Увеличение длительности передаваемого импульса увеличивает его энергию и улучшает способность обнаружения цели. И наоборот, уменьшение длительности импульса улучшает разрешающую способность РЛС по дальности.
Для прямоугольного импульса длительность передаваемого импульса и обработанного эхо-сигнала фактически одинаковы. Следовательно, разрешение дальности радара и возможность обнаружения цели связаны в обратной зависимости.
Методы импульсного сжатия позволяют отделить длительность импульса от его энергии, эффективно создавая различные длительности для передаваемого импульса и обрабатываемого эха. Использование линейной частотно-модулированной формы импульса является популярным выбором для сжатия импульса.
Комплексная огибающая сигнала линейного ЧМ-импульса с возрастающей мгновенной частотой составляет:
β/start) t2
где β - пропускная способность, и τ - продолжительность пульса.
Если вы обозначаете фазу по (t), мгновенная частота будет:
β
которая является линейной функцией t с наклоном, равным β/
Комплексная огибающая сигнала линейного ЧМ-импульса с уменьшающейся мгновенной частотой составляет:
/
Импульсные сигналы сжатия имеют произведение ширины полосы времени, β, больше 1.
Для создания сигнала линейного ЧМ-импульса используйте phased.LinearFMWaveform. Можно настроить некоторые характеристики формы сигнала, включая:
Частота выборки
Длительность одного импульса
Частота повторения импульсов
Полоса пропускания Sweep
Направление сдвига (вверх или вниз), соответствующее увеличению и уменьшению мгновенной частоты
Огибающая, которая описывает амплитудную модуляцию формы импульса. Конверт может быть прямоугольным или гауссовым.
Прямоугольная огибающая выглядит следующим образом, где λ - длительность импульса.
={10≤t≤τ0otherwise
Гауссов конверт:
t2/the2 t≥0
Количество выборок или импульсов в каждом векторе, представляющем форму сигнала
В этом примере показано, как создать линейный импульс ЧМ с использованием phased.LinearFMWaveform. В примере показано, как задать параметры свойств.
Создайте линейный ЧМ-импульс с частотой дискретизации 1 МГц, длительностью импульса 50 мкс с возрастающей мгновенной частотой и полосой пропускания развертки 100 кГц. Частота повторения импульсов составляет 10 кГц, а амплитудная модуляция прямоугольная.
waveform = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',1e6,... 'PulseWidth',50e-6,'PRF',10e3,... 'SweepBandwidth',100e3,'SweepDirection','Up',... 'Envelope','Rectangular',... 'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1);
В этом примере показано, как построить график сигнала линейного ЧМ (LFM) импульса. Форма сигнала LFM имеет длительность 100 микросекунд, ширину полосы 200 кГц и PRF 4 кГц. Используйте значения по умолчанию для других свойств. Вычислите продукт с временной полосой пропускания. Постройте график действительной части сигнала и постройте график одного полного интервала повторения импульсов.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, заменить myObject(x) с step(myObject,x).
waveform = phased.LinearFMWaveform('PulseWidth',100e-6,... 'SweepBandwidth',200e3,'PRF',4e3);
Просмотрите произведение временной полосы пропускания FM sweep.
disp(waveform.PulseWidth*waveform.SweepBandwidth)
20
Постройте график реальной части сигнала.
plot(waveform)
Используйте step способ получения одного полного интервала повторения сигнала. Постройте график реальной и мнимой частей.
y = waveform(); t = unigrid(0,1/waveform.SampleRate,1/waveform.PRF,'[)'); figure subplot(2,1,1) plot(t,real(y)) axis tight title('Real Part') subplot(2,1,2) plot(t,imag(y)) xlabel('Time (s)') title('Imaginary Part') axis tight
В этом примере показано, как построить график функции неоднозначности сигнала линейного ЧМ-импульса.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, заменить myObject(x) с step(myObject,x).
Определите и настройте линейный ЧМ-сигнал.
waveform = phased.LinearFMWaveform('PulseWidth',100e-6,... 'SweepBandwidth',2e5,'PRF',1e3);
Формирование выборок формы сигнала.
wav = waveform();
Создайте график 3-D поверхности функции неоднозначности для формы сигнала.
[afmag_lfm,delay_lfm,doppler_lfm] = ambgfun(wav,... waveform.SampleRate,waveform.PRF); surf(delay_lfm*1e6,doppler_lfm/1e3,afmag_lfm,... 'LineStyle','none') axis tight grid on view([140,35]) colorbar xlabel('Delay \tau (\mus)') ylabel('Doppler f_d (kHz)') title('Linear FM Pulse Waveform Ambiguity Function')
Поверхность имеет узкий гребень, который слегка наклонен. Наклон указывает на лучшее разрешение при нулевом отсечении задержки.
В этом примере показано, как вычислить и построить график значений функции неоднозначности для прямоугольной и линейной формы импульса ЧМ. Нулевое доплеровское сечение (величины автокорреляционных последовательностей) иллюстрирует сжатие импульсов в линейном ЧМ импульсном сигнале.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, заменить myObject(x) с step(myObject,x).
Создание прямоугольной формы сигнала и линейной формы импульса ЧМ, имеющей одинаковую длительность и PRF. Формирование выборок каждой формы сигнала.
rectwaveform = phased.RectangularWaveform('PRF',20e3); lfmwaveform = phased.LinearFMWaveform('PRF',20e3); xrect = rectwaveform(); xlfm = lfmwaveform();
Вычислите значения функции неоднозначности для каждого сигнала.
[ambrect,delay] = ambgfun(xrect,rectwaveform.SampleRate,rectwaveform.PRF,... 'Cut','Doppler'); ambfm = ambgfun(xlfm,lfmwaveform.SampleRate,lfmwaveform.PRF,... 'Cut','Doppler');
Постройте график значений функции неоднозначности.
subplot(211) stem(delay,ambrect) title('Autocorrelation of Rectangular Pulse') axis([-5e-5 5e-5 0 1]) set(gca,'XTick',1e-5*(-5:5)) subplot(212) stem(delay,ambfm) xlabel('Delay (seconds)') title('Autocorrelation of Linear FM Pulse') axis([-5e-5 5e-5 0 1]) set(gca,'XTick',1e-5*(-5:5))
