脉冲压缩雷达

　　1、模拟脉冲压缩

　　在脉冲压缩处理中已广泛应用的一种器件是声表面波器件。它是用换能器将电磁波能转换成声波，使声波在基体的表面传播。这种表面波称为瑞利波，具有非色散的性质。但只要把叉指换能器间隔按一定规律变化,就可制成色散延迟线。当换能器受到电脉冲冲击时，在各对叉指间便产生波长为2d的声波。叉指对的排列使内侧的间隔小，因此内侧叉指对发送和接收的频率高,传播的路程短,高频延时小；外侧叉指对的间隔大,发送和接收的频率低,传播的路程长,低频延时大。控制叉指对的间隔,可使延迟线产生线性的或某种规律的非线性的色散信号(即调频信号)。色散信号的总带宽取决于叉指对的最小间隔d和最大间隔d，总时宽取决于叉指列的总长度 D。各频率分量是可以加权的，加权的方法是变化叉指对交叉的深度。

　　2、数字脉冲压缩

　　60年代数字集成技术出现后，特别是70年代大规模集成电路商品化以后，许多雷达设计采用数字脉冲压缩处理。数码为二进制，数字脉冲压缩对二相位编码信号特别方便。采用脉冲线性调频的脉冲压缩雷达也可用数字处理技术。数字处理前先把高频信号与本振信号差拍成零中频。为了保持相位信息，零中频信号分为I和Q两个支路。频谱乘法器就是完成数字式的频域匹配处理而用的。数字处理的优点是：①具有灵活性，可以在计算机控制下快速改变发射波形,同时改变信号处理,使之与改变了的波形相匹配；②具有高的可靠性和精确性，可在只读存储器中存入合适加权，使脉冲压缩后的旁瓣极小。数字处理的缺点是对大带宽信号必须有极高的数字处理速度，解决这个问题尚存在困难。

　　按发射信号的调制方式分，脉冲压缩雷达主要有线性调频、非线性调频与相位编码等几种体制。

　　1、线性调频脉冲压缩雷达

　　线性调频脉冲压缩雷达的发射信号频率在脉冲内随时间线性变化，频带宽度为B，脉冲宽度为T。线性调频体制的关键器件是压缩滤波器，常用的压缩滤波器是声表面波色散延迟线或数字电路，其延迟时间与信号频率成线性关系。当频率随时间线性上升的宽脉冲回波经过延迟线后，由于低频部分的时延大而高频部分的时延小，回波信号经过压缩滤波器后，被压缩成脉冲宽度为1/B的窄脉冲。压缩前后信号脉冲宽度之比为BT，称为脉冲压缩比。由此可见，压缩后的信号脉冲宽度仅为发射信号宽度的BT分之一，因而距离分辨力也改善了相应的数值。而压缩后的窄脉冲幅度则增大许多倍。根据雷达的不同用途，脉冲压缩比通常在数十至数百之间，有的可达数千倍。线性调频的宽脉冲在压缩为窄脉冲时，在窄脉冲前、后的距离上会产生幅度较小的窄脉冲，称为距离旁瓣。强回波信号的距离旁瓣，将干扰对邻近弱回波的检测或被当作目标。为了压低旁瓣电平，可对回波信号中不同频率的分量进行幅度加权，但这将使回波信号遭受损失，降低信号噪声比。

　　2、非线性调频脉冲压缩

　　非线性调频脉冲压缩是针对线性调频脉冲压缩雷达的缺点而设计的。它将有关的加权因子，采用频率调制的非线性变化来实现，因此在脉冲压缩时既抑制了旁瓣，又避免了回波信号的损失，但设备比较复杂。

　　3、相位编码脉冲压缩雷达

　　相位编码脉冲压缩雷达有二相制、多相制以及巴克码、伪随机码等类型。在二相制相位编码脉冲压缩体制中，宽度为T的宽脉冲被划分为N个宽度为τ的子脉冲，每个子脉冲的相位按0°、180°两相编码。经过压缩滤波器后，输出的是一个主瓣宽度为τ、幅度为宽脉冲回波幅度N倍的窄脉冲。在要求大脉冲压缩比的场合，相位的编码通常采用伪随机码，对于同一码长，可以得到多种不同的编码。相位编码脉冲压缩雷达多采用数字技术进行压缩滤波处理。数字处理方法的优点是在计算机控制下可以快速改变发射波形，相应地改变信号处理，以适应不同的战术要求。

　　脉冲压缩雷达优点

　　1、通过匹配压缩处理获得高的距离分辨率。

　　2、脉冲宽度与有效频谱宽度这两个参数可以独立选取，增加了雷达波形设计的灵活性。

　　3、宽带信号有利于提高系统的抗干扰能力。

　　脉冲压缩雷达缺点

　　1、存在距离和速度耦合，影响测量。

　　2、存在距离旁瓣，通过加权处理抑制旁瓣。

　　3、收发系统比较复杂，在信号产生和处理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高度。

　　●发射信号必须具有非线性的相位谱。

　　●存在对应的匹配压缩网络。