雷达大作业---线性脉冲压缩及仿真.docx

雷达原理大作业评分匹配滤波处理在雷达信号处理中的应用学院：电子工程学院作者：2016年4月14日匹配滤波处理在雷达信号处理中的应用一．摘要匹配滤波处理在雷达接收机中十分重要，它可以有效地提升信噪比。对于发射普通脉冲信号的雷达来说，距离分辨率的提升和最大工作距离的提升是不能同时做到的。脉冲压缩信号可以很好地解决这个问题。脉冲压缩信号经常使用线性调频信号作为载波，这样调制的发射脉冲的回波信号经过匹配滤波器后，可以解决距离分辨率和最大工作距离的矛盾。本文首先从理论上叙述了匹配滤波，线性调频信号的脉压信号经过匹配滤波器后的波形；然后做了线性调频脉压信号经过匹配滤波器的仿真，外加高斯白噪声的线性调频脉压信号经过匹配滤波器的仿真，和三个重叠回波经过匹配滤波器后被清晰地区分开的仿真。仿真结果证明了匹配滤波器能有效得提升信噪比，和以线性调频信号为载波的脉压信号经过匹配滤波器后宽度大大变窄这两个结论。AbstractThe process of matched filtering is of great significance in radar receiver, for it can raise up signal-noise ratio efficiently. As far as radar that emits normal pulsed signal is concerned, to increase range resolution and the max working distance at the same time is impossible. However, pulse compression signal can be used to solve this problem. Pulse compression signal is usually used as carrier wave by chirp signal, so that after the echo signal of the modulated transmitted pulse signal goes through the matched filter, the conflict between range resolution and the max working distance can be solved.This paper firstly describes matched filtering theoretically, as well as presents waveform of the chirp signal after going through matched filter. Then put the theory into simulation, and shows how three overlapped echo signals are clearly distinguished after matched filtering. Finally, the result of the simulation proves that the width of the pulse compression signal whose carrier wave is linear frequency modulated signal is narrowed after going through matched filter.二．匹配滤波器对于一个雷达接收机来说，接受到的往往是回波信号和噪声的叠加。完全去除掉噪声是不现实的。我们能做到的是只能是让信噪比尽可能地大，使后面的系统处理更加准确。滤波器可以完成这样的工作。滤波器往往有两个目的：使有用分量尽可能地强，抑制信号带之外的噪声。这样，输出的信噪比就会提高。其中，匹配滤波器可以使某一时刻的信噪比最大，这也是在雷达信号处理中常常使用匹配滤波的原因。接下来探究匹配滤波器的传输函数：设匹配滤波器的传输函数为，输入信号（回波信号叠加噪声），其中是有用的回波信号，其傅里叶变换为；是高斯白噪声，其双边功率谱密度为。雷达接受机和匹配滤波器简图如下：则，其中是回波信号输入分量经过匹配滤波器后的回波信号输出分量，是噪声分量经过匹配滤波器后的输出噪声分量。有：输出噪声平均功率为：在抽样时刻，滤波器输出信号的瞬时功率与噪声平均功率之比为：在给定输入的情况下，只与有关，我们求得的若能使最大，那么传输函数为的滤波器就是匹配滤波器了。施瓦兹不等式为:当且仅当时上式中等号成立。令，，则而由上式知，当时，有最大值：即匹配滤波器的传输函数为：，其时域表达式为：，最大输出信噪比。三．线性调频信号利用普通的脉冲调制信