姓名：何禎? 學(xué)號：20021210839? 學(xué)院：電子工程學(xué)院
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【嵌牛導(dǎo)讀】在SAR中艺演，對線性調(diào)頻信號的處理是必不可少的拌倍，特別是線性調(diào)頻信號的脈沖壓縮。
【嵌牛鼻子】線性調(diào)頻信號的脈沖壓縮
【牽牛正文】
1.脈沖壓縮的意義
掌握雷達(dá)測距的工作原理，掌握匹配濾波器的工作原理及其白噪聲背景下的匹配濾波的設(shè)計斗蒋，線性調(diào)頻信號是大時寬頻寬積信號撕阎； 其突出特點(diǎn)是匹配濾波器對回波的多普勒頻移不敏感以及更好的低截獲概率特性愕乎。LFM 信號在脈沖壓縮體制雷達(dá)中廣泛應(yīng)用；利用線性調(diào)頻信號具有大帶寬轮纫、長脈沖的特點(diǎn)，寬脈沖發(fā)射已提高發(fā)射的平均功率保證足夠的作用距離焚鲜；而接受時采用相應(yīng)的脈沖壓縮算法獲得窄脈沖已提高距離分辨率掌唾，較好的解決了雷達(dá)作用距離和距離分辨率之間的矛盾。
2. 什么是線性調(diào)頻信號
線性調(diào)頻信號指持續(xù)期間頻率連續(xù)線性變化的信號忿磅，是一種常用的雷達(dá)信號糯彬。可以采用如下數(shù)學(xué)表達(dá)式表示：
S(t)=a(t)cos(2πf0 t+πμt^2) (0≤t≤τ)
其中：f0為中心頻率葱她；k=B/ T為調(diào)頻頻率撩扒，B為頻率變化范圍，T 為脈沖重復(fù)周期吨些；τ為脈沖寬度搓谆；a(t)為線性調(diào)頻脈沖的包絡(luò)。
線性調(diào)頻信號通過對載波頻率進(jìn)行調(diào)制以增加信號的發(fā)射帶寬并在接收時實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮豪墅。由于線性調(diào)頻信號具有較高的距離分辨力泉手，當(dāng)在速度上無法區(qū)分多目標(biāo)時，可以通過增加目標(biāo)距離測試解決多目標(biāo)的分辨問題偶器。
3.線性調(diào)頻信號的脈沖壓縮
脈沖壓縮技術(shù)是匹配濾波理論和相關(guān)接收理論的一個很好的實(shí)際應(yīng)用斩萌。它的提出很好的解決了這樣的一個問題：在發(fā)射端發(fā)射大時寬、帶寬信號屏轰，以提高信號的速度測量精度和速度分辨力术裸，而在接收端，將寬脈沖信號壓縮為窄脈沖亭枷，以提高雷達(dá)對目標(biāo)的距離分辨精度和距離分辨力袭艺。匹配濾波器（match filter）是最佳線性濾波器的一種，該濾波器的準(zhǔn)則是輸出信噪比最大叨粘，常用于通信猾编、雷達(dá)等系統(tǒng)的接收機(jī)中，下面對其沖激響應(yīng)/系統(tǒng)函數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)升敲。
設(shè)該濾波器傳遞函數(shù)為H(f)答倡，沖激響應(yīng)為h(t)，輸入信號為r(t)=s(t)+n(t)驴党，其中s(t)為輸入信號瘪撇，n(t)為高斯白噪聲。設(shè)輸入信號的頻譜密度函數(shù)為S(f)，而高斯白噪聲的單邊功率譜為n0/2倔既，其中n0為高斯白噪聲單邊功率譜密度恕曲。匹配濾波器如圖所示
4. MATLAN代碼實(shí)現(xiàn)
仿真參數(shù)如下:
? ? 參數(shù)? ? 數(shù)值
信號時寬 0.5us
信號帶寬 50MHz
采樣頻率 200MHz
仿真結(jié)果如下：
需要說明的是，線性調(diào)頻信號的脈壓處理有兩種方式渤涌，一種是在時域通過信號與匹配濾波器的沖激響應(yīng)進(jìn)行卷積實(shí)現(xiàn)佩谣，另一種方式是將時域信號與匹配濾波器的沖激響應(yīng)分別進(jìn)行FFT，轉(zhuǎn)換到頻域后相乘实蓬，再進(jìn)行IFFT轉(zhuǎn)換到時域來實(shí)現(xiàn)茸俭。兩種方式進(jìn)行脈壓處理時的信號長度需要注意。
代碼如下：
%% LFM信號參數(shù)設(shè)置
Tr = 0.5e-6;%時寬
Br = 50e6;%帶寬
Fs = 4*Br;%采樣率
%%LFM信號參數(shù)導(dǎo)出
Kr = Br/Tr;%調(diào)頻率
N = round( Tr / (1/Fs) );%采樣點(diǎn)數(shù)
t = linspace( -Tr/2 , Tr/2 , N);%在[-Tp/2,Tp/2]選取采樣點(diǎn)
%% LFM信號生成
st = ( abs(t) < Tr/2 ) .* exp( 1j * pi * Kr * t.^2 );
f_chirp= Kr * t; %信號頻率
phase_chirp = pi * Kr * t.^2;%信號相位
%% 頻譜
freq = linspace(-Fs/2,Fs/2,N);%頻域采樣
Sf = fftshift( fft(st) );
%% 時域匹配濾波
ht = conj( fliplr(st) ); %時域匹配濾波為發(fā)射信號時間反褶再取共軛
s1 = conv(st,ht); %線性調(diào)頻信號經(jīng)過匹配濾波器后的輸出(時域卷積)
N1 = N+N-1 ;%線性卷積后信號長度變?yōu)?N1+N2-1
t1 = linspace( -Tr/2 , Tr/2 , N1);
%% 頻域匹配濾波
N2 = 2*N; %循環(huán)卷積長度
t2 = linspace( -Tr/2 , Tr/2 , N2);
Hf2 = fft(ht,N2); %頻域匹配濾波器
Sf2 = fft(st,N2);%頻域信號
S2 = Sf2 .* Hf2;%頻域乘積
s2 = ifft(S2);
%% 繪圖
% 時域
figure,plot( t*1e6, real(st) ),xlabel('t /us'),ylabel('幅度'),title('LFM信號實(shí)部');
figure,plot( t*1e6, imag(st) ),xlabel('t /us'),
