共享知识 分享快乐
? ??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
(3-1)
，即
D???0
因为?0?1B，所以，式（3-1）可写成
D??B(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：
?Aej?(t),?T/2?t?T/2u(t)??0,其他?(3-3)
匹配滤波器输出端的信噪比为：
共享知识 分享快乐
?SN?0?E(3-4)
N0
其中信号能量为[13] ：
E?(3-5)
12AT2
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Pav，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30dB～35dB以上，但将有1 dB～3 dB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按线性规律变化，即用对载频进行调制的方法展宽发射信号的频谱，使其相位具有色散。同时，在
Pt受限情况下为了充分利用发射机的功率，往往采用矩形宽脉冲包络，线性调
频脉冲信号的复数表达式可写成[16][17]:
?t22
s(t)?u(t)ej?0t?Arect()etj(?0t?)?
共享知识 分享快乐
(3-6)
式(3-6)中u(t)为信号复包络：
(3-7)
u(t)?Arect()etj?t22?
??2??f若令B为频率变化范围，则B??f?f2?f1，而??若信号的载波中心角频率为?0???为调制斜率。
?2?f0，则线性调频信号的角频率变化规律为:
，
|t|????0??t(3-8)
?2
因而信号的瞬时相位：
12(t)??dt?(???t)dt??t??t?C0?? ?i 2(3-9) 如图3-1所示，图3-1（a）为线性调频脉冲信号的波形;图3-1（b）为信
号的包络幅度为A,图3-1(c)为载频的调制特性，在
?内由低频端f1至高频端
f2按线性规律变化。
图3-1 线性调频信号波形、包络及频率变化图
第三章 脉冲压缩雷达简介
