第三章 脉冲压缩雷达简介 3 .1 脉冲压缩简介 雷达的分辨理论表明:要得到高的测距精度和好的距离分辨力,发射信号必须具有大的带宽;要得到高的测速精度和好的速度分辨力,信号必须具有大的时宽。因此,要使作用距离远,又具有高的测距、测速精度和好的距离、速度分辨力,首先发射信号必须是大带宽、长脉冲的形式。显然,单载频矩形脉冲雷达不能满足现代雷达提出的要求。而脉冲压缩技术可以获得大时宽带宽信号,使雷达同时具有作用距离远、高测距、测速精度和好的距离、速度分辨力。具有大时宽带宽的信号通常被称作脉冲压缩信号。 脉冲压缩技术包括两部分:脉冲压缩信号的产生、发射部分和为获得较窄的脉冲对接收回波的处理部分。在发射端,它通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽,在接收端对接收的回波波形进行压缩处理得到较窄的脉冲。 3 .2 脉冲压缩原理 3 .2 .1 时宽-带宽积的概念 发射脉冲宽度和系统有效(经压缩的)脉冲宽度0的比值称为脉冲压缩比,即 0D (3-1) 因为01 B ,所以,式(3-1)可写成 DB (3-2) 即压缩比等于信号的时宽-带宽积。在许多应用场合,脉冲压缩系统常用其时宽-带宽积表示。大时宽带宽矩形脉冲信号的复包络表达式可以写成: ( ),/ 2/ 2( )0,jtAeTtTu t 其他 (3-3) 匹配滤波器输出端的信噪比为: 00S NE N (3-4) 其中信号能量为[13] : 212EA T (3-5) 这种体制的信号具有以下几个显著的特点: (1)在峰值功率受限的条件下,提高了发射机的平均功率avP,增强了发射信号的能量,因此扩大了探测距离。 (2)在接收机中设置一个与发射信号频谱相匹配的压缩网络,使宽脉冲的发射信号变成窄脉冲,因此保持了良好的距离分辨力。 (3)有利于提高系统的抗干扰能力。 当然,采用大时宽带宽信号也会带来一些缺点[14][15],这主要有: (1)最小作用距离受脉冲宽度 的限制。 (2)收发系统比较复杂,在信号产生和处理过程中的任何失真,都将增大旁瓣高度。 (3)存在距离旁瓣。一般采用失配加权以抑制旁瓣,主旁瓣比可达 30d B~35d B以上,但将有1 d B~3 d B 的信噪比损失。 (4)存在一定的距离和速度测定模糊。适当选择信号参数和形式可以减小模糊。但脉冲压缩体制的优越性超过了它的缺点,已成为近代雷达广泛应用的一种体制。 3 .2 .2 线性调频脉冲信号 线性调频脉冲压缩体制的发射信号,其频谱在脉冲宽度内...