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脉冲压缩技术
在雷达信号处理中的应用

脉冲压缩的定义quencyModulation)信号,接收时采用匹配滤波器(MatchedFilter)压缩脉冲。
LFM信号的数学表达式为：
tj2-：(fctKt2)
s(t)=•rect(T)e2
式中fc为载波频率，rect(-)为矩形信号c
.—^1
rect(p=《T(2)
10,其他
BTT.
=〒是调频斜率，于是，信号的瞬时频率为fc+Kt(-T2<t<-2),如图1
图1典型的LFM信号(a)up-LFM(K>0)(b)down-LFM(K<0)
将(1)式中的up-LFM(信号重写为:
s(t)=S(t)ej2~fct⑶
t2
式中，S(t)=rect(T)ej亦是信号s(t)的复包络。由傅立叶变换性质，S(gs(t)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)。由Matlab程序产生S⑴信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图2所示。
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LFM的时域波形

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LFM的频域特性
30
20
10
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0
频率/MHz
-30
30
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T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络特性，其载频不予考虑（实际中需加调制和正交解调环节），仿真信号与系统模型如图3。
s©皿s。①.
雷达等效系统匹配滤波器
图3雷达仿真等效信号与系统模型
仿真程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FFT实现
脉冲压缩，得到仿真图如下。
Radarechowithoutcompression
Radarechoaftercompression
Rangeinmeters
4
X10