雷达、脉冲、压缩、技术.doc

毕业实习报告学院名称 信息科学与工程学院专业班级电子信息科学与技术2007-1班学生姓名学 号 200701050531 指导教师 祁亚萍 二O—一年四月评定意见毕业实习成绩： 指导教师对毕业实习的评语:指导教师（签章）： 2011年4 月］日毕业实习指导小组的评定意见:教学院长（签章）： 系主任（签章）： 2011年4 月 8日雷达脉冲压缩技术资料查阅王枠电科07・1班实习地点：嵌入式系统与集成电路设计实验室实习时间：2011年2月28日〜3月27日随着现代雷达技术的发展，对其作用距离、分辨率和测量精度等性能指标 提出了越来越高的要求为了增加雷达系统的检测能力，要求增大雷达发射的 平均功率在峰值功率受限时，要求发射脉冲尽量宽，而为了提高系统的距离 分辨率，又要求发射脉冲尽量窄，提高雷达距离分辨率同增加检测能力是一対 矛盾作为现代雷达的重要技术，脉冲压缩有效地解决了雷达分辨率同平均功 率间的矛盾，并在现代雷达中广泛应用经过资料搜集和文献阅读，我对于雷达和脉冲床缩技术有了更加全而的认 识，为毕业设计做了比较充分的准备工作1. 理论基础自从40年代提出兀配滤波理论和50年代初P. M.伍德沃德提出雷达模糊原 理之后，人们认识到雷达的距离分辨力与发射脉冲宽度无关，而是正比于发射 脉冲频带宽度。

只要对发射宽脉冲进行编码调制，使其具有大的频带宽度，对H标 回波进行匹配处理后就能获得分辨力很好的窄脉冲输出，即ip^l/Bo式小卬为 处理后的输出脉冲宽度;B为发射脉冲频带宽度根据这一原理，发射脉冲宽度 和带宽都足够大的信号，雷达就能同吋具有大的作用距离和高的距离分辨力， 还可以使单一脉冲具有较好的速度分辨力因为根据雷达模糊原理，速度分辨力 与发射脉冲时宽T成正比这种信号的脉冲压缩倍数为t/tP-tBo2. 脉冲斥缩技术脉冲圧缩技术是指对雷达发射的宽脉冲信号进行调制（如线性调频、非线性 调频、相位编码），并在接收端对冋波宽脉冲信号进行脉冲压缩处理后得到窄脉冲的实现过稈•脉冲丿玉缩有效地解决了雷达作用距离与距离分辨率之问的矛盾, 可以在保证雷达在一定作用距离下提高距离分辨率脉冲圧缩处理有时域和频域两种方式其中，时域处理是由数字有限冲击响 应(FIR)实现的流程，即信号与系数的卷积；而频域处理则是先用FFT计算出数 字回波信号的频谱S(co),再将其与匹配滤波器的频响H(co)相乘，最后执行高速 傅里叶反变换(IFFT),得到脉压结果般而言，对于大时宽带宽信号，采用频 域处理较好；对于小时宽带宽信号，采用时域处理较好。

脉冲压缩信号实现要 领有：线性调频信号、非线性调频信号和相位编码信号线性调频信号是通过 非线性相位调制或线性频率调制(LFM)来获得大吋宽带宽积与其他脉冲压缩信 号相比，它具有匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感的优点3. 雷达分辨率雷达距离分辨率是指两个H标物在雷达荧光屏上产生的回波能够区分开來 的最小实际距离，也就是雷达在屏幕上所能分辨的两个H标物的最小实际距离 此概念由光学分辨率概念引申而来人眼在观察相邻两物点成的像吋，要能判 断出是两个像点而不是一个像点，则要求两个衍射斑中心之间的重叠区有一定 量的明喑差别，判别结果会因人而异在雷达分辨率定义中遵循要求严格的瑞 利判据，根据瑞利判据，两个衍射斑的合成强度的最小值是孤立衍射斑最大值 的 0. 735o雷达距离分辨率取决于信号带宽的关系，在普通的脉冲雷达中，雷达信号 的吋宽T带宽积是一个常量(约为1)在吋域对信号进行调幅或调频，可以增 大信号的等效带宽线性相位调制只能移动载频的位置而不能增大等效带宽 脉内线性调频、非线性调频、相位编码、频率编码，脉冲调幅等非线性相位调 制都是增人信号等效带宽的有效方法当频谱分量附加一随频率做非线性变化 的相位值，则此宽带信号将具有很长的持续吋间。

