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Matlab基于FPGA的旁瓣抑制滤波器设计仿真(4)

时间:2017-05-14 21:47来源:毕业论文
图2.3 频域数字脉压处理实现结构示意图 3. 两种脉压方法的比较 对数字脉压技术的时域处理和频域处理进行比较,得出以下结论: (1)时域处理采用FIR滤


 图2.3  频域数字脉压处理实现结构示意图
3. 两种脉压方法的比较
    对数字脉压技术的时域处理和频域处理进行比较,得出以下结论:
(1)时域处理采用FIR滤波器实现,因此是数据流处理,每输入一个数据就能输出一个数据,当N个数据全部输入时即可得到脉压峰值;频域处理采用正反FFT实现,是数据块处理,只有得到一个雷达重复周期内的全部数据后才可以进行运算。
(2)时域处理运算量取决于滤波器的阶数,而频域处理的运算量取决于FFT的点数。在时域用横向滤波器实现数字脉压,对于N点长度的输入信号,需要进行 次复数乘法,而采用频域快速卷积法实现数字脉压,可以大大减少复数乘法数,两种方法复数乘法次数的对比如下:时域卷积法复数乘法次数: ;频域法复数乘法次数: 。
2.2 脉冲压缩信号分析
脉冲压缩系统的发射信号[17]分为线性调频脉压信号、非线性调频脉压信号和相位编码雷达信号三种,下面分别对线性调频信号和相位编码信号进行详细分析。
2.2.1 线性调频信号
线性调频脉冲压缩信号是研究最早、应用最广泛的一种脉冲压缩信号。这种信号的脉冲压缩波形和信噪比损失对多普勒不敏感,这对动目标的检测十分有用,其研究和应用技术已相当成熟。
线性调频信号的数学表达式为:2.11)
信号的瞬时频率为: (2.12)
由式(2.12)可以看出,信号的瞬时频率与时间t呈线性关系,因此称为线性调频信号。
线性调频信号的复数表达式为:
               (2.13)
其中,T为脉冲宽度;若信号带宽为 ,则 称为调频斜率;
 为信号复包络。
其实部和虚部波形分别如图2.4(a)、(b)所示。
(a)  实部(b)  虚部
图2.4  线性调频信号复包络的实部和虚部波形
这里,从频谱、模糊函数和自相关函数三个方面来分析线性调频信号:
1. 频谱
根据傅里叶变换可得 (2.14)当BT>>1时,可得线性调频信号的幅谱为:
线性调频信号的幅谱随着BT增大时的变化情况如图2.5所示。
 
(a)  B=3MHz;T=6us
(b)  B=4MHz;T=12us
 (c)  B=10MHz;T=20us
图2.5  线性调频信号的振幅谱
所以,当BT>>1(一般来讲 )时,线性调频信号的幅谱近似为无菲涅尔起伏的矩形谱[18],而剩余相位项近似为恒定值 。
从上面分析可得,线性调频脉冲信号的频谱宽度与它的脉冲宽度T值无关,这种信号的带宽和时宽都可以独立的选取的很大。
2. 模糊函数
线性调频脉冲信号的复包络为:
其中, 是单载频矩形脉冲信号的复包络 的模糊函数。
                      (2.19)
因此,线性调频脉冲信号的模糊函数为:
                      (2.20)
在三文坐标中画出的模糊函数的图形,称为模糊图。这个图既有主峰,又有边峰和小突起。为了研究方便,研究目标的二文分辨力问题通常采用模糊度图。在模糊图最大值下降到某个高度时,做一个与 平面平行的平面,这个平面与模糊图交迹围成的截面就是模糊度图。
线性调频信号的模糊图和模糊度图如图2.6和图2.7所示。其中,T=6us, B=3MHz, 。
 
图2.6 线性调频脉冲信号的模糊图
 
图2.7 线性调频脉冲的模糊度图 Matlab基于FPGA的旁瓣抑制滤波器设计仿真(4):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_7031.html
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