长二相编码信号的旁瓣抑制方法研究

1、长二相编码信号的旁瓣抑长二相编码信号的旁瓣抑 制方法研究制方法研究 课题内容课题内容 长二相编码信号脉压技术在很好地解决了脉 冲雷达作用距离和分辨力之间矛盾的同时，可以 进一步提升雷达的低截获性能。二相编码信号通 常采用基于匹配滤波的脉压处理技术，其脉压输 出信号的峰值旁瓣电平(Peak sidelobe level， PSL)不够理想，当目标较强时，其较高的旁瓣电 平将直接影响弱小目标的有效检测。因此，需要 进一步进行旁瓣抑制，以降低距离旁瓣电平，提 高雷达的检测性能。本课题将分析长二相编码信 号的特点，研究其旁瓣抑制方法。 1.1.二相编码信号基本概念二相编码信号基本概念 一般的相位编码信

2、号的复数形式表达式可以写成: 信号的复包络函数为: 其中 ,(t) 为相位调制函数 ,对于二相编码信号来说,(t)取0或 。tp 为相位编码子脉冲宽度, N 为码长, T = Ntp 为信号持续 期。 tfjtfj ete 00 22(t)j )(a(t)es(t) t t ec tj K 1 01 c ck k（1或-1）具有伪随机序列的特性，使得二相编码信号具 有抗干扰能力，并且码元ck的取值序列直接决定自相关函 数的特性。c ck k之积按乘法运算。 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 K c K c 2二相编码信号的自相关函数（非周期）二相编码信号的自相关函数（非周期） 二相编码信

3、号在实际应用中，主要考虑其脉压比，即自相 关函数的性质，该性质与脉冲压缩技术，匹配滤波理论是 密切相关的。 11 1 0(1) 1 12 (1) 1 ( ,0)(,0) 1 (,0)(,0) PmP ii m imP P mP c cmT P mTm P mP i mii ccm 1 0 2 )0,( 1) 0 , 4 ( 0) 0 , 3 ( 1) 0 , 2 ( 0) 0 , 1 ( 5) 0 , 0 ( 0 0 0 042 413 1 0 032 42312 2 0 022 4332211 3 0 012 443322110 4 0 02 cccc cccccc cccccccc ccc

4、ccccccc cccccccccccc i ii i ii i ii i ii i ii 3.二相编码信号的频谱及模糊函数二相编码信号的频谱及模糊函数 应用傅里叶变换 ,可得二相编码信号频谱以及模糊函数 表达式分别为: 模糊函数是从时间和频率两个方面对信号进行分析的。 二相编码信号的模糊函数大多呈近似图钉型 ,有比较高的距 离和多普勒分辨能力。 二相编码信号的带宽 B 与子脉冲带宽相近 ,即: 信号的时宽带宽积或脉冲压缩比为: 因此 ,采用长的二相码序列 ,能得到具有大时宽带宽积的脉冲 压缩信号。 理想模糊图（图钉型） 频谱图 模糊 4.巴克码巴克码 当码长P=13，CK的取值序列为1 1

5、1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 时就是巴克码，13位巴克码是经常使用的短二相编码信号。 1 2 0 0 ( ,0) 10 0 Pm KK m K P m mc c m 或 一、定义 二、频谱（13位巴克码为例） 2 1 2sin )213sin( 12)(sin 1)( fT fT fTc PTT f 4.旁瓣抑制旁瓣抑制 旁瓣抑制技术, 可以通过采用加权的方法来降低旁瓣。 消除旁瓣的方法可分别采用时域加权和频域加权。由于频域 加权时需要知道信号功率谱的解析式, 所以其应用受到了一 定的限制, 更多的是采用时域加权的方式。 旁瓣抑制滤波器的设计方法通常有两种: 一种是在匹配

6、 滤波器之后级联一个旁瓣抑制滤波器, 另一种是直接设 计失配滤波器代替匹配滤波器。 在本次设计中主要采用对于线性调频信号及相位编码信 号脉冲压缩旁瓣抑制的直接加窗加权法，是对信号采用时域 加权的直接失配滤波的一种旁瓣抑制方法。 常 见 的 窗 函 数 有 矩 形 窗 ( Rectangular) 、 巴 特 利 特 窗( Bartlett) 、汉宁窗( Hanning) 、海明窗( Hamming) 、 布莱克曼窗( Blackman) 、凯瑟窗( kaiser) 等。 1 2 25. 0 2 25. 05 . 0 N W N WWW RgRgRghng 本次设计中采用的是汉宁窗。汉宁窗（Ha

7、nning Window）又称升余弦窗， 汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和，或者说是3个型函数之和，而括号 中的两项相对于第一个谱窗向左、右各移动了/T，从而使旁瓣互相抵消，消去 高频干扰和漏能。可以看出，汉宁窗主瓣加宽并降低，旁瓣则显著减小，从减小 泄漏观点出发，汉宁窗优于矩形窗但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽， 频率分辨力下降。 根据傅里叶变换的线性性质和调制定理得到 2/1 2/1 2 25. 0 1 2 25. 05 . 0 Nj RgRgRg Nj hnghn j e N W N WW eWnwFTeW 1 2 25. 0 2 25. 05 . 0 N W N WWW RgRgRghng 当N1时， NN1 为汉宁窗的幅度响应函数。 hng W 5.程序流程图程序流程图 开始开始 hanning窗抑制旁瓣窗抑制旁瓣 结束结束 生成