文档介绍：脉冲压缩技术
在雷达信号处理中的应用
一． 脉冲压缩的产生背景及定义
脉冲压缩的定义
脉冲压缩即 pulse compression ，它是指发射宽编码脉冲并对回波进行处理以获得
窄脉冲，因此脉冲压缩雷达既保持了窄脉冲的高距离分辨
图 1 典型的 LFM信号(a) up-LFM(K>0) (b) down-LFM(K<0)
脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频(Linear Frequency Modulation )信
号，接收时采用匹配滤波器(Matched Filter )压缩脉冲。
LFM信号的数学表达式为：
式中fc为载波频率，rect
将(1)式中的up-LFM(信号重写为:
s(t) S(t)ej2 fct
式中，S(t) rect(F)ej Kt2是信号s(t)的复包络。由傅立叶变换性质，S⑴与s⑴
具有相同的幅频特性，只是中心频率不同而以，因此， Matlab仿真时，只需考虑S(t)。
■ ,11 f,, 勘
由叫州X帼忖
,1
1
/
\
t
-30 -20 -10 0 10 20 30
频率/MHz
30
20
10
由Matlab程序产生S(t)信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图 2所示。
LFM的频域特性
40
图2线性调频信号的时域波形和幅频特性
由此可以得到关于线性调频脉冲信号频率特性的两个重要结论：
(1)在满足大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 B,与时宽无关。
(2)在满足大时宽带宽积的条件下，线性调频脉冲信的相位谱具有平方律特性。
以上两点是设计匹配滤波器，进行脉冲压缩处理的主要依据。
注：匹配滤波器是在白噪声背景中检测信号的最佳线性滤波器，其输出信噪比在某 个时刻可以达到最大，它是对线性调频信号进行脉冲压缩的主要手段。
对脉冲压缩信号的仿真
结合以上分析，用Matlab仿真雷达发射信号，回波信号，和压缩后的信号的复包
,仿真信号与系统模型如
络特性，其载频不予考虑（实际中需加调制和正交解调环节）
图3雷达仿
仿真程
雷达等败系端 匹配滤渡等
真等效信号与系统模型
序模拟产生理想点
目标的回波，并采用频域相关方法（以便利用 FFD实现脉冲压缩，得到仿真图如下。
70 75 80 85 90
Time in u sec
Radar echo after compression
95 100
Radar echo without compression
Bd p eauulpmA
Range in meters
4 X 10
1 o o o o
-2
图4脉冲压缩后的仿真图
对比图2与图4可以看出，采用脉冲压缩后，在接收机的接收端信噪比有了明显的 改善，进而可以在满足分辨率的基础上，提高雷达的作用距离。
四.
结语
脉冲压缩技术是大时宽带宽乘积信号经过匹配滤波器实现的 , 不同的信号形式有
不同的压缩性能, 其中线性调频脉冲信号的诸多优点使其