第1&2章雷达信号分析与处理(研)

课程内容1绪论1.1研究雷达信号的目的意义1.2雷达信号的复数表示1.3雷达信号的相关特性2最佳线性滤波器3雷达测量精度和分辨力3.1“点目标”回波的数学模型3.2雷达测距精度3.3雷达测速精度3.4信号的非线性相位特性对测量精度的影响3.5雷达不定原理3.6距离分辨力3.7速度分辨力4模糊函数4.1模糊函数的推导4.2模糊函数与分辨力的关系4.3模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系4.4模糊函数的主要性质4.5模糊图的切割4.6模糊函数与精度的关系4.7利用模糊函数对典型脉冲雷达信号进行分析5调频脉冲信号5.1线性调频脉冲信号的产生5.2线性调频脉冲信号的频谱5.3线性调频脉冲信号的波形参量5.4线性调频脉冲信号的模糊函数5.5线性调频脉冲信号的性能5.6线性调频脉冲信号的处理方法5.7线性调频脉冲信号的加权处理5.8NLFM脉冲信号分析5.9LFM脉冲信号雷达介绍5.10LFM连续波信号分析6相位编码脉冲信号6.1二相编码信号6.2二元伪随机序列6.3巴克（Barker）序列6.4巴克码的处理6.5巴克码旁瓣的抑制6.6增加巴克码长度的方法6.7相位编码信号多普勒敏感问题6.8多相编码信号简介6.9二相编码信号雷达介绍（脉冲、连续波）7相干脉冲串信号7.1相干脉冲串信号7.2均匀脉冲串信号的频谱7.3均匀脉冲串信号的模糊函数7.4均匀脉冲串信号的处理7.5均匀脉冲串信号的性能7.6其它脉冲串信号分析8其它信号分析与处理参考书：1、朱晓华，《雷达信号分析与处理》，国防科技出版社2、林茂庸，《雷达信号理论》，国防科技出版社3、N.LEVANON,E.MOZESON,RADARSIGNALS,AJOHNWILEY&SONS,INC.,PUBLICATION4、W.S.BURDIC,RADARSIGNALANALYSIS1绪论1.1研究雷达信号的目的意义一、雷达所面临的问题电子干扰(干扰机,欺骗式)低空突防(巡航导弹)ARM(百舌鸟反辐射导弹)隐身(F117A隐身攻击机)二、雷达发射的信号与通信不同，信息在回波中，与发射信号形式有关。三、雷达发射信号的发展SP、LFM（NLFM）、B（Q）PSK、PS、PD、FS四、新型雷达信号的要求不易被对方侦察和模拟(LPI)，应采用复杂的调制有良好的分辨力和抗消极干扰的能力，要求信号应又有“图钉”型的模糊函数具有极宽的频带，使任何快速侦察干扰系统均无法施行瞄准式干扰容易进行最佳信号处理五、本课程的意义和特点意义：新体制理论基础、对系统指导作用特点：基本概念、基本理论、基本方法、数学近视、框图、信号决定雷达性能（固有分辨力和最大理论精度）1.2雷达信号的复数表示一、目的（简化运算）二、实窄带信号（）实窄带信号的能量：)](2cos[)()(0ttftatxdttadttxE22)]([21)(0fB三、实窄带信号的复数表示1、复解析表示法ttxdtxtxtxjtxdtxjdtxtjttxtsfUfXfSfffXfSfXtxaaa1)()(1)()()()(1)()(]21)(21[)(2)()()(2)(000)(2)()()(^^2、复指数表示法3、区别复解析表示法——频域，任意实信号复指数表示法——时域，窄带信号)](Re[)()()()()()](2sin[)()](2cos[)()()(2)](2[0000tstxetatetetattftjattftatsetjtfjttfje0ff0)(0ffu)(fS0f0ff0)(210ffu)(210ffu)(f1.3雷达信号的相关特性相关特性对随机信号和确知的规则信号都很重要!一、相关特性的一般概念相关特性是表征两个信号或一个信号相隔时间T的两点之间相互关联程度的大小。互相关函数定义：dttstsdttstsR)()()()()(212112dttstsdttstsR)()()()()(121221自相关函数：性质：1、共轭对称性：实信号的相关函数是的偶函数；2、自相关函数在原点的值等于信号能量；3、原点的值最大；4、相关函数的面积等于信号面积模的平方；5、复信号自相关函数的付里叶变换是正实函数，与复信号的相谱无关。若两个复信号在时域上具有不同的波形，但在频域上如具有相同的能谱，这两个信号的相关函数就完全相同。dttstsdttstsR)()()()()(11二、相关与卷积的关系区别：相关运算中被积函数之一没有折迭过程；卷积运算中被积函数之一有折迭过程。关系：s2(t)共轭对称（偶实函数）有：自相关函数：s1(t)共轭对称（偶实函数）：1212()()()Rss1212()()()Rss1111()()()Rss1111()()()Rss2最佳线性滤波器噪声的影响：信号的检测能力下降、测量精度降低。一、最佳线性滤波器的准则准则的要求：①物理可实现；②唯一解答；③能求解的数学表达式。输入：r(t)=u(t)+n(t)；输出：y(t)=u0(t)+n0(t)1、输出信号的峰值功率：２、输出的噪声平均功率：３、信号噪声比：20200^)()(21)(dhttPedhNPeN20_)(4_^NPP二、匹配滤波器的脉冲响应特性①变分法解；②许瓦兹不等式。由等号成立的条件得：dhNdhtPPeeN2020_^)(4)()(21mNdtNPP200_^)(1)()(0tChm00t)(u)(u)(mh)(mh三、匹配滤波器的频率特性002**)(2*2020*)(])([])([)()(ftjttfjftjftjmefdtetdtettdtettfH02)()()(ftjfjmeeffH02)()()(ftfffHmm0f)(fu)(fu()Nf)(fn0f)(f0f)(fHm)(fmtf02KKjKKfttjKKfttjeatfeftdfeft)()()()()(0)(220)(22000)(00tu)(0tu四、匹配滤波器中几个问题的讨论1、输出功率信噪比：2、时间t。的意义及选择3、准则问题4、相位影响5、时延和频移的适应性6、与相关器的关系0202002)]([1)(1NEdttaNdtNm