雷达课程设计2010.doc

北京航空航天大学研究生课程设计 2009－2010学年 第一学期 学号 xxxxxx 姓名 贺飞扬 成绩 课程名称：《现代雷达系统理论》 报告题目：巴克码编码波形性质探讨 完成日期：2010年 1 月 10 日 授课教师： xxx 教授 巴克码编码波形性质探讨 摘要：巴克码作为脉冲压缩编码波形，能获得较高的距离分辨率和最大可能探测距离，研究其波形特性对于雷达应用非常必要。本文对巴克码信号特性进行了初步的探讨和研究，包括信号频谱特性和模糊特性，为下一步深入研究打下了基础。 关键词：脉冲压缩；巴克码；模糊函数 1 引言 对于雷达来说，距离分辨率和最大可探测距离是一对矛盾变量，大的探测距离意味着需要更长的脉冲宽度而好的距离分辨率则需要短脉冲。如果要两方面兼得的话就要采用脉冲压缩技术，二进制相位编码就是采用这样的技术。??巴克码是一种具有特殊规律的二进制码字，它具有尖锐单峰特性的局部自相关性，而且这个特殊码字在信息码元在噪声环境中不易出现以便于识别。本文讨论了巴克码波形的解析表达式、信号频谱特性、信号模糊函数及相干脉冲串的模糊特性，并对相应的特性做了matlab仿真，对巴克码的一些性质做了初步的探讨。 2 巴克码波形分析 2.1 巴克码规律分析 巴克码的特殊规律是：若一个n位的巴克码，每个码元只可能取值，则它必然满足条件： （1） 式（1）中，称为局部自相关函数。从巴克码计算的局部相关函数得出巴克码的局部自相关函数具有尖锐的单峰特性，峰值在时发生。自相关函数长度为，除点外的其它值为其旁瓣，且旁瓣取值关于0点对称，我们希望峰值旁瓣越小越好。目前人们已找到了多个巴克码字，具体情况如表1所示。表中+表示+1，–表示–1。 表1 位数n 巴克码字 2 + +；–+ 3 + +– 4 + + +–；+ +–+ 5 + + +–+ 7 + + +––+– 11 + + + –––+––+– 13 + + + + +––+ +–+–+ 图3 对应图1的等值线图 巴克码的固定峰值副瓣电平为1，主瓣峰值为，当取13时，最好的副瓣衰减为，在实际的雷达运用中不能满足需要。若取巴克码的组合【2】，则可以获得更大的压缩比，但峰值副瓣电平相应的会变大，使得干扰恶化。如取3位和4位巴克码的组合，把4位巴克码嵌入3位码字中，这时压缩比为，但其副瓣自相关函数相对于主瓣恶化了，如图4所示： 图4 34位组合巴克码模糊函数零多普勒切片 4 相干脉冲串模糊特性分析 考虑式(3)描述的巴克码波形，其相干脉冲串表达式为： (10) 这里表示相干脉冲重复间隔，则相干脉冲的模糊函数表达式为【1】: (11) 其中，巴克码模糊函数由表示。将（9）式带入（11）式即可得到巴克码相干脉冲串的模糊函数。 5 结论 本文在利用matlab仿真的基础上，对巴克码的信号特性做了初步的探讨，巴克码相关特性适合匹配滤波器的特性，但由于二进制巴克码的位数有限，在雷达实际应用中要采取抑制旁瓣的方法，若能找到位数更多的巴克码，则必将改善峰值旁瓣比，同时获得大的压缩比，从而更易对目标信号进行识别。 参考文献 1.许小剑，黄培康，《雷达系统及其信息处理》，2009 2.B.R.Mahafza,Radar systems Analysis and Design Using MATLAB,SecondEdition,LLC,2005. 3.丁留贯，顾松山，气象雷达的脉冲压缩技术研究【J】。大气与环境光学学报,2007,vol.2,No 4. 附录：模糊函数程序 function [ambig] = barker_ambig(bk_input) % bk_input表示输入的巴克码的组合如七位的巴克码：[1 1 1 -1 -1 1 -1] % 计算巴克码模糊函数并作图 N = size(bk_input,2); tau = N; Barker_code = bk_input; samp_num = size(Barker_code,2) *10; n = ceil(log(samp_num) / log(2)); nfft = 2^n; %做fft的点数 u(1:nfft) = 0; j = 0; for index = 1:10:samp_num index; j = j+1; u(index:index+10-1) = Barker_code(j); en