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  • 主要描述了大时宽带宽积信号的特点,已经它们的的脉冲压缩
  • 1 引 言  作为一种探测目标信息的工具,雷达在现代战争中发挥着举足轻重的...但对于大时宽带宽积信号,用频域脉压较好。随着通用DSP芯片本身处理能力的不断提高,基于并行DSP芯片的雷达信号处理系统基本能够
  • 仿真分别产生了载频30 GHz、带宽16 GHz、时宽带宽积8000的超宽带连续波LFM信号和超宽带脉冲波LFM信号。所提方案解决了天线拉远场景中超宽带LFM信号经光纤传输时的功率周期性衰落问题。在多目标探测分析中,方案产生的...
  • 而线性调频信号(LFM)由于其容易产生跟处理,并且具有大时宽带宽积,而备受关注。文中用去斜脉冲压缩处理方法处理线性调频信号。并且提出了具体的改进方法,利用多相滤波的方法,降低了数据率,解决了高速率模数...
  • 时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和带宽相等;2. 盲区盲区产生的原因:当单基站雷达发射波形时,接收机关闭。如果回波信号在接收机关闭期间到达,则部分会被漏掉。脉冲的时宽决定了雷达的最小探测...

    1. 线性调频信号的特点

    较好的速度分辨力和距离分辨力,脉压后对多普勒频移不敏感,且副瓣较高 ,需进行加窗处理;模糊函数呈斜刀刃型,刀刃的斜率反映调频斜率;时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和带宽相等;

    2. 盲区

    盲区产生的原因:当单基站雷达发射波形时,接收机关闭。如果回波信号在接收机关闭期间到达,则部分会被漏掉。脉冲的时宽决定了雷达的最小探测距离,即雷达探测盲区。信号占空比越高,回波被遮蔽的越多。PRF越高 ,脉冲重叠越多;

    一个脉冲周期的盲区遮挡点数等于采样频率乘以时宽 (84个点)

    3,pc的系数是怎么生成

    发生信号时域翻转再取共轭

    4.为什么要做脉冲压缩

    脉冲带宽越大,雷达距离分辨力越好,时宽越大,速度分辨力越好。未经调制的脉冲信号满足B*TAU=1,为了解决时宽和带宽的冲突,需采用脉压,在增加脉宽的同时保持足够的距离分辨力

    5.时域脉压和频域脉压分别是怎么做的

    时域:回波信号与脉压系数进行线性卷积,去掉暂态点

    频域:回波信号与脉压系数分别做fft,点乘后再做ifft

    6.pc结束后第三个目标高度为什么不一样,成什么样变化,为什么

    第三个目标是重叠的两个目标,距离相同,速度不同(同一个距离门两个回波信号的叠加)

    高度以雷达发射周期的四倍为周期变化

    7.动目标显示是怎么实现的

    将脉压结果去掉暂态点后,按照脉冲号、距离门号重排为一个数组,将相邻两行做差对消,即可得MTI结果

    x=1:1:SampleNumber;

    y=1:1:PulseNumber-1;

    mesh(x,y,abs(mti)

    8.动目标显示的目的

    滤除静止杂波和静物杂波,使动目标回波通过MTI后的损失尽量小或没有损失

    9.目标的速度怎么实现

    利用多普勒频移 Fd=2v/lamda

    10.mtd实现方法

    将脉压结果重新排列成16列,分别进行fft

    11.怎么从MTD结果图中得到目标的距离速度

    每一个通道对应一个多普勒频率,多普勒频率可以用来测速

    1 ,在MTD结果图中,Y坐标的值数乘单位值就能够得到速度值

    速度值通过多普勒变换,再经过快速傅立叶变换后处理,再次经过傅立叶反变换获得速度值

    2 ,X代表距离:距离等于x*c/Fs/2

    12.频谱泄露产生的原因

    造成频谱泄露的原因在于傅里叶变换的输入信号不能准确的、完整的代表被分析信号,输出产生的一种误差,这种误差可以通过加合适的窗函数或延长时间窗得以改善,当输入信号的不完整性达到一定程度,输出是一种错误的结果。

    13.速度模糊和距离模糊产生的原因

    距离模糊:

    雷达一般是通过计算发射信号与目标回拨之间的时间差(即时延)来测量目标距离的。但如果雷达在接收到第一个脉冲回拨之前发射第二个脉冲,那就会导致无法分辨回波信号对应的原发射脉冲,也就无法估计时延,这时就产生了距离模糊。

