第9章 作业参考答案

第九章 作业参考答案

1。什么叫匹配滤波器？其最大输出信噪比与哪些因素有关？与哪些因素无关？ 教材参考：P312

匹配滤波器就是以输出最大信噪比为准则的最佳线性滤波器。通过公式0

max 2N E d ==

输出噪声平均功率

信号输出功率最大峰值可以看出，输出端最大信噪比只取决于输入信号的能量E 和输入

噪声功率谱密度N 0/2。与输入信号波形无关。

2。 提高脉冲雷达发射机能量可以采用哪些措施？

教材参考：P332

在发射机平均功率允许的条件下，可以通过通过：增加发射机脉冲功率、增大脉冲宽度、采用复杂的信号形式等提高反射信号能量。

3。根据匹配滤波器理论，在白噪声背景下，滤波器输出端最大功率信噪比是多少？

教材参考：P314

根据匹配滤波器理论，在白噪声背景下，滤波器输出端信号噪声功率比的最大峰值为2E/N 0，即当噪声功率谱密度给定后，决定雷达检测能力的是信号能量E 。

4。什么叫大时宽带宽积信号？LFM 信号经过匹配滤波器的输出信号有什么特点？其输入、输出信号的宽度压缩比、振幅比分别是多少？

教材参考：P314，P317

如果在宽脉冲内采用附加的频率或相位调制，以增加信号带宽B ，那么，当接收时用匹配滤波器进行处理，可将长脉冲压缩到1/B 宽度，这样既可使雷达用长的脉冲去获得大的能量， 同时又可以得到短脉冲所具备的距离分辨力。这种信号称为脉冲压缩信号或称为大时宽带宽积信号。LFM 信号经过匹配滤波器后输出

信号是一个固定载频的信号。其包络调制函数为'2cos '2

|'|1'2sin 2

)'(02

t f t t t kA t s o πτμττμτ????

??

???? ??-=

。当t ′<<τ时，包络近似为辛克(sinc)函数。

线性调频信号输入脉冲宽度τ与输出脉宽τ′之比通常称为压缩比D ，M M

B B D ττ

ττ==

=

/1'

。脉冲功率

与信号振幅平方成正比， 故得压缩前后脉冲振幅比为D A

A ='。

5。LFM 信号及其匹配滤波器的振幅和相位特性分别有什么特点？ 教材参考：P319

通过信号的频谱分析得线性调频信号频谱(正频域部分)的幅相特性。 振幅特性为2

/1221221}

)]()([)]()({[2

|)(|X S X S X C X C A f S i +++=

+μ

π，

相位特性为μωω2)()()()()(arctan )(arg 2

02121--

??

????+++=+X C X C X S X S f S i 。信号的振幅谱显示信号的频谱分量主要集中在ω0附近，频带范围ω0-ΔωM /2到ω0+ΔωM /2。信号压缩比越大，幅频特性在频带内的响应越平坦，频道外的下降越快。相位特性在具有争相斜率调频的情况下，具有与频差ω-ω0成平方关系而和调频斜率μ

成反比的滞后相位。

对于匹配滤波器的频率特性具有的特点为：1、振幅特性接近于举行，中心频率为信号的频率，而带宽等于信号的调制频偏。2、相位特性的特点是和平方向为项共轭，然后再加一个迟延项。

6。什么叫合成孔径天线、合成孔径雷达？

教材参考：P333

用一个小天线沿着长线阵的轨迹等速移动并辐射相参信号，记录下接收信号并进行适当处理，就能活得一个相当于很长线阵的方位向高分辨力。人们称这一种概念为合成孔径天线。机载雷达采用这种合成孔径天线技术的雷达称为合成孔径雷达。

7。简述SAR 雷达的辐射功率与距离、飞行速度、方位分辨力、距离分辨力的关系。 教材参考：P344

由SAR 的距离方程可得0

3

2

3

4

3

1

sec 4σλ

βπ?

?

?

?=

r p d s t f v

N

S G ct L fF kT R P 。因此，合成孔径雷达的辐射功率与距离R

的立方成正比，与飞行成正比，与方位分辨力D/2无关，而与距离分辨力成反比。

8。简述ISAR 、SAR 的异同。 教材参考：P345

合成孔径雷达(SAR)是运动的雷达对静止的目标成像。逆合成孔径雷达(ISAR)是静止的雷达对运动的目标进行纵向和横向二维高分辨力成像。ISAR 和SAR 的运动方式正好相反，但实质相同，因为真正重要的是雷达和观则目标间的相对运动，因此这两种雷达的原理是基本相通的,两者用途不同。