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1、雷达信号分析 Radar Signal Analysis张劲东 南京航空航天大学电子信息工程学院 信息与通信工程系雷达探测与信号处理实验室 Email: 第2章 雷达信号分析基础?2.1 雷达信号的复数表示 ?2.2 雷达信号的相关特性 ?2.3 最佳线性滤波器2.1 雷达信号的复数表示一、 实窄带信号 实带通信号通常表示为 0( )( )cos 2( )x ta tf tt=+其中( )a t为振幅函数（包络） ，与载频0f相比是时间的慢变函数，( ) t是相位函数（调相函数） 。 根据傅立叶变换可知，带通信号的频谱集中在0f附近的。如果这个频谱集中在0f附近的一个很小的频带B内，且0Bf?
2、，则( )x t就是一个实窄带信号。实窄带信号包含有正负两个频谱。 实窄带信号的能量为 222 011| ( )| ( )| ( )| cos 2 2( )22Ex ta tdta tftdt=+在几个载频周期内( )a t和( ) t均可看作常数，由于变化缓慢，因此上式第二项积分的被积函数是在一个慢变化包络下做快速振荡函数上的展开，所以 21| ( )|2Ea tdt说明： 实窄带信号的能量由实包络( )a t决定，相位函数( ) t既不会使其包络失真也不会改变其能量。 多数雷达采用的信号均为实窄带带通信号，虽然实窄带信号的波形观察很直观，但在分析这种信号经过处理系统时，数学分析很复杂。为了
3、降低信号处理的复杂度，下面讨论雷达信号的复数表示。多数雷达采用的信号均为实窄带带通信号，虽然实窄带信号的波形观察很直观，但在分析这种信号经过处理系统时，数学分析很复杂。为了降低信号处理的复杂度，下面讨论雷达信号的复数表示。 二、实窄带信号的复数表示 1. 复解析表示法 复解析信号复解析信号是把实窄带信号的负频谱去掉，同时使其正频谱的幅值增加一倍。 假设实窄带信号的傅立叶变换对 ( )( )x tX f 根据复解析信号频域上的定义，其频谱为 2 ( )0( )00aX ffSff= 注意： ? 0t时刻是指匹配滤波器输出信号形成峰值的时刻， 这一时刻可以在一定的范围内任意选择； ? 0t时刻的最
4、小值是信号的结束时刻。 匹配滤波器对时延信号和频移信号的适应能力：匹配滤波器对时延信号和频移信号的适应能力： 假定时延信号1( )()tt=的频谱为 2 1( )( )jfff e = 对信号1( )f匹配的滤波器频率特性为 02 11( )( )jft mHff e= 02()( )jf tf e+= 对信号( ) t匹配的滤波器特性为 02( )( )jft mHff e= 则有 002()1( )( )jf ttmmHfHf e= 若00tt=，相应的1( )( )mmHfHf=。 匹配滤波器对时延信号是有适应性。 （频移信号？） 匹配滤波器与相关器的关系： 假设在匹配滤波器输入端的信号
5、加噪声混合信号的复包络为 ( )( )( )r ttn t=+ 与信号( ) t匹配的滤波器输出响应为 1( )()( )2my tr thd=01()()2r ttd =001()()()()2ttdn ttd =+001()()2nRttRtt=+ 由于匹配滤波器的输出是接收信号与发射信号样本的互相 关函数，因此可以通过相关器来实现匹配滤波。 相关器仅对某一时延检测是否出现目标，为了在其它距离 处检测目标，需要改变发射信号样本的时延进行相关，从 而覆盖多个距离通道。 在某一特定雷达中，选择哪种接收机取决于技术实现的可 行性。在实际应用中，二者实现的出发点也有所不同。匹 配滤波器是在频域上完成信号处理，主要考虑信号的频域 特性；相关器是在时域上完成信号处理，主要考虑信号的 时域特性。相关器时域实现结构匹配滤波器频域实现结构
