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多波形频域数字脉冲压缩系统的研究

武剑辉  
【摘要】: 现代雷达系统广泛采用脉冲压缩技术,在确保雷达作用距离和速度 分辨力的前提下,采用大时宽带宽积脉冲压缩信号:如线性调频(LFM)、 非线性调频(NLFM)信号以及相位编码信号等,提高距离维分辨能力。脉 冲压缩技术包括脉压信号的产生和处理两个关键的技术。随着科学技术 的进步,脉压处理系统从模拟式、数模结合式发展到全数字式,而数字 脉压处理又可分为时域脉压处理和频域脉压处理。 本文主要研究了在数字脉压处理技术中占有显著优势的频域数字脉 压处理技术,分析了多种脉压信号的频域脉压性能及其距离旁瓣抑制滤 波器的设计方法,并在此基础上研制成功了多波形频域数字脉冲压缩处 理系统。该系统可处理压缩比256以内、带宽5MHz以下的线性调频、 非线性调频波形及相位编码信号,技术指标完全满足实用系统的设计要 求,并取得了比较满意的结果。 本文完成的主要工作和创新之处有: (1)对压缩比在95~250范围内的多种脉压信号频域压缩处理性能进 行了比较全面的分析研究。 (2)分析了数字处理中采样率对系统关键指标主副比的影响,并基于 实际系统常使用的Nyquist速率采样情况下进行设计处理,得出 了对实际应用十分重要的研究结论。 (3)采用多种频域窗函数综合出了一组大时带积NLFM脉冲压缩信 号,其中部分窗的应用尚未见类似的研究报道,本文模拟分析了 这类信号的分辨力和多普勒响应性能,并与实验结果进行分析比 较,总结了设计大时带积非线性调频脉压信号窗函数的选择原 则。该组信号应用于远程警戒雷达可收到增大检测目标动态范围 而不降低作用距离的实效。 (4)对二相编码信号旁瓣抑制滤波器(SSF)的研究已有很长时间,但 对长码信号的频域处理研究尚未见报道。本文从二相编码信号的 频谱结构分析入手,采用频域数字处理方法,研究了二相编码长 码雷达信号距离旁瓣频域抑制加权技术。提出一种适用于各种码 长信号的SSF频域设计方法。 0 —— o)J W Tylor提出了一类性能优良的四相码,并对 13上8位 Tyor 四相码信号进行了性能研究。本文对较长的 Tylor四相码信号进 行比较全面的分析,并首次采用频域数字处理方法,研究了四相 编码长码雷达信号距离旁瓣频域抑制滤波技术。 N)分别以 12 7位二相编码和 Tylor四相码为例,对 SSF处理性能 进行仿真分析和实验测试。当fd刃时,仿真与实测结果的主副 比分别超过了50dB和43dB。这表明采用这种方法所设计的相位 编码信号SSF可以应用于现代雷达系统,并得到满意的性能指 标。 ()采用高速 FFT快速付里叶变换)专用芯片研制成功一套适用于多 种波形和多种参数脉压信号的频域数字脉冲压缩处理系统,信号 处理输出的主副比超过30dB,满足了实际雷达应用的要求。


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