低旁瓣脉冲压缩技术研究

发布时间：2017-10-03 13:02

  本文关键词：低旁瓣脉冲压缩技术研究

  更多相关文章： 脉冲压缩 NLFM信号 基于连续非线性调频函数的波形设计 基于幅度加权函数的波形设计

【摘要】：在现代雷达系统中,由于脉冲压缩能够很好的解决雷达的探测距离和距离分辨力之间的矛盾,是以被广泛应用。而在进行脉压处理的过程中,信号波形的选择又对脉压结果产生至关重要的影响,因此,设计性能良好的波形信号非常必要。目前线性调频信号(LFM)、非线性调频信号(NLFM)以及相位编码信号是应用比较广泛的三种脉压信号。本文将主要对这三种信号进行介绍,并重点对NLFM信号的波形设计进行仿真研究。相较于LFM信号,NLFM信号由于不用加权就可以获得很低的主副瓣比,因此不存在信噪比损失和主瓣展宽等问题。但是在实际雷达应用中,比如某些新型天气雷达,由于地面能反射高达-55d B的杂波,为了测量雨水强度,必须使输出的归一化旁瓣电平达到-60d B以下,而直接对非线性调频信号进行匹配滤波,在合理选取窗函数和其他雷达参数的情况下,最终的主副瓣比也只能达到-40d B左右,因此研究如何进一步降低信号的旁瓣电平很有实际意义。本文重点对NLFM信号的低旁瓣脉冲压缩进行了深入研究,并给出了几种优化波形设计的方法;首先介绍了利用传统的相位逗留原理基于窗函数反求来设计波形,仿真结果表明,通过该方法设计的波形,对它进行脉冲压缩之后,其主副瓣比可以达到-42d B左右;其次,仿真分析了另一种优化脉压性能的方法:基于谱修正技术,所谓的谱修正,就是使压缩输出更逼近理想的窗函数,通过对该方法进行仿真发现,谱修正技术可以一定程度的抑制信号的旁瓣电平;然后在此基础上,提出了另一种波形设计方法:基于连续非线性调频函数的非线性调频信号的设计,通过对其进行仿真可以发现,只要合理选取调频函数的参数以及窗函数,最终的旁瓣电平可以得到很好的抑制,但是由于有窗函数的加入,一定的信噪比损失和主瓣展宽是无法避免的;最后还介绍了一种基于幅度加权的非线性调频信号的波形设计方法,在允许一定的信噪比损失和主瓣展宽的前提下,该方法也可以很好的降低信号的副瓣电平。
【关键词】：脉冲压缩 NLFM信号 基于连续非线性调频函数的波形设计 基于幅度加权函数的波形设计
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究工作的背景与意义10-12
• 1.2 国内外研究历史与现状12-14
• 1.3 本论文的结构安排14-16
• 第二章 脉冲压缩原理16-21
• 2.1 脉冲压缩基本理论16-17
• 2.2 匹配滤波与低旁瓣脉冲压缩概述17-19
• 2.2.1 匹配滤波基本理论17-19
• 2.2.2 低旁瓣脉冲压缩的应用场景19
• 2.3 脉冲压缩基本方法19-20
• 2.3.1 时域卷积法19-20
• 2.3.2 频域相乘法20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 常规信号的脉冲压缩以及仿真分析21-58
• 3.1 LFM信号的基本特性以及脉冲压缩处理21-27
• 3.1.1 LFM信号的基本特性21-25
• 3.1.2 LFM信号的脉冲压缩处理25-27
• 3.2 LFM信号的距离旁瓣抑制方法以及仿真结果分析27-34
• 3.2.1 频域加权对LFM脉压的影响27-29
• 3.2.2 时域加权对LFM脉压的影响29-32
• 3.2.3 收发两端同时加权对LFM脉压的影响32-34
• 3.3 LFM信号的性能分析34-38
• 3.3.1 加权引起的信噪比损失34-37
• 3.3.2 多普勒频率对LFM信号脉压的影响37-38
• 3.4 几种常见的相位编码信号38-43
• 3.4.1 巴克码信号简介38-39
• 3.4.2 多相编码信号简介39-43
• 3.4.2.1 基于步进制线性调频信号产生的多相码39-41
• 3.4.2.2 基于线性调频信号产生的多相码41-42
• 3.4.2.3 P3、P4多相码的频谱特性42-43
• 3.5 相位编码信号的脉冲压缩43-46
• 3.5.1 巴克码的脉冲压缩43-44
• 3.5.2 多相码的脉冲压缩44-46
• 3.6 相位编码信号的旁瓣抑制方法以及仿真结果分析46-55
• 3.6.1 巴克码的旁瓣抑制以及仿真46-48
• 3.6.2 P3、P4的旁瓣抑制以及仿真48-55
• 3.6.2.1 经典窗函数法对旁瓣的影响48-51
• 3.6.2.2 迭代加权最小二乘法对旁瓣的影响51-55
• 3.7 相位编码信号的多普勒容限55-57
• 3.7.1 对巴克码的影响以及仿真结果分析56
• 3.7.2 对P3、P4码的影响以及仿真结果分析56-57
• 3.8 本章小结57-58
• 第四章 NLFM信号的低旁瓣脉冲压缩以及仿真结果分析58-78
• 4.1 相位逗留原理简介58-68
• 4.1.1 基于相位逗留原理的NLFM信号的设计62-65
• 4.1.2 基于相位逗留原理的NLFM的低旁瓣脉冲压缩65
• 4.1.3 NLFM信号的谱修正仿真65-68
• 4.2 基于连续非线性调频函数的NLFM信号的设计68-72
• 4.2.1 基于连续非线性调频函数的NLFM信号的低旁瓣脉冲压缩69-71
• 4.2.2 多普勒频率的影响71-72
• 4.3 基于窗函数加权的NLFM信号的波形设计72-76
• 4.3.1 基于窗函数加权的NLFM信号的低旁瓣脉冲压缩74-76
• 4.3.2 多普勒频率的影响76
• 4.4 本章小结76-78
• 第五章 全文总结与展望78-80
• 5.1 全文总结78
• 5.2 后续工作展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间取得的成果84-85

