1、脈沖壓縮技術機理雷達系統工程與應用課程講義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理脈沖壓縮與模糊函數擴頻通訊及其應用總結2信噪比SNR與雷達徑向分辨率3簡單脈沖雷達中信噪比與徑向分辨率的矛盾SNR與系統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脈沖來達到高徑向分辨率呢？矛盾4脈沖累計算法提高信噪比123ki=1, 2, 3, k基本固定隨機變化單個脈沖累計脈沖K次的同步脈沖累計可以把信噪比增強K倍5問題為什么脈沖累計算法可以增強信噪比？因為用于觀測的時間增加

2、了K倍 用于觀測的能量增加了K倍6脈沖壓縮算法提高信噪比123k不連續發射連續發射如何區分不同時間段的回波？即如何對不同窄脈沖編號？可以采用“頻率編號”或“相位編號”7“頻率編號”強度f1f2頻率變化時域視圖8“相位編號”1-10強度相位，如00 ，11801 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 19脈沖壓縮（脈沖累計）1 2 3 4 5 6 7 8 9K脈沖壓縮K倍強度，K倍SNR（相對于單個窄脈沖）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1目標2發射脈沖寬度T壓縮脈沖寬度t徑向分辨率與t有關，與T無關壓縮無法分辨可以分辨11

3、時間帶寬積KT/t=BT，壓縮比K或BT為脈沖壓縮算法的（SNR）增益B為實際帶寬T為實際脈沖寬度一般BT1簡單脈沖雷達情況BT112脈沖壓縮的實現傳統采用SAW（表面聲波）器件產生調頻信號和壓縮信號（時延電路）。也可以采用數字電路進行相位調制和壓縮（相關器Correlator）。詳細介紹參見Skolnik等參考書。13脈沖壓縮與擴頻通訊脈沖壓縮Pulse Compression擴頻技術Spread Spectrum同一種技術在不同領域的兩種叫法14為什么叫擴頻通訊？15擴頻通訊系統的實現16抗干擾17提高信噪比18擴頻通訊的應用無線局域網802.11全球導航衛星系統GPS，Galileo移動

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

5、tions, IntegrityCLKSGNMAG信號變頻數字采樣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星，版權所有PRN10, Doppler11PRN10, Doppler12Psri = Ri + dTsv *C + Tiono*C +Ttrop*C + Trelav*C + Rnoise + dTrcvr*CCDMAC/A、P(Y)、50bps數據調制正弦信號RelativisticC/A 1ms, 1023chips,300m/chipP(Y) 1week, 10230chips, 30m/chipSearchTrackingC/N0DLLPLLPsr ADRNavDateEGNOS基帶軟件21總結脈沖壓縮技術是打破BT1限制的