脈沖壓縮技術(shù)機(jī)理

1、脈沖壓縮技術(shù)機(jī)理雷達(dá)系統(tǒng)工程與應(yīng)用課程講義11GIS所張雪虎 副教授2005-06-021概述脈沖壓縮的由來與目的脈沖壓縮的基本機(jī)理脈沖壓縮與模糊函數(shù)擴(kuò)頻通訊及其應(yīng)用總結(jié)2信噪比SNR與雷達(dá)徑向分辨率3簡(jiǎn)單脈沖雷達(dá)中信噪比與徑向分辨率的矛盾SNR與系統(tǒng)的帶寬成反比徑向分辨率與脈沖寬度成反比（即脈沖越窄，分辨率越高）窄脈沖，分辨率高，信噪比低寬脈沖，信噪比高，分辨率低那能不能使用長(zhǎng)脈沖來達(dá)到高徑向分辨率呢？矛盾4脈沖累計(jì)算法提高信噪比123ki=1, 2, 3, k基本固定隨機(jī)變化單個(gè)脈沖累計(jì)脈沖K次的同步脈沖累計(jì)可以把信噪比增強(qiáng)K倍5問題為什么脈沖累計(jì)算法可以增強(qiáng)信噪比？因?yàn)橛糜谟^測(cè)的時(shí)間增加

2、了K倍 用于觀測(cè)的能量增加了K倍6脈沖壓縮算法提高信噪比123k不連續(xù)發(fā)射連續(xù)發(fā)射如何區(qū)分不同時(shí)間段的回波？即如何對(duì)不同窄脈沖編號(hào)？可以采用“頻率編號(hào)”或“相位編號(hào)”7“頻率編號(hào)”強(qiáng)度f1f2頻率變化時(shí)域視圖8“相位編號(hào)”1-10強(qiáng)度相位，如00 ，11801 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 19脈沖壓縮（脈沖累計(jì)）1 2 3 4 5 6 7 8 9K脈沖壓縮K倍強(qiáng)度，K倍SNR（相對(duì)于單個(gè)窄脈沖）寬脈沖窄脈沖10徑向分辨率1 2 3 4 5 6 7 8 9K1 2 3 4 5 6 7 8 9K目標(biāo)1目標(biāo)2發(fā)射脈沖寬度T壓縮脈沖寬度t徑向分辨率與t有關(guān)，與T無關(guān)壓縮無法分辨可以分辨11

3、時(shí)間帶寬積KT/t=BT，壓縮比K或BT為脈沖壓縮算法的（SNR）增益B為實(shí)際帶寬T為實(shí)際脈沖寬度一般BT1簡(jiǎn)單脈沖雷達(dá)情況BT112脈沖壓縮的實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)采用SAW（表面聲波）器件產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)和壓縮信號(hào)（時(shí)延電路）。也可以采用數(shù)字電路進(jìn)行相位調(diào)制和壓縮（相關(guān)器Correlator）。詳細(xì)介紹參見Skolnik等參考書。13脈沖壓縮與擴(kuò)頻通訊脈沖壓縮Pulse Compression擴(kuò)頻技術(shù)Spread Spectrum同一種技術(shù)在不同領(lǐng)域的兩種叫法14為什么叫擴(kuò)頻通訊？15擴(kuò)頻通訊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)16抗干擾17提高信噪比18擴(kuò)頻通訊的應(yīng)用無線局域網(wǎng)802.11全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GPS，Galileo移動(dòng)

4、通訊CDMA，W-CDMA19全球衛(wèi)星導(dǎo)航GNSS20GPS/EGNOS系統(tǒng)工作過程2Mhz CDMA 1575.42MHz Spreaded with C/A code and Nav DataXi,Yi,ZidTrcvrdTsvdTionodTtropdTrelavRnoisePsriADRi2 SVs, 3SVsGeoMagHeight SeparDOPsINS combimeFilteringPVTTimePsrADRNavData相關(guān)器X1,Y1,Z1X2,Y2,Z2X3,Y3,Z3X4,Y4,Z4X5,Y5,Z5Xg, Yg, ZgGEO C/A, Nav Data, Correc

5、tions, IntegrityCLKSGNMAG信號(hào)變頻數(shù)字采樣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解算軟件北京東方聯(lián)星，版權(quán)所有PRN10, Doppler11PRN10, Doppler12Psri = Ri + dTsv *C + Tiono*C +Ttrop*C + Trelav*C + Rnoise + dTrcvr*CCDMAC/A、P(Y)、50bps數(shù)據(jù)調(diào)制正弦信號(hào)RelativisticC/A 1ms, 1023chips,300m/chipP(Y) 1week, 10230chips, 30m/chipSearchTrackingC/N0DLLPLLPsr ADRNavDateEGNOS基帶軟件21總結(jié)脈沖壓縮技術(shù)是打破BT1限制的