第6章相位編碼脈沖信號

1、6 相位編碼脈沖信號相位編碼脈沖信號6.1 二相編碼信號6.2 二元偽隨機(jī)序列6.3 PN截?cái)啻a6.4 巴克（Barker）序列6.5 增加巴克碼長度的方法6.6 二相編碼信號的處理6.7 相位編碼信號多普勒敏感問題6.8 多相編碼信號簡介 6.1 二相編碼信號二相編碼信號一、理想模糊圖（圖釘型）二、二相編碼信號基本概念 ck之積按乘法運(yùn)算； dk之積按模2加法運(yùn)算。tfjtfjete0022(t)j)(a(t)es(t) 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1KcKc(t) 10(t) 0Kd 1,0,1,1,0,0,0Kd ttectjK101三、二相編碼信號的頻譜結(jié)論:頻譜形狀頻譜寬度時(shí)

2、寬帶寬積大時(shí)寬帶寬積信號其它 0 0 )(1)(101PKKtKTtcPt)()( )(1)()(21101ttKTtcPttPKK102)(1)(PKKKTtcPt其它 0 0 /1)(1TtTt11121)2cos(2 )(sinPT)(PKPKnKnnfTjfKTccPefTcf1PPBTP T111-11/T四、二相編碼信號的模糊函數(shù)特點(diǎn)：（子脈沖AF求和）主峰（碼長相同都一樣）旁瓣敏感性 對稱性1122211021121001( , )(, )1(, )pPmjmTjiTii mmipPmjiTii mmiemTc cePmTc ceP 其它 0 0 )(1)(101PKKtKTtc

3、Pt111-1五、二相編碼信號的自相關(guān)函數(shù)（非周期）結(jié)論：Ck決定自相關(guān)函數(shù)主峰高度，旁瓣電平非周期性1110(1)112(1)1( ,0)(,0)1 (,0)(,0)PmPii mimPPmPc cmTPmTmP mPimiiccm102)0,(1) 0 , 4 (0) 0 , 3 (1) 0 , 2 (0) 0 , 1 (5) 0 , 0 (0000424131003242312200224332211300124433221104002cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccciiiiiiiiiiiiiiiT2T3T4T 5T06.2 二元偽隨機(jī)序列

4、二元偽隨機(jī)序列一、二元隨機(jī)序列和二元偽隨機(jī)序列 平衡性 、蟬聯(lián)性、相關(guān)函數(shù)、周期、頻譜 二、最大長度序列（M序列）1、產(chǎn)生 M序列的周期為： 反饋聯(lián)接方式共有： 反饋方式：見資料2、模糊函數(shù)特點(diǎn)：圖釘型；多峰；旁瓣電平變化規(guī)律。a0a1a2clkC1C2C321nP 21nn1(1)1(1)1sin()( , )()sin()pjp ipTippi pTeipTpTp 3、自相關(guān)函數(shù)（周期性）方法一：方法二：結(jié)論：雙值電平，MSR=20logP；多峰；P， ；周期性自相關(guān)函數(shù)。周期的選擇： ；21 21 T,01 21nnnT 其它max/2pTmax12dpTf( ,0)( ) t 4、M序

5、列的功率譜 特點(diǎn)：線性譜，相鄰譜線的間隔為 ； 零頻率分量的強(qiáng)度為 ； 包絡(luò)由碼元寬度 決定； 各譜線的強(qiáng)度與序列的長度和 編碼碼型有關(guān)。 222,01 sin1()()()nnpfTnfffpfTpTp1pT21pT5、 M序列的應(yīng)用固態(tài)源隔離器定向耦合器功放調(diào)相器發(fā)射天線低噪聲高放平衡混頻器多普勒濾波器恒虛警檢測器接收天線視放相關(guān)器1相關(guān)器6碼產(chǎn)生器激勵(lì)器多普勒放大器目標(biāo)參數(shù)測量輸出166、 M序列的信號處理 采用多路相關(guān)器（可以復(fù)用）和多普勒濾波器組。相關(guān)器：匹配濾波器：多普勒濾波器組：FFT（MTD）參考信號1參考信號n距離門1輸出距離門n輸出視頻回波信號cP-1延時(shí)T延時(shí)T延時(shí)T延時(shí)

6、TcP-2cP-3cP-4c1c0605254537530225156012345676.3 PN截?cái)啻a截?cái)啻a一、定義 PN截?cái)啻a就是從M序列 中截取一個(gè)周期形成的碼。截取位置任意，但性能不一樣。二、模糊函數(shù)二、自相關(guān)函數(shù)特性 + - + + - - - 原序列 - - - + + - + 鏡像序列 - + - - + + + - + - - + + + - + - - + + + + - + + - - - + - + + - - - - + - - + + + + - + + - - - 代數(shù)和 -1，0，-1，0，-1，0，7，0，-1，0，-1，0，-1截?cái)嘈蛄? - + + - -

