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雷达基础系列文章之一:雷达信号的波形、调制形式以及工作模式
阅读量:785 次
发布时间:2019-03-25

本文共 1097 字,大约阅读时间需要 3 分钟。

雷达信号的波形与信号处理

雷达系统中的波形类型和信号处理技术,其选取往往取决于雷达的具体任务和应用需求。这一选择直接影响软硬件实现的成本和复杂性。雷达可以使用连续波(CW)、调制和未调制的脉冲波形。距离分辨率和多普勒分辨率与特定波形的频率特征密切相关。

低通信号、带通信号和正交分量

低通(LP)信号的定义是一个信号,其主要频率成分落在包括直流的低频频带内。带通(BP)信号的主要频率成分则靠近载波频率,其幅度调制或包络以及相位调制的频率成分都远低于载波频率。

带通信号可以用两个正交的低通信号来表示。例如,信号 ( x(t) = r(t)\cos(2\pi f_0 t + \phi_x(t)) ) 可以分解为两个正交的低通信号 ( x_I(t) ) 和 ( x_Q(t) )。

调制频率 ( f_m(t) ) 可由相位调制 ( \phi_x(t) ) 求导得到,公式为:

[ f_m(t) = \frac{1}{2\pi}\frac{d}{dt}\phi_x(t) ]
瞬时频率 ( f_i(t) ) 则为:
[ f_i(t) = f_0 + f_m(t) ]

如果信号宽度 ( B ) 远小于载波频率 ( f_0 ),则称为窄带信号。

雷达信号的不同波形

问题1:常规雷达信号波形

常规雷达信号通常采用连续波(CW)或调制波形。例如,复频_phase调制波形可通过相位调制实现距离与速度测量。

问题2:频率分集雷达信号波形

频率分集雷达(OFDM雷达)采用多个正交载波传输数据,通过频域分辨提高信号容量和抗干扰能力。其信号波形涉及调制技术的应用,为高速和高精度测量提供了灵活的解决方案。

此外,某些应用还需要结合脉冲波形(SAR雷达),通过多普勒效应获取目标速度信息。

信号的基础知识

1. Matlab 生成方波信号

方波信号广泛应用于雷达测量和通信系统。Matlab中使用 square 函数生成方波。其调用形式为 y = square(t, duty)duty 参数表示占空比。

例如,30Hz周期方波信号的生成代码如下:

t = -2*pi/100: pi/1024: 2*pi/100;y = square(2*pi*30*t, 50);plot(t, y);ylim([-1.5 1.5])

代码解析:

  • square 函数生成周期性矩形波。
  • 频率:30Hz对应周期 ( T = 1/f = 1/30 ) 秒。
  • 占空比:DUTY 为 50%,即正值占据半个周期。
  • 图形显示方波的波形,范围在 ±1 之间。

这些技术为雷达系统的设计和优化提供了重要工具,有助于解决实际复杂问题。

转载地址:http://gcmuk.baihongyu.com/

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