相位编码信号脉压技术的研究与实现

作     者：魏广雷 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：芮义斌

授予年度：2012年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：脉冲压缩 相位编码信号 旁瓣抑制滤波器 凸优化 LMS算法 窗函数加权 联合设计 FPGA实现 

摘      要：脉冲压缩技术广泛应用于现代雷达当中,在保证雷达足够作用距离的同时它还可以通过相应的脉冲压缩方法获得窄脉冲,提高距离分辨力。脉冲压缩技术更适用于大时宽带宽积（TB）的雷达信号,常用的有线性调频信号、非线性调频信号、频率编码信号与相位编码信号。相位编码中的二相编码信号具有近似于图钉状的模糊图,而多相编码信号则具有较强的多普勒容忍性,随着数字信号处理技术的发展,相位编码信号越来越多地应用到脉冲压缩技术当中。但自相关处理产生的距离旁瓣会造成漏警、虚警等问题。所以,为了将相位编码信号更好地应用到脉冲压缩系统当中就必须进行旁瓣抑制。 本文主要研究了相位编码信号的一些固有特性,仿真分析了脉冲压缩及旁瓣抑制技术,并结合工程应用,给出了脉冲压缩系统的硬件实现。首先从“点目标回波模型与模糊函数理论出发,分析了相位编码信号的特点;并分别研究了Barker码、m序列、MAC序列等二相编码与Frank、P1、P3、P4等典型多相编码。接着根据二相编码信号与多相编码信号的不同应用场合,深入研究了针对二相编码与多相编码的旁瓣抑制方法,并对各种旁瓣抑制方法的性能进行了全面地分析与比较;针对超大TB值的相位编码信号,提出了一种基于变步长LMS自适应准则的旁瓣抑制方法,通过仿真分析,验证了该方法在获得良好旁瓣抑制性能的同时还具有较小的计算量、稳定的收敛性与较快的收敛速度。最后,根据实际的应用需求,在FPGA硬件平台上采用频域实现方式完成了数字频域脉冲压缩系统的设计与实现,并通过Modelsim仿真与FPGA硬件平台的测试验证了系统的正确性。