孙全　高雅

摘要：雷达信号处理中常采用对线性调频信号进行脉冲压缩，提高雷达作用距离和距离分辨率。脉冲压缩后输出信号主副瓣比比较低，易形成虚假目标，应对输出的信号进行降低副瓣的加权处理。文中分析了脉压加权处理后对雷达测距的影响，并通过仿真验证了结论的正确性。

关键词：线性调频；脉冲压缩；加权处理；雷达测距

中图分类号：TN957.51 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0087-02

1 引言

现代雷达的测距一般是通过测量目标的回波的延迟时间来实现。雷达对目标的距离分辨率受回波信号的脉冲的宽度影响，降低信号的脉冲宽度，可以提高雷达的距离分辨率，但会导致雷达的平均发射功率变小，雷达的作用距离降低。为了解决雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾，现代雷达通常采用线性调频信号进行脉冲压缩，同时提高雷达作用距离和距离分辨率。但是脉冲压缩后输出的信号主副瓣比通常比较低，易形成虚假目标等，对脉冲压缩后输出的信号须再进行降低副瓣的加权处理。但加权处理会导致信噪比的损失和主瓣展宽，从而影响雷达作用距离和雷达距离分辨率。本文通过相关软件进行仿真计算，对线性调频信号脉冲压缩以及加权处理过程进行仿真，分析了信息经过处理后对雷达测距的影响。

2 线性调频信号

S（t）与s（t）具有相同的幅频特性，因此，对S（t）信号进行Matlab仿真，线性调频信号（脉冲宽度T=20μs，带宽B=30MHz，）的时域波形和幅频特性如图2所示。

3 脉冲信号处理

3.1 脉冲压缩

理想的脉冲压缩滤波器就是匹配滤波器，信号的匹配滤波器的时域脉冲响应为： （5）

是使滤波器物理可实现所附加的时延。理论分析时，可令=0，重写（5）式， （6）

如图3，当时，为其第一零点坐标；当时，，因此，压缩后的脉冲宽度为：

脉冲压缩后的信息仿真和理论对比如图4、图5所示。

3.2 加权处理

线性调频信号经过脉冲压缩后，输出信号具有sinc函数型包络，最大负瓣电平和主瓣电平相差-13.4dB，主副瓣比通常比较低，易形成虚假目标等，通常在脉冲压缩滤波器级联一频率响应具有某种锥削函数的副瓣抑制滤波器，进行加权处理，锥削函数也称加权函数[3]。加权函数种类很多，常用的有汉明加权、余弦平方加权、余弦立方加权。本文采用较为简单的余弦平方加權函数：

线性调频脉冲经过匹配滤波后，输出具有矩形频的sinc波形，加权后，输出信号可得：

脉冲压缩后，输出信号主瓣宽度为，进行过加权处理后，脉冲宽度为

加权处理后输出信号如图6所示。

4 对雷达测距的影响分析

雷达的作用距离公式和信噪比关系如下[2]：

式中，为输出信号的信噪比，信噪比降低了1.7dB（见公式13），则雷达作用距离降低为原来的0.958。

式中，是雷达距离分辨率，光速C是常数，是脉冲宽度，在加权处理前为，加权处理后为，可见加权处理后，雷达距离分辨率变为原来的1.62倍，距离分辨率变差。

5 结语

在雷达系统中，对线性调频信号进行脉冲压缩，能够较好地解决作用距离和分辨力之间的矛盾，但是脉冲压缩后，副瓣峰值过高，易形成虚假目标等，需要对脉冲压缩信号再进行加权处理，加权处理能抑制副瓣，但信噪比降低、主瓣宽度展宽，导致雷达作用距离降低，雷达距离分辨力变差。通过仿真计算，采用余弦平方加权函数处理后，雷达作用距离降低为原来的0.958倍，距离分辨率为原来的1.62倍。

参考文献

[1]马晓岩，向家彬，朱裕生，等.雷达信号处理[M].湖南科学技术出版社，1998.

[2]丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安电子科技大学出版社，2002.

[3]吴顺君，梅晓春.雷达信号处理和数据处理技术[M].电子工业出版社，2003.