
【计】 pulse compression
脉冲压缩(Pulse Compression)是一种通过调制信号波形与接收端匹配滤波处理相结合的技术,旨在提升雷达、声呐等系统的距离分辨率与信噪比。其核心原理是通过对宽脉冲信号进行频率或相位调制(如线性调频),并在接收时压缩为窄脉冲,从而突破传统脉冲雷达中时宽与带宽的矛盾。
脉冲压缩基于时宽-带宽积理论,数学表达式为:
$$ Delta tau cdot B geq 1 $$
其中$Delta tau$为脉冲时宽,$B$为信号带宽。通过线性调频(LFM)等调制手段扩展信号带宽,再经匹配滤波器压缩时宽,实现高分辨率探测。
脉冲压缩是雷达信号处理中的关键技术,主要用于解决雷达探测中作用距离与测距精度之间的矛盾。以下从定义、原理、实现方式及数学关系等方面进行解释:
脉冲压缩通过发射宽脉冲信号(提高能量以增大探测距离),并在接收端对回波进行压缩处理,最终输出窄脉冲(提升距离分辨力)。这种技术结合了宽脉冲的强检测能力和窄脉冲的高精度特性。
线性调频(LFM)
发射信号的频率随时间线性变化,接收时通过匹配滤波器压缩脉冲。其数学表达式为:
$$
s(t) = text{rect}left(frac{t}{T}right) e^{j2pi(f_0 t + frac{1}{2}kt)}
$$
其中,$f_0$为载波频率,$k$为调频斜率,$T$为脉宽。LFM实现简单且对多普勒频移不敏感,应用最广泛。
相位编码
将宽脉冲分为多个子脉冲,通过编码改变各子脉冲的相位。接收时利用匹配滤波原理压缩信号,典型代表为二相编码。
非线性调频
频率变化非线性,虽能避免加权处理,但设计复杂,实际应用较少。
脉冲压缩解决了传统雷达中“宽脉冲能量高但分辨力低”的难题,使雷达兼具远距离探测与高精度测距能力,成为现代雷达系统的核心模块。
如需进一步了解具体调制方法或实现细节,可参考权威文献或雷达信号处理教材。
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