長(zhǎng)二相編碼信號(hào)的旁瓣抑制方法研究

1、長(zhǎng)二相編碼信號(hào)的旁瓣抑長(zhǎng)二相編碼信號(hào)的旁瓣抑制方法研究制方法研究課題內(nèi)容課題內(nèi)容 長(zhǎng)二相編碼信號(hào)脈壓技術(shù)在很好地解決了脈沖雷達(dá)作用距離和分辨力之間矛盾的同時(shí)，可以進(jìn)一步提升雷達(dá)的低截獲性能。二相編碼信號(hào)通常采用基于匹配濾波的脈壓處理技術(shù)，其脈壓輸出信號(hào)的峰值旁瓣電平(Peak sidelobe level，PSL)不夠理想，當(dāng)目標(biāo)較強(qiáng)時(shí)，其較高的旁瓣電平將直接影響弱小目標(biāo)的有效檢測(cè)。因此，需要進(jìn)一步進(jìn)行旁瓣抑制，以降低距離旁瓣電平，提高雷達(dá)的檢測(cè)性能。本課題將分析長(zhǎng)二相編碼信號(hào)的特點(diǎn)，研究其旁瓣抑制方法。1.1.二相編碼信號(hào)基本概念二相編碼信號(hào)基本概念一般的相位編碼信號(hào)的復(fù)數(shù)形式表達(dá)式可以寫成

2、:信號(hào)的復(fù)包絡(luò)函數(shù)為:其中 ,(t) 為相位調(diào)制函數(shù) ,對(duì)于二相編碼信號(hào)來(lái)說(shuō),(t)取0或。tp 為相位編碼子脈沖寬度, N 為碼長(zhǎng), T = Ntp 為信號(hào)持續(xù)期。tfjtfjete0022(t)j)(a(t)es(t) ttectjK101c ck k（1或-1）具有偽隨機(jī)序列的特性，使得二相編碼信號(hào)具有抗干擾能力，并且碼元ck的取值序列直接決定自相關(guān)函數(shù)的特性。c ck k之積按乘法運(yùn)算。 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1KcKc2二相編碼信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)（非周期）二相編碼信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)（非周期）二相編碼信號(hào)在實(shí)際應(yīng)用中，主要考慮其脈壓比，即自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)，該性質(zhì)與脈沖壓縮技術(shù)

3、，匹配濾波理論是密切相關(guān)的。1110(1)112(1)1( ,0)(,0)1 (,0)(,0)PmPii mimPPmPc cmTPmTmP mPimiiccm102)0,(1) 0 , 4 (0) 0 , 3 (1) 0 , 2 (0) 0 , 1 (5) 0 , 0 (0000424131003242312200224332211300124433221104002cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccciiiiiiiiiiiiiii3.二相編碼信號(hào)的頻譜二相編碼信號(hào)的頻譜及模糊函數(shù)及模糊函數(shù) 應(yīng)用傅里葉變換 ,可得二相編碼信號(hào)頻譜以及模糊函數(shù)表達(dá)式

4、分別為: 模糊函數(shù)是從時(shí)間和頻率兩個(gè)方面對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析的。二相編碼信號(hào)的模糊函數(shù)大多呈近似圖釘型 ,有比較高的距離和多普勒分辨能力。二相編碼信號(hào)的帶寬 B 與子脈沖帶寬相近 ,即:信號(hào)的時(shí)寬帶寬積或脈沖壓縮比為:因此 ,采用長(zhǎng)的二相碼序列 ,能得到具有大時(shí)寬帶寬積的脈沖壓縮信號(hào)。理想模糊圖（圖釘型）頻譜圖模糊4.巴克碼巴克碼 當(dāng)碼長(zhǎng)P=13，CK的取值序列為1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1時(shí)就是巴克碼，13位巴克碼是經(jīng)常使用的短二相編碼信號(hào)。120 0( ,0)10 0PmKK mKP mmc cm 或一、定義二、頻譜（13位巴克碼為例）212sin)213sin(1

5、2)(sin1)(fTfTfTcPTTf4.旁瓣抑制旁瓣抑制 旁瓣抑制技術(shù), 可以通過采用加權(quán)的方法來(lái)降低旁瓣。消除旁瓣的方法可分別采用時(shí)域加權(quán)和頻域加權(quán)。由于頻域加權(quán)時(shí)需要知道信號(hào)功率譜的解析式, 所以其應(yīng)用受到了一定的限制, 更多的是采用時(shí)域加權(quán)的方式。 旁瓣抑制濾波器的設(shè)計(jì)方法通常有兩種: 一種是在匹配濾波器之后級(jí)聯(lián)一個(gè)旁瓣抑制濾波器, 另一種是直接設(shè)計(jì)失配濾波器代替匹配濾波器。 在本次設(shè)計(jì)中主要采用對(duì)于線性調(diào)頻信號(hào)及相位編碼信號(hào)脈沖壓縮旁瓣抑制的直接加窗加權(quán)法，是對(duì)信號(hào)采用時(shí)域加權(quán)的直接失配濾波的一種旁瓣抑制方法。 常 見 的 窗 函 數(shù) 有 矩 形 窗 ( Rectangular)

6、、 巴 特 利 特 窗( Bartlett) 、漢寧窗( Hanning) 、海明窗( Hamming) 、布萊克曼窗( Blackman) 、凱瑟窗( kaiser) 等。 1225. 0225. 05 . 0NWNWWWRgRgRghng本次設(shè)計(jì)中采用的是漢寧窗。漢寧窗（Hanning Window）又稱升余弦窗，漢寧窗可以看作是3個(gè)矩形時(shí)間窗的頻譜之和，或者說(shuō)是3個(gè)型函數(shù)之和，而括號(hào)中的兩項(xiàng)相對(duì)于第一個(gè)譜窗向左、右各移動(dòng)了/T，從而使旁瓣互相抵消，消去高頻干擾和漏能?？梢钥闯觯瑵h寧窗主瓣加寬并降低，旁瓣則顯著減小，從減小泄漏觀點(diǎn)出發(fā)，漢寧窗優(yōu)于矩形窗但漢寧窗主瓣加寬，相當(dāng)于分析帶寬加寬，頻率分辨力下降。根據(jù)傅里葉變換的線性性質(zhì)和調(diào)制定理得到 2/12/1225. 01225. 05 . 0NjRgRgRgNjhnghnjeNWNWWeWnwFTeW 1225. 0225. 05 . 0NWNWWWRgRgRghng當(dāng)N1時(shí)，NN1為漢寧窗的幅度響應(yīng)函數(shù)。 hngW5.程序流程圖程序流程圖開始開始hanning窗抑制旁瓣窗抑制旁瓣結(jié)束結(jié)束生成輸入信號(hào)巴克