脉冲压缩技术机理

1、脉冲压缩技术机理雷达系统工程与应用课程讲义11GIS所张雪虎 副教授2005-06-021概述脉冲压缩的由来与目的脉冲压缩的基本机理脉冲压缩与模糊函数扩频通讯及其应用总结2信噪比SNR与雷达径向分辨率3简单脉冲雷达中信噪比与径向分辨率的矛盾SNR与系统的带宽成反比径向分辨率与脉冲宽度成反比（即脉冲越窄，分辨率越高）窄脉冲，分辨率高，信噪比低宽脉冲，信噪比高，分辨率低那能不能使用长脉冲来达到高径向分辨率呢？矛盾4脉冲累计算法提高信噪比123ki=1, 2, 3, k基本固定随机变化单个脉冲累计脉冲K次的同步脉冲累计可以把信噪比增强K倍5问题为什么脉冲累计算法可以增强信噪比？因为用于观测的时间增加

2、了K倍 用于观测的能量增加了K倍6脉冲压缩算法提高信噪比123k不连续发射连续发射如何区分不同时间段的回波？即如何对不同窄脉冲编号？可以采用“频率编号”或“相位编号”7“频率编号”强度f1f2频率变化时域视图8“相位编号”1-10强度相位，如00 ，11801 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 19脉冲压缩（脉冲累计）1 2 3 4 5 6 7 8 9K脉冲压缩K倍强度，K倍SNR（相对于单个窄脉冲）宽脉冲窄脉冲10径向分辨率1 2 3 4 5 6 7 8 9K1 2 3 4 5 6 7 8 9K目标1目标2发射脉冲宽度T压缩脉冲宽度t径向分辨率与t有关，与T无关压缩无法分辨可以分辨11

3、时间带宽积KT/t=BT，压缩比K或BT为脉冲压缩算法的（SNR）增益B为实际带宽T为实际脉冲宽度一般BT1简单脉冲雷达情况BT112脉冲压缩的实现传统采用SAW（表面声波）器件产生调频信号和压缩信号（时延电路）。也可以采用数字电路进行相位调制和压缩（相关器Correlator）。详细介绍参见Skolnik等参考书。13脉冲压缩与扩频通讯脉冲压缩Pulse Compression扩频技术Spread Spectrum同一种技术在不同领域的两种叫法14为什么叫扩频通讯？15扩频通讯系统的实现16抗干扰17提高信噪比18扩频通讯的应用无线局域网802.11全球导航卫星系统GPS，Galileo移动

4、通讯CDMA，W-CDMA19全球卫星导航GNSS20GPS/EGNOS系统工作过程2Mhz CDMA 1575.42MHz Spreaded with C/A code and Nav DataXi,Yi,ZidTrcvrdTsvdTionodTtropdTrelavRnoisePsriADRi2 SVs, 3SVsGeoMagHeight SeparDOPsINS combimeFilteringPVTTimePsrADRNavData相关器X1,Y1,Z1X2,Y2,Z2X3,Y3,Z3X4,Y4,Z4X5,Y5,Z5Xg, Yg, ZgGEO C/A, Nav Data, Correc

5、tions, IntegrityCLKSGNMAG信号变频数字采样PRN1, Doppler1PRN2, Doppler2PRN3, Doppler3PRN4, Doppler4PRN5, Doppler5PRN6, Doppler6PRN7, Doppler7PRN8, Doppler8PRN9, Doppler9PRN10, Doppler10Xr, Yr, Zr, dTrcvr(unknown)R1R2R3R4R5RgIonosphereTropospherePositionVelocityTimeGEO dataR1=(X1-XR)*(X1-XR) + (Y1-YR)*(Y1-YR)

6、+ (Z1-ZR)*(Z1-ZR) 1/2 + dTrcvr*CR2 = (X2-XR)*(X2-XR) + (Y2-YR)*(Y2-YR) + (Z2-ZR)*(Z2-ZR) 1/2 + dTrcvr*CR3 = (X3-XR)*(X3-XR) + (Y3-YR)*(Y3-YR) + (Z3-ZR)*(Z3-ZR) 1/2 + dTrcvr*CR4 = (X4-XR)*(X4-XR) + (Y4-YR)*(Y4-YR) + (Z4-ZR)*(Z4-ZR) 1/2 + dTrcvr*C解算软件北京东方联星，版权所有PRN10, Doppler11PRN10, Doppler12Psri = Ri + dTsv *C + Tiono*C +Ttrop*C + Trelav*C + Rnoise + dTrcvr*CCDMAC/A、P(Y)、50bps数据调制正弦信号RelativisticC/A 1ms, 1023chips,300m/chipP(Y) 1week, 10230chips, 30m/chipSearchTrackingC/N0DLLPLLPsr ADRNavDateEGNOS基带软件21总结脉冲压缩技术是打破BT1限制的