雷达信号分析南京理工大学朱晓华教授博士生导师主讲.ppt
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1、雷达信号分析与处理,朱 晓 华,课程内容,1 绪论 1.1雷达信号的复数表示 1.2雷达信号的相关特性 2 最佳线性滤波器 3 雷达测量精度和分辨力 3.1 “点目标”回波的数学模型 3.2 雷达测距精度 3.3 雷达测速精度 3.4 信号的非线性相位特性对测量精度的影响 3.5 雷达不定原理 3.6 距离分辨力 3.7 速度分辨力,4 模糊函数 4.1 模糊函数的推导 4.2 模糊函数与分辨力的关系 4.3 模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系 4.4 模糊函数的主要性质 4.5 模糊图的切割 4.6 模糊函数与精度的关系 4.7 利用模糊函数对典型脉冲雷达信号进行分析 5 调频脉冲信号 5.
2、1 线性调频脉冲信号的产生 5.2 线性调频脉冲信号的频谱 5.3 线性调频脉冲信号的波形参量,5.4 线性调频脉冲信号的模糊函数 5.5 线性调频脉冲信号的性能 5.6 线性调频脉冲信号的处理方法 5.7 线性调频脉冲信号的加权处理 6 相位编码脉冲信号 6.1二相编码信号 6.2二元伪随机序列 6.3巴克(Barker)序列 6.4 巴克码的处理 6.5 巴克码旁瓣的抑制 6.6 增加巴克码长度的方法 6.7 相位编码信号多普勒敏感问题 6.8 多相编码信号简介,7 相干脉冲串信号 7.1相干脉冲串信号 7.2 均匀脉冲串信号的频谱 7.3 均匀脉冲串信号的模糊函数 *7.4 均匀脉冲串信
3、号的性能 *7.5 均匀脉冲串信号的处理方法 *7.6 其它形式脉冲串信号简介 *8 其它信号分析与处理,第一章 绪论,一、雷达所面临的问题 (电子干扰、低空突防、ARM、隐身) 二、雷达发射的信号 三、雷达发射信号的发展 四、新型雷达信号的要求 1)不易被对方侦察和模拟,应采用复杂的调制; 2)有良好的分辨力和抗消极干扰的能力,要求信号应 又有“图钉”型的模糊函数; 3)具有极宽的频带,使任何快速侦察干扰系统均无法 施行瞄准式干扰; 4)容易进行最佳信号处理。 五、本课程的意义和特点,1.1 雷达信号的复数表示,一、目的(简化运算) 二、实窄带信号( ) 实窄带信号的能量:,三、实窄带信号的
4、复数表示 1、复解析表示法,2、复指数表示法 3、区别 复解析表示法频域,任意实信号 复指数表示法时域,窄带信号,1.2 雷达信号的相关特性,相关特性对随机信号和确知的规则信号都很重要! 一、相关特性的一般概念 相关特性是表征两个信号或一个信号相隔时间T的两点之间相互关联程度的大小。 互相关函数定义:,自相关函数: 性质: 1、共轭对称性:实信号的相关函数是 的偶函数; 2、自相关函数在原点的值等于信号能量; 3、原点的值最大; 4、相关函数的面积等于信号面积模的平方; 5、复信号自相关函数的付里叶变换是正实函数,与复信号的相谱无关。 若两个复信号在时域上具有不同的波形,但在频域上如具有相同的
5、能谱,这两个信号的相关函数就完全相同。,二、相关与卷积的关系 区别:相关运算中被积函数之一没有折选过程;而卷积运 算中被积函数之一有折迭过程。 两者之间的关系: s2(t)共轭对称(偶实函数)有: 自相关函数: s1(t)共轭对称(偶实函数):,第二章 最佳线性滤波器,噪声的影响:信号的检测能力下降、测量精度降低。 一、最佳线性滤波器的准则 准则的要求:物理可实现;唯一解答;能求解的数学表达式。 输入:r(t)=u(t)+n(t);输出:y(t)=u0(t)+n0(t) 1、输出信号的峰值功率: 、输出的噪声平均功率: 、信号噪声比:,二、匹配滤波器的脉冲响应特性 变分法解;许瓦兹不等式。 由
6、等号成立的条件得:,三、匹配滤波器的频率特性,四、匹配滤波器中几个问题的讨论 1、输出功率信噪比: 2、时间t。的意义及选择 3、准则问题 4、相位影响 5、时延和频移的适应性 6、与相关器的关系,第三章 雷达测量精度和分辨力,为研究分析各种复杂信号的性能提供了理论基础,也是优化雷达波形设计的基础。 1、精度、分辨的概念 (最大理论精度、固有分辨力) 2、分析的前提 3、目的(波形参量),3.1 “点目标”回波的数学模型,点目标:目标尺寸远小于雷达分辨单元。 分析条件:传播无衰减;不考虑天线方向性; 径向速度为正。 一、静止点目标 二、运动点目标,经过推导有: 运动目标的影响: 压缩/展宽;多
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