    速度模糊:

    与雷达的波长和脉冲重复频率有关,速度模糊是指在脉冲多普勒雷达工作,在中低重复频率时,由于频谱重叠现象引起所测目标速度的混淆,难以分辨目标真实速度的现象。

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  • 脉雷达冲压缩

    2013-04-24 14:46:18
    脉冲压缩雷达发射的是大时宽带宽积信号,比如线性调频信号,之所以叫大时宽带宽积信号,是因为匹配滤波时信号的带宽和时宽的乘积为1
  • 机载低频超宽带合成孔径雷达运动补偿[日期:2008-11-5]来源:国外电子元器件 作者:王颖婷,...该系统通过发射大时宽带宽积信号获得距离向高分辨率,利用方位向的大处理角获得方位向的高分辨率,而发射信号低频特性使

    机载低频超宽带合成孔径雷达运动补偿

    [日期:2008-11-5] 来源:国外电子元器件  作者:王颖婷,何一,邹鲲 [字体: ]
    <script src="http://www.21ic.com/innews.js"></script>

     

    1 引言
        低频UHF波段超宽带合成孔径雷达(SAR)是于上世纪九十年代发展起来的一种新型SAR系统。该系统通过发射大时宽带宽积信号获得距离向高分辨率,利用方位向的大处理角获得方位向的高分辨率,而发射信号低频特性使系统具备探测被叶簇覆盖的隐蔽目标。
        运动误差是造成低频超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)成像质量降低的主要因素之一。载机的非理想运动引入的相位误差主要影响点目标在方位向的成像质量,包括:几何失真、分辨率降低、信噪比减小和产生虚假目标等。低频UWBSAR运动补偿的特点有:大波束角使误差具有空变特性、要求测量设备精度高、必须进行实时补偿、高频误差较大以及大距离迁移现象难以实现运动补偿等。因此,普通高频窄带SAR的定点运动补偿方法不再适用,必须将运动误差分解为非空变相位误差和空变相位误差,并分别进行补偿。
        本文给出了机载低频超宽带SAR运动补偿方法,分别对非空变和空变相位误差进行补偿。并对该方法补偿后的剩余误差进行分析,以及采用计算机仿真来验证该方法。

    2 机载低频超宽带SAR运动补偿
        机载超宽带SAR运动几何关系如图l所示,图中阴影部分为感兴趣目标区域(ROI),假设SAR系统波束张角为θs,机载平台的运动误差沿飞行方向和距离方向两分量分别表示为081105093968562.jpg,其中变量u为飞机坐标,显然两个方向的运动误差分量都是u的函数。假设这两个运动误差分量均可从导航定位系统中获得。飞机的理想轨迹为沿y轴的直线,由于运动误差,而实际轨迹则是沿图l中的曲线飞行。实际条件下该曲线为一条空间曲线,但可等价于图中一条平面曲线。

    081105094352011.jpg

        考虑ROI中一个点目标A,位于图1中的(x0,y0)处,目标回波在距离频率一方位向空间域上可表示:

        081105093968563.jpg
        由于后续讨论不军涉发射信号频谱,所以在式(1)中可忽略。该信号是典型的球形相位函数。可见该点目标回波中存在的相位误差为:

        081105093968564.jpg
        对于低频超宽带SAR系统,其波束角通常较大,因此相位误差在一个孔径中起伏较大。可以利用定点补偿方法,降低相位误差的起伏:

        081105093968565.jpg
        其中,θC是点目标A相对于合成孔径中心的视角。补偿相位φMC1(u)是(2)式在窄波束角度条件下的近似,它是非空变的,经过(3)式相位补偿后,目标A处的相位误差为:

        081105094352012.jpg
        该相位误差是空变的,但是起伏相对于目标球形相位的起伏小,因此可以直接映射到二维频域,得到空变滤波器H(kx,ky)为:

        081105094352013.jpg
        利用驻留相位原理可以得到映射关系:

        081105093968568.jpg
        其中,kx和ky分别表示距离向和方位向波数。将经过(3)式相位补偿后的数据转换到二维频域,利用Stoh插值,得到(kx,ky)域的数据。利用空变滤波器对点目标回波进行二维频域滤波,就可以完全补偿目标A处的运动误差。

