复合线性调频信号的模糊函数分析

复合线性调频信号的模糊函数分析

anUniversityofTechnology（2011）Vol．27No．4西安理工大学学报JournalofXi’4710（2011）04-0481-05文章编号：1006-

481

复合线性调频信号的模糊函数分析

1211刘领容，王凌，姚远程，张小乾

（1．西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621010；2．中国工程物理研究院，四川绵阳621000）

摘要：为提高单斜率线性调频信号的距离速度联合分辨力，提出了一种正负双斜率的复合线性调频信号，推导并分析了该信号的模糊函数。仿真得到了复合线性调频信号以及单斜率线性调频两

－3dB模糊度图、种信号的模糊函数图、距离模糊函数图以及速度模糊函数图，对比研究发现复合

线性调频信号相对单斜率线性调频信号具有更好的速度分辨力和距离速度联合分辨力。关键词：复合线性调频信号；线性调频；模糊函数；分辨力中图分类号：F830.5文献标志码：A

AnalysisofAmbiguityFunctionofCombinedLinearFrequencyModulationSignal

LIULingrong1，WANGLing2，YAOYuancheng1，ZHANGXiaoqian1

（1．FacultyofInformationEngineering，SouthWestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSichuan621010；

2．ChineseAcademyofEngineeringPhysics，MianyangSichuan621000）

Abstract：Inordertoimprovethejointdistance-velocity-resolutionofthesingleslopelinearfrequencymodulation（LFM），acomposedlinearfrequencymodulationradarsignalcomposedofchirpupandchirpdownslopesisproposed．Theambiguityfunctionsofthecomposedlinearfrequencymodulationsignalandthesingleslopelinearfrequencymodulationsignalarededucedandanalyzed．Thesimulationsofthetwokindsofsignalsabouttheambiguityfunction，－3dBambiguitygraph，distanceambiguitygraphandve-locityambiguitygraphhavebeenpresentedandcompared．Thedifferencesofthemshowthatthecom-posedlinearfrequencymodulationradarsignalhasabetterperformanceonvelocityresolutionandjointdistance-velocity-resolutionthanthesingleslopelinearfrequencymodulationradarsignal．

Keywords：combinedLFMsignal；LFM；ambiguityfunction；resolution现代雷达为了解决探测距离和距离分辨力之间的矛盾，常采用调频或调相的方法来增加信号带宽，线性调频信号（LFM）通过非线性相位调制具有大的时宽带宽积，不仅解决了距离分辨力与探测距离而且具有好的速度分辨力，因而备受青之间的矛盾，［1-3］

。模糊函数是雷达信号处理的重要工具，睐能有效地分析雷达的测量精度、目标分辨力、距离模糊和杂波抑制能力。传统线性调频雷达信号一般采用模糊函数呈斜刀刃状，原点处单斜率线性调频信号，

能量最大，虽然具有好的距离分辨力和速度分辨力，但模糊函数图的旁瓣沿调频斜率方向下降较慢，因而距离速度联合分辨力很低。单分量线性调频信号的模糊函数过原点沿调频斜率呈直线分布

［4］

则仅在原点附近的主瓣与主瓣叠加，旁瓣基率分布，

本保持不变，主瓣孤立而凸起，主副瓣比得以提高，模糊函数图的－3dB截面面积减小，速度和距离的联合分辨力得到提高。本研究具体推导了正负双斜CLFM）的率线性调频信号（即复合线性调频信号，模糊函数，将其与单斜率线性调频信号的模糊函数进行对比分析，并绘制了模糊函数图进行验证。