这种附加非线性相位的过程 称为信号的展宽过程将展宽后的信号通过匹配滤波器，校正菲线性相位值使 Z同相，在匹配滤波器输出端将得到窄脉冲信号，即为脉冲压缩4. 匹配滤波匹配滤波器在脉冲床缩技术中起着至关重要的作用该滤波器能够给出最 大的信噪比，滤波器输出信噪比只与输入信号的能量和白噪声的功率谱密度有 关，而与输入信号的形状和噪声的分布无关信号的压缩处理可分为匹配滤波和 相关积分两类，两种处理的效果是等价的某些信号形式，如二相位编码，用相 关积分法更易实现但相关积分的主要缺点是必须在毎个压缩后脉宽TP距离门 内进行相关处理因此，若H标可能出现的距离范囤很大或TP很小时，实际处 理设备量就必须增多用匹配滤波器对调频压缩信号进行处理比较方便另外, 匹配滤波在时域上是连续的处理，因此不需要在距离上分路最后将针对该脉冲压缩设计系统进行基于FPGA的MATLAB仿真，主要仿真 过程包括：线性调频信号、H标回波信号、正交相干检波、低通滤波、匹配滤 波等5. 器件选择FPGA和DSP技术在数字脉冲圧缩系统中已得到广泛应用，但采用DSP芯片 运算量大，设备复杂,成本高该设计希望提出了一种基于FPGA的适用于中小压 缩比情况的数字脉冲压缩处理器的设计方案，能够实现M序列码和线性调频等多 种信号的脉冲压缩,并进行MATLAB仿真，具有使用灵活、便于功能扩展和成本 低的特点。

实习体会：通过对脉冲压缩技术相关资料的整理和阅读使我对雷达技术有了进一步的 认识，深刻认识到脉冲压缩技术在雷达等方面的重要性，为做好毕业设计和以 后的研究生学习打下基础总结如下，脉冲压缩是一种广泛应用于雷达、声纳 和其他探测系统的信号处理技术，其木质是一种频谱扩展的方法，以最小化的 峰值功率，得到最大信噪比及H标分辨能力脉冲压缩也被称为匹配滤波，它 是滤波器与接收信号的预期相位的匹配程度的体现随着高分辨率雷达和合成 孔径雷达技术的发展，对脉冲圧缩技术又提出了新的挑战如何利用数字方式 实吋完成百兆级甚至千兆级带宽脉冲压缩，如何检测被旁瓣淹没的弱小信号， 都是在雷达信号处理设计中遇到的并且需要着力解决的问题在这段实习期间我深刻认识到自己在课堂上学习的知识还是不够扎实，一 旦想要运用到实际中就会发现自己的专业知识很I贡乏，想要将理论运用于实践 就需要有扎实的理论基础在今后的工作和学习的口子里，我一定会更加注重 自己的专业知识的钻研和其他知识的补充，争取做到学有所用，用到极致在 设计一个产品时，我我坚信通过这一段吋间的学习过程，从中获得的经验使我 终身受益，并会在我毕业后的研究生时期中不断地得到印证，我会持续地理解 和体会实习小所学到的知识，期望在未来的学习工作小把学到的理论知识和实 践经验不断的应用到实际当中來，充分展示我的个人价值和能力，为实现自我 的理想和光明的前程而努力。