图4-6 匹配滤波系统框图
(2)仿真结果:
图4-7 脉冲压缩后的回波
图4-8 脉冲压缩后的回波(局部图)
(3)结果分析:如图4-8,对时间轴进行了归一化,(t/(1/B)?t?B)。图中反映出理论与仿真结果吻合良好。第一零点出现在?1(即?1)处,此时相对幅度B-13.4dB。压缩后的脉冲宽度近似为
分析(图4-3)一致。
11(?),此时相对幅度-4dB,这与理论B2B上面只是对各个信号复包络的仿真,实际雷达系统中,LFM脉冲的处理过程如图4-6。
雷达回波信号sr(t)经过正交解调后,得到基带信号,再经过匹配滤波脉冲压缩后就可以作出判决。正交解调原理如图4-9,雷达回波信号经正交解调后得两路相互正交的信号I(t)和Q(t)。一种数字方法处理的的匹配滤波原理如图4-10。
图4-9 正交解调原理
图4-10 一种脉冲压缩雷达的数字处理方式
仿真三:脉冲压缩前后的回波仿真 (1)系统模型:
结合以上分析,用MATLAB仿真雷达发射信号,回波信号和压缩后的信号的复包络特性,其载频不予考虑(实际中需加调制和正交解调环节),仿真信号与系统模型如图4-11。
图4-11 雷达仿真等效信号与系统模型
(2)在MATLAB指令窗中键入:
LFM_radar(10e-6,30e6,10000,15000,[10500,11000,12000,12008,13000,13005],[1,1,1,1,1,1])
得到的仿真结果如下:
脉冲压缩前的回波420-2-405101520253035时间(us)脉冲压缩后的回波0-20-40-6011.051.11.151.21.251.31.351.41.451.5x 104目标相对雷达距离(m) 图4-12 仿真结果
(3)结果分析:由图4-12可以看出,信号回波在压缩之前,目标难以分辨,在信号回波经过压缩之后,带宽变大,目标的相对距离也扩大,当T=10us,
B=30MHz时,雷达的距离分辨率为:
C3?108?R???5m2B2?30?106(4-23)
当两目标相距5m时,实际上是两目标的输出sinc包络叠加,他们的副瓣相互抵消;而当两目标距离大于雷达的距离分辨率时可以分辨出,而且,随着目标距离越大,雷达越容易区分。
4.5 本章小结
本章主要介绍了雷达在传输以及接收信号中所采用的不同技术,其中,由于信号发射时需要有较大的带宽,为了实现这一目标,我们将信号进行线性调频,脉冲压缩,这样扩大了带宽,有利于信号的传输,同时也保证了较大的作用距离。
在接受过程中,采用匹配滤波,可以得到较大的信噪比,保证压缩比。