超宽带冲击雷达发射波形产生与测距技术研究(2)

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3.2 基于晶体管的雪崩效应 7

3.3 高斯脉冲 7

3.4 升余弦脉冲 10

3.5 Hermite多项式脉冲 11

4 基于方波叠加的超宽带脉冲信号产生技术 13

4.1 窄脉冲频谱分析 13

4.2 方波信号频谱分析 15

4.3 对于方波叠加的实现 18

4.3.1 幅度谱拟合 18

4.3.2 相位谱拟合 21

4.4 方波叠加信号的时域波形分析 23

5 方波叠加信号的测距性能分析 24

5.1 雷达信号测距原理 24

5.2 方波叠加信号测距仿真 24

6 总结与展望 26

6.1 工作总结 26

6.2 工作展望 26

结论 28

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

1.1 课题研究背景

现代社会信息技术飞速发展，人们对信息获取、传输的需求日益增大，因此作为信息传输重要手段的雷达技术也得到了飞速的发展，雷达目标成像与目标识别已然成为现代雷达的一个重要研究内容，越来越受到人们的关注。目标识别已成为雷达研究的重点之一。其中目标识别的一大重点就在于雷达的距离分辨力。我们知道雷达的固有距离分辨率为c/2B，其中B为雷达发射信号带宽。因此为了有效提高雷达的距离高分辨率，就要求雷达发射波具有大的带宽。而超宽带信号正好拥有大的带宽，所以十分适合作为雷达的发射波，进而提高雷达距离分辨率。因此对于超宽带雷达的研究已经成为现代雷达技术研究的一大重点。

美国新墨西哥州的Los Alamos国家实验室在超宽带雷达会议上第一次给出了超宽带雷达的定义。它规定凡是相对带宽大于0.25的信号都可以称之为超宽带信号。其中相对带宽

其中为绝对带宽，为载频带宽。

对于无载频信号

其中和分别为最高频率和最低频率。

超宽带雷达由于其信号带宽大的特点，在抗干扰、反隐身、反侦察以及超近程探测方面拥有着独特的优势。目前广泛应用于雷达成像和电子战中。

1.2 超宽带雷达的发展概况

随着人类社会迈入电子时代，信息的获取变得越来越重要，超宽带雷达技术也在各个领域广泛应用起来，其中超宽带雷达波形的产生作为超宽带雷达不可或缺的一部分，越来越受到人们的关注。

最早的超宽带技术可以追溯到十九世纪末Marconi发明的火花隙无线电，它就是通过发射脉冲的方式携带莫尔斯码进而传输信息的，这就是最早的超宽带信号。二十世纪六十年代，时域电磁学的研究进一步推进了超宽带技术的发展。二十世纪七十年代超宽带技术的研究集中在雷达和通信系统两方面。二十世纪八十年代，超宽带技术研究取得了很大的进展，当时的研究主要着眼于雷达应用[1]。1990年美国新墨西哥州的Los Alamos国家实验室在超宽带雷达会议上第一次给出了超宽带雷达的定义，至此之后超宽带雷达的研究在国际上便得到了普遍的关注，许多国家投身研究行列，这其中以美国和俄罗斯为首。2002年FCC正式给出了超宽带信号的定义，并规定了其通信规则[2]。