1单斜率线性调频信号的模糊函数

模糊函数的实质是信号匹配滤波器的输出，其

［4］

定义式为：

=|

，因此

构造不同调频斜率的复合线性调频信号使各分量的

模糊函数自项分布都过原点，并沿着不同的调频斜

收稿日期：

χ（τ，ν）

∫

+∞

－∞

u（t）u*（t+τ）e2jπνtdt|（1）

u（t）表示信号x（t）的复包络，其中，其中τ表示时延，ν

2011-06-02

基金项目：国家自然科学基金和NASF联合基金资助项目（10876035）。

），mail：491751695@qq．com。作者简介：刘领容（1986-女，湖南邵阳人，硕士生，研究方向为雷达信号处理。E-），mail：lingcodqq@yahoo．cn。王凌（1961-男，重庆人，教授，研究方向为雷达引信。E-

复合线性调频信号的模糊函数分析

482

表示多普勒频，非零时的模糊函数τ和ν表示与标称目

|χ（τ，标有不同距离和不同多普勒的目标回波。ν）|随着τ和ν的增加下降得越迅速分辨力越高，即模糊［5］

度越小。线性调频信号的复包络可表示为：

u（t）=

西安理工大学学报（2011）第27卷第4期

为距离瑞利分辨力。由（6）式得，当πνtp=Nπ（N取

|χ（0，非零整数）时，ν）|=0，当速度模糊函数出现±1，第一零点时，ν=即为速度瑞利分辨力。tp

{

1jπkt2

，0＜t＜tpp0，其他

（2）

2复合线性调频信号及其模糊函数

B为信号带宽，tp为信号其中，调频斜率k=2πB/tp，时宽，信号的时宽带宽积为D=tpB。线性调频信号的模糊函数为

［5］

复合线性调频信号是采用正负两个斜率分量的

|k|=2πB/tp，即，为了方便比较设线性调频信号，

其角频复合信号的总带宽与单斜率LFM带宽相同，率与时间的函数关系为：

2πf0+kt，－tp≤t≤0

ω（t）=

2πf0－kt，0＜t≤tp

：

χ（τ，ν）=

π（ν－kτ）（tp－|τ|）］（ν－kτ）（tp－τ）－kτ2］sin［ ejπ［×

π（ν－kτ）（tp－|τ|）

tp－|τ|

，|τ|＜tp

tp

0，||

τ≥tp

（3）

其模值为：

π（ν－kτ）（tp－|τ|）］ |sin［×π（ν－kτ）（tp－|τ|）

|χ（τ，ν）|= tp－|τ|

|，|τ|＜tp

tp

0，||

τ≥tp

（4）

令ν=0，可得距离模糊函数为：

|χ（τ，0）|=

|

sin［π（－kτ）（tp－|τ|）］tp－|τ|

×|=

tpπ（－kτ）（tp－|τ|）sinc［πkτ（tp－|τ|）］

tp－|τ|

，|τ|＜tp

tp

（5）

令τ=0，可得速度模糊函数为：

sin（πνtp）

|χ（0，|=sinc（πνtp），|τ|＜tpν）|=|

πνtp

（6）

由（4）式得，当ν－kτ=0时|χ（τ，ν）|=1－

tp－|τ|

=tp

{

（7）

由（7）式可以看出，该信号的时宽带宽积是单斜率LFM的两倍，因此较单斜率LFM具有更好的脉该信号的包络形式表达式为：冲压缩性能。

t－tp－jπkt221t1

u（t）=（）ejπkt+（）e

ttpppp

（8）

rect（t）=式中，

{1，－1≤t≤0

。

0，其他

将（8）代入（1）式可得复合线性调频信号的模糊函数。由于雷达接收机只对有效段内的回波信号进行目标信息提取，假若此信号的最大目标时延为

0］和［tp］，0，τmax，则有效段为［τmax－tp，τmax，在［τmax］区间的两分量间的互模糊函数不存在，因此，复合信

号的模糊函数可等效为：

χ（τ，ν）=χa（τ，ν）+χb（τ，ν）

其中：

χa（τ，ν）=

21+∞tt+τ－jπk（t+τ）22jπvt

rect（）ejπktrect（）eedt2tp－∞ …… 此处隐藏：6888字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……