），即匹配濾波器是輸入信號的共軛鏡像，並有相應的時移t0。則壓縮網路的沖激響應為：
h（n）=s*（N-n） （1）
式中：n=0，1，…，N-1；N表明當發射波形是有限寬度時，沖激響應也是一個有限序列。 根據卷積定理，並採用N點DFT，則可得壓縮網路的輸出；
y（n）=ID{D[s（n）D[s*（N-n）]} （2）
如採用FFT演算法，則可得用FFT法實現數字式脈沖壓縮的數字模型為：
y（n）=IFFT{FFT[s（n）FFT[s*（N-n）]} （3）

『叄』 常用的脈沖壓縮的波形有哪些

常用的脈沖壓縮的波形有：

1、幅度恆定的線性調頻脈沖信號

根據模糊函數，對寬脈沖進行調制以提高它的帶寬。接收時調制過的寬脈沖信號通過匹配濾波器。通過分析模糊圖就可以得的它的距離分辨力。幅度恆定的線性調頻脈沖信號是得到廣泛應用的脈沖壓縮波形的一個例子。

2、線性調頻脈沖壓縮

對寬脈沖進行調制，可被認為沿著脈沖的不同部分在相位或頻率上設置不同的「標志」。例如，線性調頻信號在頻率上的變化是沿著脈沖分布的，使得脈沖的每一小段對應於一個不同的頻率。調制脈沖通過一條色散延遲線，該延遲線的延遲時間是頻率的函數，脈沖的每一段都經過不同的延時，這樣在色散延遲線中，脈沖的下降沿可能被加速而上升沿被減速，以便它們「走到一起」，從而完成脈沖壓縮。

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脈沖壓縮的意義 (雷達探測對信號形式的要求) ：

為了提高雷達系統的發現能力、測量精度和發現能力，要求雷達信號具有大的時寬、帶寬、能量的乘積。而單載頻脈沖信號的時寬和帶寬的乘積接近於1，大的時寬和帶寬不可兼得。因此，利用單載頻產生的脈沖信號不可能同時提高距離分辨力和速度分辨力。

(脈沖壓縮的原理及其較高的探測性能) 由雷達信號等效時寬與等效帶寬的公式： 可以看出通過對幅譜和相譜進行調制，可以增加等效時寬；同樣通過在時域進行調幅或調相，可增大等效帶寬。脈沖壓縮信號利用在時域對信號進行調相，增大信號的等效帶寬，從而增大輸出信號時寬與帶寬的乘積。

『肆』 匹配濾波器的原理

數學原理就是利用輸出信號的功率比上雜訊功率，輸出信號是濾波器響應與輸入信號的時域卷積，然後利用不等式得出一個最大信號瞬時功率與雜訊平均功率之比，再反解出濾波器響應。

在信號處理中，匹配濾波器可以用來解調基頻帶脈沖信號，基頻帶脈沖信號意指信號內容為同一波形信號乘上一個常數，在每個周期出現，每個周期中代表著或多或少的信息量。

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一、相關特性

一方面，從幅頻特性來看，匹配濾波器和輸入信號的幅頻特性完全一樣。這也就是說，在信號越強的頻率點，濾波器的放大倍數也越大；在信號越弱的頻率點，濾波器的放大倍數也越小。這就是信號處理中的「馬太效應」。

也就是說，匹配濾波器是讓信號盡可能通過，而不管雜訊的特性。因為匹配濾波器的一個前提是白雜訊，也即是雜訊的功率譜是平坦的，在各個頻率點都一樣。因此，這種情況下，讓信號盡可能通過，實際上也隱含著盡量減少雜訊的通過。

二、作用

匹配濾波器對信號做兩種處理：

1、濾波器的相頻特性與信號相頻特性共軛，使得輸出信號所有頻率分量都在輸出端同相疊加而形成峰值。

2、按照信號的幅頻特性對輸入波形進行加權，以便最有效地接收信號能量而抑制干擾的輸出功率。

即當信號與雜訊同時進入濾波器時，它使信號成分在某一瞬間出現尖峰值，而雜訊成分受到抑制。

匹配濾波器廣泛用於雷達、聲納和通信。其作用是：

1、提高信噪比。毫不誇張地說，任何電子系統都有匹配濾波或近似匹配濾波的環節，目的是提高信噪比。

2、對於大時間帶寬積信號，匹配濾波等效於脈沖壓縮。因此可以提高雷達或聲納的距離解析度和距離測量精度。在擴頻通信中，可以實現解擴。