啁啾壓縮
編輯啁啾脈沖壓縮過程將一個長持續時間的頻率編碼脈沖轉換成一個振幅xxx增加的窄脈沖。這是一種用于雷達和聲納系統的技術,因為它是一種方法,可以從具有低峰值功率的長持續時間脈沖中得到具有高峰值功率的窄脈沖。此外,該過程提供了良好的范圍分辨率,因為壓縮脈沖的半功率束寬度與系統帶寬一致。該方法在雷達應用中的基本原理是在1940年代末和1950年代初開發的,但直到1960年,在該主題解密后,關于該主題的詳細文章才出現在公共領域。此后,發表的文章數量迅速增長,正如在巴頓的匯編中可以找到的全面的論文選擇所證明的那樣。簡而言之,基本的脈沖壓縮特性可以有如下的關系。對于在一個時間段T內掃過頻率范圍F1到F2的啁啾波,脈沖的標稱帶寬是B,其中B=F2-F1,脈沖的時間帶寬積為T×B。在脈沖壓縮之后,會得到一個持續時間為τ的窄脈沖,其中τ≈1/B,同時還有一個√T×B的峰值電壓放大。
啁啾壓縮過程-概述
編輯為了壓縮一個持續時間為T秒的啁啾脈沖,其頻率從F1赫茲線性掃到F2赫茲,需要一個具有色散延遲線特性的設備。這為xxx個產生的頻率F1提供了最多的延遲,但延遲隨頻率線性減少,在結束的頻率F2時,延遲會減少T秒。這樣的延遲特性確保了啁啾聲的所有頻率成分都能通過該裝置,在同一時刻到達檢測器,從而相互增強,產生一個狹窄的高振幅脈沖,如圖所示。描述所需延遲特性的表達式是{displaystylet_{d}=-{frac{1}{2pi}}.{frac{dpsi}{df}}={frac{1}{k}}.(f_{0}-f)}。根據要求,它與頻率有一個線性斜率。在這個表達式中,延遲特性已被歸一化(為了方便),以便在頻率f等于載波頻率f0時,給出零延遲。因此,當瞬時頻率為(f0-B/2)或(f0+B/2)時,所需的延遲分別為+T/2或-T/2,所以k=B/T。所需的色散特性可以從一個塊狀元素延遲網絡、一個聲表面波設備或通過數字信號處理的方式獲得
脈沖壓縮概念概述
編輯匹配濾波器的壓縮
一個啁啾脈沖,無論如何產生,都可以被認為是一對濾波器的輸出,它們具有色散特性。因此,如果發射濾波器有一個隨頻率增加的群延遲響應,那么接收濾波器將有一個隨頻率減少的群延遲響應,反之亦然。原則上,發射脈沖可以通過對色散發射濾波器的輸入施加脈沖來產生,并根據傳輸的需要對結果輸出啁啾聲進行放大。另外,也可以用一個壓控振蕩器來產生啁啾信號。為了達到xxx的發射功率(并因此達到xxx的射程),雷達系統通常會從運行在接近極限狀態的發射器中以恒定的振幅發射啁啾脈沖。
從目標反射的啁啾信號在接收機中被放大,然后由壓縮濾波器處理,得到高振幅的窄脈沖,如前所述。一般來說,壓縮過程是匹配濾波器系統的一個實際實現。對于要與輻射的啁啾信號相匹配的壓縮濾波器,其響應是發射濾波器脈沖響應的時間逆的復共軛。因此,這個匹配濾波器的輸出是由信號h(t)與共軛脈沖響應h*(-t)的卷積給出。另外,如果編碼濾波器的頻率響應是H(ω),那么匹配濾波器的頻率響應是H*(ω),壓縮脈沖的頻譜是|H(ω)|2。
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