Увеличение длительности передаваемого импульса увеличивает его энергию и улучшает способность обнаружения цели. И наоборот, уменьшение длительности импульса улучшает разрешение области значений радара.
Для прямоугольного импульса длительность переданного импульса и обработанного эха фактически одинаковы. Поэтому разрешение области значений радара и способность обнаружения цели связаны в обратной зависимости.
Методы импульсного сжатия позволяют вам отсоединить длительность импульса от его энергии, эффективно создавая различные длительности для переданного импульса и обработанного эха. Использование линейного частотно-модулированного импульсного сигнала является популярным выбором для импульсного сжатия.
Комплексная огибающая линейного FM импульсного сигнала с увеличением мгновенной частоты является:
где β - пропускная способность, и τ - длительность пульса.
Если вы обозначаете фазу при помощи, то мгновенная частота:
которая является линейной функцией t с наклоном, равным β/
Комплексная огибающая линейной FM импульсного сигнала с уменьшением мгновенной частоты является:
Импульсные формы волны сжатия имеют произведение временной полосы,
Чтобы создать линейную FM- импульсного сигнала, используйте phased.LinearFMWaveform. Можно настроить определенные характеристики формы волны, включая:
Частота дискретизации
Длительность одного импульса
Частота повторения импульсов
Развертка полосы пропускания
Направление свипа (вверх или вниз), соответствующее увеличению и уменьшению мгновенной частоты
Огибающая, которая описывает амплитудную модуляцию импульсного сигнала. Огибающая может быть прямоугольной или гауссовой.
Прямоугольный конверт следующим образом, где τ - длительность пульса.
Гауссова огибающая:
Количество выборок или импульсов в каждом векторе, который представляет форму волны
В этом примере показано, как создать линейный импульсный сигнал с помощью phased.LinearFMWaveform. Пример иллюстрирует, как задать параметры свойства.
Создайте линейный FM-импульс со скоростью дискретизации 1 МГц, длительностью импульса 50 мкс с увеличением мгновенной частоты и шириной полосы пропускания 100 кГц. Частота повторения импульсов составляет 10 кГц, и амплитудная модуляция прямоугольной формы.
waveform = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',1e6,... 'PulseWidth',50e-6,'PRF',10e3,... 'SweepBandwidth',100e3,'SweepDirection','Up',... 'Envelope','Rectangular',... 'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1);
Этот пример показывает, как построить линейный FM (LFM) импульсный сигнал. Форма волны LFM имеет длительность 100 микросекунд, полосу пропускания 200 кГц и PRF 4 кГц. Используйте значения по умолчанию для других свойств. Вычислите продукт с временной пропускной способностью. Постройте график действительной части формы волны и постройте график одного полного интервала повторения импульса.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Для примера замените myObject(x) с step(myObject,x).
waveform = phased.LinearFMWaveform('PulseWidth',100e-6,... 'SweepBandwidth',200e3,'PRF',4e3);
Отображение продукта полосы времени свипа FM.
disp(waveform.PulseWidth*waveform.SweepBandwidth)
20
Постройте график действительной части формы волны.
plot(waveform)
Используйте step способ получения одного полного интервала повторения сигнала. Постройте график действительной 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
Этот пример показывает, как построить график функции неоднозначности линейного FM импульсного сигнала.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Для примера замените myObject(x) с step(myObject,x).
Определите и настройте линейную FM форму волны.
waveform = phased.LinearFMWaveform('PulseWidth',100e-6,... 'SweepBandwidth',2e5,'PRF',1e3);
Сгенерируйте выборки формы волны.
wav = waveform();
Создайте 3-D объемные поверхностные диаграммы функции неоднозначности для формы волны.
[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 хребет, который слегка наклонен. Наклон указывает на лучшее разрешение при нулевом срезе задержки.
Этот пример показов, как вычислить и построить график функции неоднозначности для прямоугольного и линейного FM- величин импульсного сигнала. Нулевое доплеровское сечение (величины автокорреляционных последовательностей) иллюстрирует импульсное сжатие в линейном импульсном сигнале.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Для примера замените myObject(x) с step(myObject,x).
Создайте прямоугольную форму волны и линейный FM импульсный сигнал, имеющий ту же длительность и PRF. Сгенерируйте выборки каждой формы волны.
rectwaveform = phased.RectangularWaveform('PRF',20e3); lfmwaveform = phased.LinearFMWaveform('PRF',20e3); xrect = rectwaveform(); xlfm = lfmwaveform();
Вычислите величины функции неоднозначности для каждой формы волны.
[ambrect,delay] = ambgfun(xrect,rectwaveform.SampleRate,rectwaveform.PRF,... 'Cut','Doppler'); ambfm = ambgfun(xlfm,lfmwaveform.SampleRate,lfmwaveform.PRF,... 'Cut','Doppler');
Постройте график величин 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))