    3 运动补偿误差分析
        利用该运动补偿方法可以完全补偿一个点目标处的运动误差,但是由于采用了式(5)的空变滤波器,使得位于不同位置的其他点目标处的运动误差没有得到完全补偿。在实际情况下,通常ROI局限于某一区域,因此有必要讨论该运动补偿方法对ROI中其他目标的补偿效果。ROI的目标特征可以通过数字聚束的方法得到,它是通过在距离频率一方位向空间域对信号进行去调频,在二维频域加窗后得到类似聚束方法得到的数据。

    0811050939685611.jpg

        假定ROI区域中还存在另一个点目标B(x1,y1),目标的几何关系如图2所示。其中点P0和Pm分别表示系统天线相位中心理想位置和实际位置。若利用上一节方法.可完全补偿A点处的运动误差,那么B点处的相位误差则为:

        081105093968569.jpg
        由于运动误差相对于目标到雷达的距离小几个数量级,则可以近似得到:

        0811050939685610.jpg
        其中,△(u)表示系统天线相位中心偏离理想位置的距离,它是飞机位置u的函数。角度ψA和ψB分别表示目标A和B相对于飞机位置的视角。它们的取值范围为[一θs/2,θs/2]。利用式(8)可以很容易得到相位误差最大时的条件:

        0811050939685612.jpg
        从式(9)可以得到,若A点处于ROI中心,那么B点处于天线照射孔径边缘时,运动补偿后剩余相位误差最大,利用该公式可以得到在给定最大相位误差条件下,容许的最大运动误差和最大波束张角。其中最大相位误差可以根据图像质量的容忍度来确定。

        0811050939685613.jpg
        从式(10)可以看出,当图像质量一定时,即容忍的剩余相位误差一定时,波束张角和运动误差互相制约。这说明对于低频超宽带SAR这样的大波束张角的情况,对运动误差的限制要比普通高频窄带SAR系统严格得多。利用式(10)来选择ROI大小。


    4 仿真试验
       
    在计算机仿真中,模拟机载情况,合成孔径长度为2 000米,ROI中心点选择距离雷达最近距离为5 000米,在ROI中放置9个目标,运动误差如图3所示。利用常规成像算法得到如图4(a)所示的图像,由于运动误差导致无法聚焦,从图4(a)中无法分辨出点目标。利用本文提出的运动补偿方法,A点作为参考点,对其非空变和空变相位误差进行完全补偿。从图4(b)可以看出,周围得8个点Bl~B8均可从图中分辩出来,但是由于存在剩余相位误差,8个点目标沿方位向旁瓣较A点大,成像质量下降,而B2和B7点由于处于参考点附近,因此其成像质量优于其他6个点。这与本文提出的运动补偿误差分析结果相吻合。

    0811050939685614.jpg

    0811050939685615.jpg

    5 结语
        由于低频超宽带SAR具有较大的波束张角,因此必须考虑孔径内不同位置的运动误差的空变效应。本文给出了适合低频超宽带SAR的运动补偿方法,并对该方法的补偿剩余相位误差进行分析,得出了图像质量一定条件下的最大波束张角和最大容忍的运动误差。最后的计算机仿真验证了该方法的有效性。

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  • 根据雷达理论,距离分辨力取决于信号的带宽,探测距离取决于信号的时宽,所以理想的雷达信号应具有大时宽带宽积。单载频脉冲信号的时宽带宽积近似为1 ,因此作用距离与距离分辨力存在矛盾。采用脉冲压缩可以有效解决...
  • 线性调频信号

    千次阅读 2020-08-20 10:48:28
    线性调频信号是大时宽带宽积信号,在脉冲压缩过程中可以获得较高的脉冲压缩比。最大的优势是:匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感,因此可以只用一个匹配滤波器对具备不同多普勒频移的回波进行处理。 ...

