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DSP实验报告 班级：学号：姓名： 其中，信号的复包络为 为脉冲宽度；为调频斜率，为调频带宽，也称频偏。 2.LFM信号的脉冲压缩处理 雷达系统为了满足提高探测距离和距离分辨率的双重要求，就要求采用大时宽带宽积信号。脉冲压缩处理将发射的宽脉冲信号压缩成窄脉冲信号。它既可以发射宽脉冲以提高平均功率和雷达检测能力，又能保持窄脉冲的距离分辨率。 雷达几乎都是在数字域进行脉压处理的，脉冲压缩本身就是实现信号的匹配滤波。一般情况下，可以推导出匹配滤波器的脉冲响应为 在讨论匹配滤波器时，通常取，同时时延可以不予考虑，这时上式变为了 匹配滤波器的输出为 将LFM信号的表达式代入上式可以得到匹配滤波器的输出为 脉压输出结果均具有sinc函数的包络形状，其-4dB主瓣宽度为，第一旁瓣的归一化副瓣电平为-13.2dB. 如果输入脉冲幅度为1，匹配滤波器的通带内传输系数的增益为1，则输出脉冲幅度为，这里表示脉压比。这样通过提高脉压比就可以获得大的时宽带宽积。 现代雷达脉冲压缩处理均采用数字信号处理的方式。实现方法有两种：当要求较小的脉压比时，经常采用时域相关的处理方式（进行先行卷积）；当要求较大的脉压比时，通常利用FFT以及IFFT在频域实现。 3.动目标显示（MTI）原理 当固定目标、地杂波（低速）等与运动目标处于同一距离单元时，前者的回波强度通常较强，以致运动目标的回波被“淹没”其中。故必须设法对二者进行区分。根据多普勒频率与速度的关系可知，固定目标的多普勒频率为零，慢速运动的杂波中所含有的多普勒频移也集中在零频附近，它们的回波经相位检波后，输出信号的相位将不随时间变化或随时间作缓慢变化，反映在幅度上则为其幅度不随时间变化或随时间缓慢变化。相反，运动目标回波经相位检波输出后，因其相位随时间变化较大，反映在幅度上也是其幅度随时间变化较快。因此，若将同一距离单元在相邻重复周期内的相位检波输出作相减运算，则固定目标回波将被完全对消，慢速杂波也将得到很大程度的衰减，只有运动目标回波得以保留。显然这样便可将固定目标、慢速杂波与运动目标区别开来。这就是MTI对消的基本原理。 一次相消器的时域响应： 系统函数： 频率响应： 可以看出它在处有零点，因此可以起到抑制固定目标和慢速杂波的作用。又因为其频响函数的幅度与多普勒频率有关，从而和目标的速度有关，因此做MTI后不同速度的目标将呈现出不同的幅度。 4.动目标检测（MTD） MTD是MTI的改进或更有效的频域处理技术，MTD是采用加权的DFT实现的。 实际工作中，多普勒频移不能预知，因此需要采用一组相邻且部分重叠的滤波器组，覆盖整个多普勒频率范围。滤波器（窄带多普勒滤波器组）结构如下图所示： 图1 窄带多普勒滤波器组 设加在横向滤波器的个输出端头的加权值为： （8） 表示第个抽头，而表示从0到的标记，每一个值对应一组不同的加权值，决定一个独立的滤波器响应。 横向滤波器的脉冲响应： （9） 频率特性： （10） 滤波器的峰值产生于=0处，当时，滤波器峰值位于，即该滤波器的中心位置位于零频以及重复频率的整数倍。每个值决定一个滤波器响应，全部滤波器响应覆盖了从零到的频率范围，由于信号的采样性质，超出的频率部分将按同样的响应周期进行覆盖，因此会在频率上产生模糊，即速度模糊。 多普勒滤波器实际上就是对目标的多普勒频率进行加权累积，因此每个多普勒滤波器通道的输出峰值位置正好对应目标的多普勒频率位置，也就是对应目标的速度。 四、实验结果 试验中用到的目标速度与距离参数与自己的学号有关，具体结果见下表： 表1 目标参数 目标1 目标2 目标3 目标4 速度（m/s） 50 -100 0 322 距离 (m) 2800 8025 8025 13400 1. LFM信号频域脉压结果 下图给出了频域脉压结果图，其中去掉了前暂态点以及后填充点。 图1频域脉压结果 图2 频域脉压结果（放大图） 如图所示，横坐标是采样点，纵坐标表示目标回波的强度。由于雷达的作用距离为1/2*240*300=36000米，每个脉冲的采样点数为480点，则每两个采样点之间的真实距离36000/480=75米。通过图3，可以根据目标位于的距离单元数（x轴数值）计算出目标的真实距离。 另外，从图中可以看出，第一个目标的幅度比其实际功率要小很多。这是因为雷达由于在发射信号时不能接受信号，因此存在一个闭锁期。从编程中可以看出闭锁期有84个采样点（闭锁期的大小与信号时宽有关系），从而可知恰好不发生遮挡的目标距离为 而第一个目标的距离为，因此处于闭锁期内，所以回波信号不能被完全接