1、dsp實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告在DSP上實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻信號(hào)的脈沖壓縮，動(dòng)目標(biāo)顯示和動(dòng)目標(biāo)檢測 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?（1）了解線性調(diào)頻信號(hào)的脈沖壓縮、動(dòng)目標(biāo)顯示和動(dòng)目標(biāo)檢測的原理，及其DSP實(shí)現(xiàn)的整個(gè)流程； （2）掌握C語言與匯編語言混合編程的基本方法。 （3）使用MATLAB進(jìn)行性能仿真，并將DSP的處理結(jié)果與MATLAB的仿真結(jié)果進(jìn)行比較。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1. MATLAB仿真 設(shè)定信號(hào)帶寬為B= ，脈寬，采樣頻率為，脈沖重復(fù)周期為，用MATLAB產(chǎn)生16個(gè)脈沖的線性調(diào)頻信號(hào)，每個(gè)脈沖包含三個(gè)目標(biāo)，速度和距離如下表： 目標(biāo)一 目標(biāo)二 目標(biāo)三 速度 0 100 318 距離 3000 8025 19600 對(duì)回波信號(hào)

2、進(jìn)行脈沖壓縮，MTI，MTD。并且將回波數(shù)據(jù)和頻域脈壓系數(shù)保存供DSP使用。 2.DSP實(shí)現(xiàn) 在Visual Dsp中，經(jīng)MATLAB保存的回波數(shù)據(jù)和脈壓系數(shù)進(jìn)行脈壓，MTI和MTD。實(shí)驗(yàn)原理 1脈沖壓縮原理 在雷達(dá)系統(tǒng)中，人們一直希望提高雷達(dá)的距離分辨力，而距離分辨力定義為：。其中，表示脈沖時(shí)寬，表示脈沖帶寬。從上式中我們可以看出高的雷達(dá)分辨率要求時(shí)寬小，而要求帶寬大。但是時(shí)寬越小雷達(dá)的平均發(fā)射功率就會(huì)很小，這樣就大大降低了雷達(dá)的作用距離。因此雷達(dá)作用距離和雷達(dá)分辨力這兩個(gè)重要的指標(biāo)變得矛盾起來。然而通過脈沖壓縮技術(shù)就可以解決這個(gè)矛盾。脈沖壓縮技術(shù)能夠保持雷達(dá)擁有較高平均發(fā)射功率的同時(shí)獲得良

3、好的距離分辨力。 在本實(shí)驗(yàn)中，雷達(dá)發(fā)射波形采用線性調(diào)頻脈沖信號(hào)（LFM），其中頻率與時(shí)延成正比關(guān)系，因此我們就可以將信號(hào)通過一個(gè)濾波器，該濾波器滿足頻率與時(shí)延成反比關(guān)系。那么輸入信號(hào)的低頻分量就會(huì)得到一個(gè)較大的時(shí)延，而輸入信號(hào)的高頻分量就會(huì)得到一個(gè)較小的時(shí)延，中頻分量就會(huì)按比例獲得相應(yīng)的時(shí)延，信號(hào)就被壓縮成脈沖寬度為1/B的窄脈沖。 從以上原理我們可以看出，通過使用一個(gè)與輸入信號(hào)時(shí)延頻率特性規(guī)律相反的濾波器我們可以實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮，即該濾波器的相頻特性與發(fā)射信號(hào)時(shí)共軛匹配的。所以說脈沖壓縮濾波器 就是一個(gè)匹配濾波器。從而我們可以在時(shí)域和頻域兩個(gè)方向進(jìn)行脈沖壓縮。 濾波器的輸出為輸入信號(hào)與匹配濾波器

4、的系統(tǒng)函數(shù) 卷積的結(jié)果：。轉(zhuǎn)換到頻域就是。因此我們可以將輸入信號(hào)和系統(tǒng)函數(shù)分別轉(zhuǎn)化到頻域：，進(jìn)行頻域相乘得，然后將結(jié)果再轉(zhuǎn)化到時(shí)域，就可以得到濾波器輸出：。我們可用FFT和IFFT來實(shí)現(xiàn)作用域的轉(zhuǎn)換。原理圖如下： 圖1.脈沖壓縮原理框圖 2MTI原理 動(dòng)目標(biāo)顯示（MTI）技術(shù)是用來抑制各種雜波，來實(shí)現(xiàn)檢測或者顯示運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的技術(shù)。利用它可以抑制固定目標(biāo)的信號(hào)，顯示運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的信號(hào)。以線性調(diào)頻信號(hào)為例，其波形為：。從式子中可以看到，相對(duì)于靜止目標(biāo)而言，運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)產(chǎn)生多普勒頻移，表現(xiàn)在時(shí)域就是相繼的回波產(chǎn)生了相位的變化。也就是說，靜止目標(biāo)的各個(gè)回波波形相同，而運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)各個(gè)回波之間不同，是有相位變化。

5、所以我們就可以通過對(duì)消器來實(shí)現(xiàn)固定雜波的抑制。一次對(duì)消器原理如下（在試驗(yàn)中我們采用一次對(duì)消器）： 圖2.MTI原理框圖 3.MTD原理 動(dòng)目標(biāo)檢測（MTD）即Moving Target Detection，根據(jù)線性最佳濾波理論，要在雜波背景下檢測運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波，除了需要雜波抑制濾波器外，還應(yīng)串接有對(duì)脈沖信號(hào)匹配的濾波器。要對(duì)回波脈沖串做匹配濾波，必須知道目標(biāo)的多普勒頻移以及天線掃描對(duì)脈沖串的調(diào)制情況（亦即信號(hào)的時(shí)寬，它決定信號(hào)的頻寬）。在實(shí)際工作中，多普勒頻移不能預(yù)知，因此需要采用一組相鄰且部分重疊的濾波器組，覆蓋整個(gè)多普勒頻率范圍，這就是窄帶多普勒濾波器組。具有N個(gè)輸出的橫向?yàn)V波器（N個(gè)脈沖和N-1根延遲線），經(jīng)過各脈沖不同的加權(quán)并求和后，可以做成N個(gè)相鄰的窄帶濾波器組。該濾波器組的頻率覆蓋范圍為0到fr，fr為雷達(dá)工作重復(fù)頻率。 橫向?yàn)V波器實(shí)現(xiàn)MTD時(shí)的組成如圖3所示： 圖3.MTD原理框圖 如上圖所示，橫向?yàn)V波器有N-1根延遲線，每根延遲線的延遲時(shí)間Tr=1/fr。設(shè)加在N個(gè)輸出端頭的加權(quán)值為： i表示第i個(gè)抽頭，而k表示從0到N-1的標(biāo)記，每一個(gè)k值對(duì)應(yīng)一組不同的加權(quán)值，相應(yīng)地對(duì)應(yīng)于一個(gè)不同的多普勒濾波器響應(yīng)。利用MTD可分辨不同速度的目標(biāo)，其速度分辨力為：，其中為多普勒頻率分辨力。 若信號(hào)的多普勒頻率滿足：，其中, 則會(huì)出現(xiàn)多普勒頻率模糊