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄金杰;;雷达非线性调频信号设计[J];火控雷达技术;1986年04期

2 王新扬;;设计雷达非线性调频信号的一种新方法[J];现代雷达;1987年04期

3 鉴福升,陈图强;非线性调频信号设计中的组合窗优化法[J];雷达与对抗;2001年02期

4 鲁千红,马晓岩,张荣华;高斯频谱的非线性调频信号脉压性能分析[J];空军雷达学院学报;2002年04期

5 彭志刚,杨志国,彭世蕤;一种非线性调频信号数字脉压性能分析[J];空军雷达学院学报;2003年03期

6 彭江陵,周平;非线性调频信号产生器[J];压电与声光;2004年04期

7 王庆海;毛士艺;王昌宝;;基于非线性调频信号的多相序列设计[J];无线电工程;2006年07期

8 何学辉;陶海红;吴兆平;吴顺君;;一种改进的非线性调频信号设计[J];电子学报;2009年08期

9 王晓华;;基于调频函数和数据拟合的非线性调频信号波形设计[J];舰船电子对抗;2009年06期

10 计鹏;;非线性调频信号脉压分析与仿真[J];电子元器件应用;2010年07期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 莫方朔;盛胜我;;用振幅调制非线性调频信号测量声场的脉冲响应[A];2005年声频工程学术交流会论文集[C];2005年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 尉宇;线性调频和非线性调频信号的检测与参数估计[D];华中科技大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 刘萍;低旁瓣脉冲压缩技术研究[D];电子科技大学;2015年

2 李康;非线性调频信号设计[D];西安电子科技大学;2009年

3 赵越;基于DDS的雷达多波形信号产生[D];电子科技大学;2003年

4 黄小东;高速波形信号发生器的研究与实现[D];电子科技大学;2011年

5 刘志超;机载/弹载SAR成像研究及仿真软件设计[D];电子科技大学;2013年

6 范树凯;非线性调频信号的时频分析及其应用[D];江南大学;2008年

7 王亚亚;极化雷达目标散射特征研究[D];南京大学;2015年

8 李永彪;基于DDS的雷达信号产生器[D];西安电子科技大学;2009年

9 王少军;数字脉压系统实时处理软件的设计[D];电子科技大学;2005年

，

本文编号：965330