7、-：7，0，-1，0，-1，0，-1； - - + - + + -：7，-2，-1，1，-3，0，1 - + - + + - -：7，-2，-1，0，-1，0，1mPimiiccm102)0,(結(jié)論：自相關(guān)函數(shù)非雙值電平，旁瓣與截取位置有關(guān)； ；非周期；用公式算。三、PN截?cái)啻a集20log(1)MSRp p20log(1)MSRp p6.4 巴克（巴克（Barker）序列）序列一、定義二、頻譜（13位巴克碼為例）120 0( ,0)10 0PmKK mKP mmc cm 或212sin)213sin(12)(sin1)(fTfTfTcPTTf三、模糊函數(shù)特點(diǎn)：特點(diǎn)：四、自相關(guān)函數(shù) 主旁瓣比（M

8、SR）：22.3dB 特點(diǎn)：特點(diǎn)：五、性能 13位巴克碼和同樣時(shí)寬線性調(diào)頻信號比較位巴克碼和同樣時(shí)寬線性調(diào)頻信號比較。 1、距離分辨力高2266KK或2346KB342WB線312.12W巴)0 ,(TTB261361eeTT 巴線2022TTB巴22204133)(TB線0002261.56T巴線線13.2MSRdB線22.3MSRdB 巴6.5 增加巴克碼長度的方法增加巴克碼長度的方法一、概念 組合巴克碼就是用某一個(gè)巴克碼作為基本碼元稱為內(nèi)碼，組成另一個(gè)新的巴克碼稱為外碼。+-+，+-+， +-+， +-+， +-+，- -+-， - -+-， +-+， +-+， - -+-， +-+，

9、- -+-， +-+， 二、自相關(guān)函數(shù)計(jì)算公式)4(, )4(-, )4(, )4(-)4(, )4(, )4(,-)4(, )4(, )4(, )4(, )4(, )4()13(0iiiiiiiiiiiiiBBBBBBBBBBBBBB) 1() 1()()()(00iiiiLKRKRKLRKRRiiiLKKLLLLK) 1(),1(, 2 , 1 , 0),1(, 2 , , 1 , 000簡便法原則：a. 把外碼和內(nèi)碼的自相關(guān)函數(shù)相乘； 即用外碼的自相 關(guān)函數(shù)的每個(gè)值，逐項(xiàng)對內(nèi)碼自相關(guān)函數(shù)值進(jìn)行加權(quán)； b. 把乘積按內(nèi)碼長度進(jìn)行分段； c. 找出對稱軸，用“對稱迭加”對相關(guān)值進(jìn)行修正。例如

10、：R0=3,0,-1,Ri=2,-13,0,-1 2,-16,-3 0,0 -2,1修正后：6,-3 0,1 -2,1例如：R0=4，-1，0，1，Ri=3，0，-14，-1，0，1 3，0，-1=12，0，-4-3，0，10，0，03，0，-1修正后：12，1，-4，-3，0，1，0，-1，0，3，0，-1按結(jié)論：mPimiiccm102)0 ,(6.6 二相編碼信號的處理二相編碼信號的處理一、匹配濾波器特性 02)()(ftjeffH12120()sin ()()()PjfTjfKTKKTfc fT ec effP021212=( )( )( )( )jftffeff12()2(1)0()

11、PjfKTPKKfce1( )sin ()j fTTfc fT ePTTTT子脈沖匹配二、二相編碼信號的處理方法1、4路變2路2、時(shí)域處理3、采樣頻率LPFADCLPFADCTTTTTTTT信號處理增益（信噪比提高）提高M(jìn)SR方法:抑制旁瓣；捷變積累。三、組合巴克碼的處理外碼匹配濾波器：延遲時(shí)間為PT（P為內(nèi)碼碼長）內(nèi)碼匹配濾波器：與普通一樣20log20log10logooiiSNPPS NooiiSNPPP1iiSN子脈沖匹配濾波器外碼匹配濾波器內(nèi)碼匹配濾波器6.7 二二相編碼信號多普勒敏感問題相編碼信號多普勒敏感問題一、概念 當(dāng)存在多普勒頻率時(shí)，主峰主峰要下降，旁瓣旁瓣要增加，主旁瓣比要

12、降低。二、影響主旁瓣比的因素 主峰的變化主峰的變化:1、M序列：處理時(shí)間2、PN碼：PT3、PN碼集：PTr4、Barker碼：PT 5、互補(bǔ)碼PT(頻分/時(shí)分) 與壓縮比D（P）、子脈沖寬度T、重復(fù)周期Tr有關(guān)。13位巴克碼的模糊圖切割15位PN截?cái)啻a的模糊圖切割三、解決方法1、多普勒補(bǔ)償（變本振）：靜止目標(biāo)變運(yùn)動，影響對消2、修正匹配濾波器（移動模糊圖原點(diǎn)）：匹配濾波器太多3、消除多普勒電路：非線性，影響鄰近分辨4、補(bǔ)償式旁瓣抑制濾波器：對應(yīng)失配輸出進(jìn)行抑制6.8 多相編碼信號簡介多相編碼信號簡介一、概念 二相編碼信號：BPSK；四相編碼信號：QPSK，多相編碼信號。二、弗蘭克Frank多相編碼（基本相移 ： ） 2) 1() 1(2) 1(0) 1(39630) 1(26420) 1(321000000NNNNNN120210000 220210000或24420,0,0,0,0,