      线性调频脉冲信号的时间函数可以表示为:

    其瞬时频率为:

    其中:

    k = F/T

        k为信号频率变化率,或称为调频斜率,F为信号的调频宽度。

    具有BT>>1特性的信号称为复杂信号或者可压缩信号,而把BT约等于1的信号称为简单信号或不可压缩信号。LFM信号是复杂信号。

        LFM信号在脉冲宽度一定时,可以单独调节B来改变时延分辨力,在B一定时可以单独调节T来改变频率分辨力;同时LFM信号多普勒容限大,用于监测时,一个或者少量的匹配滤波器可以覆盖整个多普勒频移范围。

        线性调频信号的matlab仿真如下所示:

    %线性调频信号注意:复信号需要保证Fs>B,实信号需要保证Fs>2B
    %为了防止混叠:Fs>2F0
    clc;
    close all;
    
    B = 30e6;                       %调频带宽
    T = 10e-6;                      %脉冲宽度
    K = B/T;                        %调频斜率
    Fs = 2*B;                       %采样频率
    F0 = 5e6;                       %发射信号时的瞬时频率,也是信号有效区间发射信号的中心频率
    Ts = 1/Fs;                      %采样周期
    N = ceil(T/Ts);                 %采样点数
    FFT_Len = 2^nextpow2(2 * N);    %计算FFT的长度
    t = linspace(-T/2,T/2,N);
    
    %.................................................................................
    %产生线性调频信号
    LFM1 = exp(j * pi * K * t.^2);                        %线性调频信号复数表达式(F0=0)
    LFM2 = exp(j *(2 * pi * F0 * t + pi * K * t.^2));     %线性调频信号复数表达式
    LFM3 = cos(pi * K * t.^2);                            %线性调频信号的余弦表达式(F0=0)
    LFM4 = cos(2 * pi * F0 * t + pi * K * t.^2);          %线性调频信号余弦表达式
    
    figure
    subplot(3,2,1)
    plot(t,LFM2);
    xlabel('时间');
    ylabel('幅度');
    %xlim([-T/2,T/2]);  % 限制最大最小值
    title('线性调频信号---复数');
    grid on;
    axis tight;   %axis tight设置坐标轴显示范围为紧凑型,图像或者曲线可以全部显示出来,又不留边界空白
    %线性调频信号的频谱
    LFM_FFT =fftshift(abs(fft(LFM2,FFT_Len)));
    %LFM_FFT_db = 20*log10(LFM_FFT/max(LFM_FFT));
    subplot(3,2,2)
    f = linspace(-Fs/2,Fs/2,FFT_Len);
    plot(f,LFM_FFT);
    title('线性调频信号频谱--复数');
    xlabel('频率(Hz)')
    ylabel('幅度(dB)')
    grid on;
    axis tight;
    
    subplot(3,2,3);
    plot(t,real(LFM2));
    title('线性调频信号实部')
    xlabel('时间');
    ylabel('幅度');
    grid on;
    axis tight;
    RLFM_FFT = fftshift(abs(fft(real(LFM2),FFT_Len)));
    subplot(3,2,4);
    plot(f,RLFM_FFT);
    title('线性调频信号实部的频谱');
    xlabel('频率');
    ylabel('幅度');
    grid on;
    axis tight;
    
    subplot(3,2,5);
    plot(t,imag(LFM2));
    title('线性调频信号虚部')
    xlabel('时间');
    ylabel('幅度');
    grid on;
    axis tight;
    ILFM_FFT = fftshift(abs(fft(imag(LFM2),FFT_Len)));
    subplot(3,2,6);
    plot(f,ILFM_FFT);
    title('线性调频信号虚部的频谱');
    xlabel('频率');
    ylabel('幅度');
    grid on;
    axis tight;

     

        线性调频信号是大时宽带宽积信号,在脉冲压缩过程中可以获得较高的脉冲压缩比。最大的优势是:匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感,因此可以只用一个匹配滤波器对具备不同多普勒频移的回波进行处理。

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  • 为了扩展利用Chirp脉冲测距的灵活性和适用性,基于分数阶傅里叶变换特点,提出了一...研究结果表明:本文方法在大时宽带宽积条件下具有与脉冲压缩方法相比拟的性能,且运算量约减少一半。最后,仿真验证了理论推导的正确性。
  • 时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和带宽相等;2. 盲区盲区产生的原因:当单基站雷达发射波形时,接收机关闭。如果回波信号在接收机关闭期间到达,则部分会被漏掉。脉冲的时宽决定了雷达的最小探测...

