雷達----脈沖壓縮

原因：

　　雷達的作用距離與距離分辨力存在矛盾。

最大作用距離

　　對於脈沖壓縮雷達，存在以下關系。

　　                                                           

　　所以通過增加發射信號的能量來提高作用距離的方法有兩條。

　　1、提高發射功率P_t——受限於雷達發射器件功率容限。

　　2、增大脈沖寬度

距離分辨率：

                                                                                                        

 

　　可以看出距離分辨率取決於雷達發射信號帶寬B。

　　對於簡單的脈沖雷達

                                                                           

 

 

 　　所以距離分辨率可以寫成。

                                                                              

 

　　可以看出，如果增加脈沖寬度雖然可以增加雷達作用距離但同時距離分辨力會變壞，即距離分辨率和最大作用距離存在矛盾。

 

 脈沖壓縮體制的提出。

1. 發射時采用寬脈沖以提高發射的平均功率，保證足夠的最大作用距離。
2. 接收時采用相應的脈沖壓縮法獲得窄脈沖，以提高距離分辨率。

                                                       

　　所以，脈沖壓縮雷達可用寬度為的發射脈沖來獲得相當於發射脈沖有效帶寬為的脈沖系統的分辨率。

 

 

　　脈沖壓縮很好的解決了距離分辨率和最大作用距離之間的矛盾。

　　脈沖壓縮比：

                                                                              

 

　　即脈壓比等於時寬-帶寬積，脈沖壓縮系統常用時寬-帶寬積的概念表征。

脈沖壓縮系統的顯著優點：

• 發射信號采用載頻按一定規律變化的寬脈沖，使其脈沖寬度與有效頻譜寬度乘積，這兩個參數基本獨立，因此可以分別加以選擇來滿足條件。
• 在發射機峰值功率受限的情況下可以提高平均功率來增大作用距離。
• 在接收機中設置一個與發射信號頻譜相匹配的壓縮網絡，使得寬脈沖信號變為窄脈沖，以提高分辨率。
• 有利於提高抗干擾能力。

 脈沖壓縮的實現條件：

• 發射脈沖必須有非線性的相位譜，或必須使其脈沖寬度與有效頻譜寬度的乘積遠遠大於1。
• 接收機中必須有一個壓縮網絡，其相頻特性應與發射信號實現“相位共軛匹配”。

                                      

 

 　　假定信號傳播與反射過程中。信號無失真，且增益為1.因此，壓縮網絡輸入端的目標回波脈沖信號就是發射脈沖信號，其包絡寬度為。頻譜為：

                                                                                

 

　　壓縮網絡的頻率特性為H(W),由匹配條件（相位共軛匹配）應滿足。

                                                                    

 

　　其中K為歸一化系數，t_d0為壓縮網絡固定延時。

　　經壓縮輸出信號包絡寬度為。峰值提高。輸出表達式：