本文關鍵詞：低旁瓣脈沖壓縮技術研究

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【摘要】：在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)中,由于脈沖壓縮能夠很好的解決雷達的探測距離和距離分辨力之間的矛盾,是以被廣泛應用。而在進行脈壓處理的過程中,信號波形的選擇又對脈壓結果產(chǎn)生至關重要的影響,因此,設計性能良好的波形信號非常必要。目前線性調頻信號(LFM)、非線性調頻信號(NLFM)以及相位編碼信號是應用比較廣泛的三種脈壓信號。本文將主要對這三種信號進行介紹,并重點對NLFM信號的波形設計進行仿真研究。相較于LFM信號,NLFM信號由于不用加權就可以獲得很低的主副瓣比,因此不存在信噪比損失和主瓣展寬等問題。但是在實際雷達應用中,比如某些新型天氣雷達,由于地面能反射高達-55d B的雜波,為了測量雨水強度,必須使輸出的歸一化旁瓣電平達到-60d B以下,而直接對非線性調頻信號進行匹配濾波,在合理選取窗函數(shù)和其他雷達參數(shù)的情況下,最終的主副瓣比也只能達到-40d B左右,因此研究如何進一步降低信號的旁瓣電平很有實際意義。本文重點對NLFM信號的低旁瓣脈沖壓縮進行了深入研究,并給出了幾種優(yōu)化波形設計的方法;首先介紹了利用傳統(tǒng)的相位逗留原理基于窗函數(shù)反求來設計波形,仿真結果表明,通過該方法設計的波形,對它進行脈沖壓縮之后,其主副瓣比可以達到-42d B左右;其次,仿真分析了另一種優(yōu)化脈壓性能的方法:基于譜修正技術,所謂的譜修正,就是使壓縮輸出更逼近理想的窗函數(shù),通過對該方法進行仿真發(fā)現(xiàn),譜修正技術可以一定程度的抑制信號的旁瓣電平;然后在此基礎上,提出了另一種波形設計方法:基于連續(xù)非線性調頻函數(shù)的非線性調頻信號的設計,通過對其進行仿真可以發(fā)現(xiàn),只要合理選取調頻函數(shù)的參數(shù)以及窗函數(shù),最終的旁瓣電平可以得到很好的抑制,但是由于有窗函數(shù)的加入,一定的信噪比損失和主瓣展寬是無法避免的;最后還介紹了一種基于幅度加權的非線性調頻信號的波形設計方法,在允許一定的信噪比損失和主瓣展寬的前提下,該方法也可以很好的降低信號的副瓣電平。
【關鍵詞】：脈沖壓縮 NLFM信號 基于連續(xù)非線性調頻函數(shù)的波形設計 基于幅度加權函數(shù)的波形設計
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究工作的背景與意義10-12
• 1.2 國內外研究歷史與現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本論文的結構安排14-16
• 第二章 脈沖壓縮原理16-21
• 2.1 脈沖壓縮基本理論16-17
• 2.2 匹配濾波與低旁瓣脈沖壓縮概述17-19
• 2.2.1 匹配濾波基本理論17-19
• 2.2.2 低旁瓣脈沖壓縮的應用場景19
• 2.3 脈沖壓縮基本方法19-20
• 2.3.1 時域卷積法19-20
• 2.3.2 頻域相乘法20
• 2.4 本章小結20-21
• 第三章 常規(guī)信號的脈沖壓縮以及仿真分析21-58
• 3.1 LFM信號的基本特性以及脈沖壓縮處理21-27
• 3.1.1 LFM信號的基本特性21-25
• 3.1.2 LFM信號的脈沖壓縮處理25-27
• 3.2 LFM信號的距離旁瓣抑制方法以及仿真結果分析27-34
• 3.2.1 頻域加權對LFM脈壓的影響27-29
• 3.2.2 時域加權對LFM脈壓的影響29-32
• 3.2.3 收發(fā)兩端同時加權對LFM脈壓的影響32-34
• 3.3 LFM信號的性能分析34-38
• 3.3.1 加權引起的信噪比損失34-37
• 3.3.2 多普勒頻率對LFM信號脈壓的影響37-38
• 3.4 幾種常見的相位編碼信號38-43
• 3.4.1 巴克碼信號簡介38-39
• 3.4.2 多相編碼信號簡介39-43
• 3.4.2.1 基于步進制線性調頻信號產(chǎn)生的多相碼39-41
• 3.4.2.2 基于線性調頻信號產(chǎn)生的多相碼41-42
• 3.4.2.3 P3、P4多相碼的頻譜特性42-43
• 3.5 相位編碼信號的脈沖壓縮43-46
• 3.5.1 巴克碼的脈沖壓縮43-44
• 3.5.2 多相碼的脈沖壓縮44-46
• 3.6 相位編碼信號的旁瓣抑制方法以及仿真結果分析46-55
• 3.6.1 巴克碼的旁瓣抑制以及仿真46-48
• 3.6.2 P3、P4的旁瓣抑制以及仿真48-55
• 3.6.2.1 經(jīng)典窗函數(shù)法對旁瓣的影響48-51
• 3.6.2.2 迭代加權最小二乘法對旁瓣的影響51-55
• 3.7 相位編碼信號的多普勒容限55-57
• 3.7.1 對巴克碼的影響以及仿真結果分析56
• 3.7.2 對P3、P4碼的影響以及仿真結果分析56-57
• 3.8 本章小結57-58
• 第四章 NLFM信號的低旁瓣脈沖壓縮以及仿真結果分析58-78
• 4.1 相位逗留原理簡介58-68
• 4.1.1 基于相位逗留原理的NLFM信號的設計62-65
• 4.1.2 基于相位逗留原理的NLFM的低旁瓣脈沖壓縮65
• 4.1.3 NLFM信號的譜修正仿真65-68
• 4.2 基于連續(xù)非線性調頻函數(shù)的NLFM信號的設計68-72
• 4.2.1 基于連續(xù)非線性調頻函數(shù)的NLFM信號的低旁瓣脈沖壓縮69-71
• 4.2.2 多普勒頻率的影響71-72
• 4.3 基于窗函數(shù)加權的NLFM信號的波形設計72-76
• 4.3.1 基于窗函數(shù)加權的NLFM信號的低旁瓣脈沖壓縮74-76
• 4.3.2 多普勒頻率的影響76
• 4.4 本章小結76-78
• 第五章 全文總結與展望78-80
• 5.1 全文總結78
• 5.2 后續(xù)工作展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-84
• 攻讀碩士學位期間取得的成果84-85

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本文編號：965330