雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩
西南科技大学
课程设计报告
课程名称：
设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理
姓名：
学号:
班级：
指导教师：
起止日期： 2010.12.25-----2011.1.5
课程设计任务书
学生班级：学生姓名：学号：
设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理
起止日期：2010、12、25——2011、1、03 指导教师：
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雷达线性调频信号的脉冲压缩处理
一、 设计目的和意义
掌握雷达测距的工作原理，掌握匹配滤波器的工作原理及其白噪声背景下的匹配滤波的设计，线性调频信号是大时宽频宽积信号；其突出特点是匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感以及更好的低截获概率特性。LFM 信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用；利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点，宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率，较好的解决了雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾；。而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力，还增强了抗干扰能力、灵活性，能满足雷达多功能、多模式的需要。 二、 设计原理 1、匹配滤波器原理：
在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(t x ：
)()()(t n t s t x +=
其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No 。 设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应：
)()()(t n t s t y o o += 输入信号能量：
∞<=?∞
∞-dt t s s E )()(2
输入、输出信号频谱函数：
dt e t s S t j ?∞
∞--=ωω)()(
)()()(ωωωS H S o =
ωωωπωωd e S H t s t
j o ?∞
-=)()(21)( 输出噪声的平均功率：
ωωωπ
ωωπd P H d P t n E n n o o ??∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22
)
()()(2)()(21
2
2
ωωωπ
ωωπ
ωωd P H d e S H SNR n t j o o ?
?
∞
∞
-∞
∞-=
利用Schwarz 不等式得：
ωωωπ
d P S SNR n o ?
∞
∞
-≤
)
()
(21
2
上式取等号时，滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件：
o
t
j n e
P S H ωωωαω-=)
()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时，MF 的系统函数为： ,)()(*o t j e kS H ωωω-=o
N k α2=
k 为常数1，)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭，)()(*ωω-=S S ，也是滤波器的传输函数
)(ωH 。
o
s
o N E SNR 2=
Es 为输入信号)(t s 的能量，白噪声)(t n 的功率谱为2/o N
o SNR 只输入信号)(t s 的能量Es 和白噪声功率谱密度有关。
白噪声条件下，匹配滤波器的脉冲响应： )()(*t t ks t h o -=
如果输入信号为实函数，则与)(t s 匹配的匹配滤波器的脉冲响应为： )()(t t ks t h o -= k 为滤波器的相对放大量，一般1=k 。
匹配滤波器的输出信号：
)()(*)()(o o o t t kR t h t s t s -==
匹配滤波器的输出波形是输入信号的自相关函数的k 倍，因此匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器，通常k =1。 2、线性调频信号（LFM ）
LFM 信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为：