    1. 线性调频信号的特点

    较好的速度分辨力和距离分辨力,脉压后对多普勒频移不敏感,且副瓣较高 ,需进行加窗处理;模糊函数呈斜刀刃型,刀刃的斜率反映调频斜率;时宽带宽积越大,信号频谱越接近矩形,频谱宽度近似和带宽相等;

    2. 盲区

    盲区产生的原因:当单基站雷达发射波形时,接收机关闭。如果回波信号在接收机关闭期间到达,则部分会被漏掉。脉冲的时宽决定了雷达的最小探测距离,即雷达探测盲区。信号占空比越高,回波被遮蔽的越多。PRF越高 ,脉冲重叠越多;

    一个脉冲周期的盲区遮挡点数等于采样频率乘以时宽 (84个点)

    3,pc的系数是怎么生成

    发生信号时域翻转再取共轭

    4.为什么要做脉冲压缩

    脉冲带宽越大,雷达距离分辨力越好,时宽越大,速度分辨力越好。未经调制的脉冲信号满足B*TAU=1,为了解决时宽和带宽的冲突,需采用脉压,在增加脉宽的同时保持足够的距离分辨力

    5.时域脉压和频域脉压分别是怎么做的

    时域:回波信号与脉压系数进行线性卷积,去掉暂态点

    频域:回波信号与脉压系数分别做fft,点乘后再做ifft

    6.pc结束后第三个目标高度为什么不一样,成什么样变化,为什么

    第三个目标是重叠的两个目标,距离相同,速度不同(同一个距离门两个回波信号的叠加)

    高度以雷达发射周期的四倍为周期变化

    7.动目标显示是怎么实现的

    将脉压结果去掉暂态点后,按照脉冲号、距离门号重排为一个数组,将相邻两行做差对消,即可得MTI结果

    x=1:1:SampleNumber;

    y=1:1:PulseNumber-1;

    mesh(x,y,abs(mti)

    8.动目标显示的目的

    滤除静止杂波和静物杂波,使动目标回波通过MTI后的损失尽量小或没有损失

    9.目标的速度怎么实现

    利用多普勒频移 Fd=2v/lamda

    10.mtd实现方法

    将脉压结果重新排列成16列,分别进行fft

    11.怎么从MTD结果图中得到目标的距离速度

    每一个通道对应一个多普勒频率,多普勒频率可以用来测速

    1 ,在MTD结果图中,Y坐标的值数乘单位值就能够得到速度值

    速度值通过多普勒变换,再经过快速傅立叶变换后处理,再次经过傅立叶反变换获得速度值

    2 ,X代表距离:距离等于x*c/Fs/2

    12.频谱泄露产生的原因

    造成频谱泄露的原因在于傅里叶变换的输入信号不能准确的、完整的代表被分析信号,输出产生的一种误差,这种误差可以通过加合适的窗函数或延长时间窗得以改善,当输入信号的不完整性达到一定程度,输出是一种错误的结果。

    13.速度模糊和距离模糊产生的原因

    距离模糊:

    雷达一般是通过计算发射信号与目标回拨之间的时间差(即时延)来测量目标距离的。但如果雷达在接收到第一个脉冲回拨之前发射第二个脉冲,那就会导致无法分辨回波信号对应的原发射脉冲,也就无法估计时延,这时就产生了距离模糊。

    速度模糊:

    与雷达的波长和脉冲重复频率有关,速度模糊是指在脉冲多普勒雷达工作,在中低重复频率时,由于频谱重叠现象引起所测目标速度的混淆,难以分辨目标真实速度的现象。

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  • LFM调频信号仿真.m

    2019-08-22 09:45:40
    线性调频信号是一种大时宽带宽积信号。线性调频信号的相位谱具有平方律特性,在脉冲压缩过程中可以获得较大的压缩比,其最大优点是所用的匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感,即可以用一个匹配滤波器处理具有...
  • 相位编码信号在时宽带宽积较小的情况下,主副比大,但由于信号波形的“随机性”易于实现“捷变”,对于提高雷达系统的抗截获能力有利。缺点是相位编码信号对多普勒敏感,当回波信号存在多普勒频移...
  • LFM——线性调频

    千次阅读 2018-08-31 12:51:20
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  • LFM线性调频信号

    万次阅读 2018-06-10 17:19:11
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  • 相位编码脉冲压缩信号的理论研究

    千次阅读 2020-09-23 20:56:55
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  • 线性调频信号的频域分析

    千次阅读 2020-05-17 17:45:08
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  • 摘要:时宽带宽(TB)较小的线性调频(LFM)信号的脉冲压缩可用A100等器件构成的横向滤波器实现;对于TB较大的LFM信号,在时域上对其进行脉冲压缩所需的计算量和硬件量太大。本文介绍用TMS320C6201 DSP在频域上...
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空空如也

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时宽带宽积