文档介绍：一、实验目的
熟悉数字脉冲压缩原理及实现方法,并基于MATLAB仿真实现。
二、实验设备
1、计算机
三、实验内容
1. 熟悉数字脉冲压缩原理;
2. 基于MATLAB仿真实现数字脉冲压缩。
四、数字脉冲压缩原理
时域卷积法
时域匹配滤波法等效于求离散接收信号与发射波形离散样本之间的复相关运算,在脉冲压缩点数较短且压缩比要求不高的情况下经常采用。其具体算式如下:
对于输入为复信号来说,令
, (1-24)
(1-25)
(1-24)式中:分别为采样信号的实部和虚部;(1-25)分别为滤波器系数的实部和虚部。

频域FFT法
频域脉冲压缩和时域脉冲压缩的不同之处在于实现卷积的方式不同,时域脉冲压缩用非递归滤波器进行数字压缩是直接进行线性时域卷积,而频域脉冲压缩是基于频谱分析的正、反离散傅氏(DFT)法,即用DFT将离散输入时间序列变换为数字谱,然后乘以匹配滤波器的数字频率响应函数,再用IDFT还原成时间离散的压缩输出信号序列。为了实时处理的需要,一般是用FFT及其对应的IFFT来实现这一匹配滤波。根据卷积定理,如果两个以N为周期的序列和,其DFT分别为:
(1-27)
(1-28)
时域的卷积等于频域相乘,因此y(n)的N点DFT为:
, (1-29)
从而可得出:
(1-30)
那么采用FFT算法,上式可写成:
(1-31)
匹配滤波器的输出等于输入信号的离散频谱乘上匹配滤波器冲激响应的频谱(即频率响应)的逆变换。这便是用FFT法实现数字滤波的一般公式,因而也是数字脉冲压缩的一般公式。
LFM脉冲信号经匹配滤波器得输出信号表达式为:
它是一固定载频的信号。当时,包络近似为辛克(sinc)函数。
图3 匹配滤波的输出信号
上,将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。
LFM信号的压缩前脉冲宽度T和压缩后的脉冲宽度之比通常称为压缩比D,
上式表明,压缩比也就是LFM信号的时宽频宽积。
五、实验步骤
仿真基于matlab进行。
1、进入MATLAB。
2、新建m文件。
LFM信号产生模块仿真
通过在Matlab仿真软件中编写程序,模拟产生数字的LFM信号。观测LFM信号的时域波形以及它的频谱。时宽为200、调频带宽为1MHz的线性调频信号。
显然,在调制脉宽内,调制信号的载频是不断增加的。为此信号的载频是线性变化的,故称之为线性调频信号。当然LFM信号的载频也可以线性减少。若载频不是线性变化的调频信号,称为非线性调频。
在满足大的时宽带宽积的条件下,线性调频脉冲信号的振幅谱接近矩形函数,频谱宽度近似等于信号的调频变化范围,而与时宽无关。线性调频脉冲信号的相位谱具有平方律的特性。
匹配滤波模块仿真
匹配滤波器的响应是回波信号的镜像共轭,即。
对照可知,仿真结果正确。从这两个仿真波形看,匹配滤波器的响应确实是回波信号的镜像共轭。
距离旁瓣抑制仿真
本设计选择海明函数作为系统的加权网络的系数,其数学表达式为

在不加权抑制旁瓣时,脉冲压缩的输出波形应该类似于Sinc波形包络。
依据旁瓣抑制理论,在进行旁瓣抑制加权后,脉压输出旁瓣幅度被抑制,主瓣时宽变大,输出结果的信噪比损失。得出结论未加权的脉压输出主瓣旁瓣之比为20db左右,海