雷达测速与测距
GZH
2016/3/29
系统流程图
模块分析
1.1 原理分析
雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。对于给定的雷达系统，可达到的距离分辨力为 （1.1）
其中c为光速，为发射波形带宽。
雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨率能力就越好，即速度分辨率越好。
对于简单的脉冲雷达，，此处，为发射脉冲宽度。因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有
（1.2）
在普通脉冲雷达中，由于信号的时宽带宽积为一常数（约为1），因此不能兼顾距离分辨力外用贴剂和速度分辨力两项指标。
雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围，也是雷达的重要性能数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测范围。而发射功率的大小影响作用距离，功率大则作用距离大。发射功率分脉冲功率和平均功率。雷达在发射脉冲信号期间 内所输出的功率称脉冲功率，用Pt表示；平均功率是指一个重复周期Tr内发射机输出功率的平均值，用Pav表示。它们的关系为
（1.3）
脉冲压缩（PC）雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下，通过发射宽脉冲而获得高的发能量，以保证足够的最大作用距离，而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。
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在刹车马达脉冲压缩系统中，发射波形往往在相位上或频域上进行调制，接收时将回波信号加以压缩，使其等效带宽B满足。令,则
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（1.4）式中，表示经脉冲压缩后的有效脉宽。因此脉冲压缩雷达可用宽度的发射脉冲来获得相当于发射有效宽度为的简单脉冲系统的距离分辨力。发射脉冲宽度跟系统有效（经压缩的）脉冲宽度的比值便成为脉冲压缩比，即
（1.5）
则
（1.6）
输入信号形式为
（1.7）
轮胎套筒其中矩形函数，当时为1其他情况为0。实践中
（1.8）
系统采用匹配滤波
（1.9）
输出为
（1.10）
1.2 仿真结果
雷达发射信号为LFM信号，脉冲宽度为Tp=10e-6，信号带宽为B=4e6，脉冲重复周期为T=100e-6，因此脉冲占空比为0.1，采样频率为fs=5e6。
时宽带宽积为D=Tp*B。发射信号波形如下：
图1.1 LFM信号时域波形和频谱
图1.2 chirp信号
发射信号为16个脉冲，在经过延时和加入噪声后得到回波信号如下：
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