第6章相位编码脉冲信号

1、6 相位编码脉冲信号相位编码脉冲信号6.1 二相编码信号6.2 二元伪随机序列6.3 PN截断码6.4 巴克（Barker）序列6.5 增加巴克码长度的方法6.6 二相编码信号的处理6.7 相位编码信号多普勒敏感问题6.8 多相编码信号简介 6.1 二相编码信号二相编码信号一、理想模糊图（图钉型）二、二相编码信号基本概念 ck之积按乘法运算； dk之积按模2加法运算。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、二相编码信号的频谱结论:频谱形状频谱宽度时

2、宽带宽积大时宽带宽积信号其它 0 0 )(1)(101PKKtKTtcPt)()( )(1)()(21101ttKTtcPttPKK102)(1)(PKKKTtcPt其它 0 0 /1)(1TtTt11121)2cos(2 )(sinPT)(PKPKnKnnfTjfKTccPefTcf1PPBTP T111-11/T四、二相编码信号的模糊函数特点：（子脉冲AF求和）主峰（码长相同都一样）旁瓣敏感性 对称性1122211021121001( , )(, )1(, )pPmjmTjiTii mmipPmjiTii mmiemTc cePmTc ceP 其它 0 0 )(1)(101PKKtKTtc

3、Pt111-1五、二相编码信号的自相关函数（非周期）结论：Ck决定自相关函数主峰高度，旁瓣电平非周期性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 二元伪随机序列

4、二元伪随机序列一、二元随机序列和二元伪随机序列 平衡性 、蝉联性、相关函数、周期、频谱 二、最大长度序列（M序列）1、产生 M序列的周期为： 反馈联接方式共有： 反馈方式：见资料2、模糊函数特点：图钉型；多峰；旁瓣电平变化规律。a0a1a2clkC1C2C321nP 21nn1(1)1(1)1sin()( , )()sin()pjp ipTippi pTeipTpTp 3、自相关函数（周期性）方法一：方法二：结论：双值电平，MSR=20logP；多峰；P， ；周期性自相关函数。周期的选择： ；21 21 T,01 21nnnT 其它max/2pTmax12dpTf( ,0)( ) t 4、M序

5、列的功率谱 特点：线性谱，相邻谱线的间隔为 ； 零频率分量的强度为 ； 包络由码元宽度 决定； 各谱线的强度与序列的长度和 编码码型有关。 222,01 sin1()()()nnpfTnfffpfTpTp1pT21pT5、 M序列的应用固态源隔离器定向耦合器功放调相器发射天线低噪声高放平衡混频器多普勒滤波器恒虚警检测器接收天线视放相关器1相关器6码产生器激励器多普勒放大器目标参数测量输出166、 M序列的信号处理 采用多路相关器（可以复用）和多普勒滤波器组。相关器：匹配滤波器：多普勒滤波器组：FFT（MTD）参考信号1参考信号n距离门1输出距离门n输出视频回波信号cP-1延时T延时T延时T延时

6、TcP-2cP-3cP-4c1c0605254537530225156012345676.3 PN截断码截断码一、定义 PN截断码就是从M序列 中截取一个周期形成的码。截取位置任意，但性能不一样。二、模糊函数二、自相关函数特性 + - + + - - - 原序列 - - - + + - + 镜像序列 - + - - + + + - + - - + + + - + - - + + + + - + + - - - + - + + - - - - + - - + + + + - + + - - - 代数和 -1，0，-1，0，-1，0，7，0，-1，0，-1，0，-1截断序列+ - + + - -

7、-：7，0，-1，0，-1，0，-1； - - + - + + -：7，-2，-1，1，-3，0，1 - + - + + - -：7，-2，-1，0，-1，0，1mPimiiccm102)0,(结论：自相关函数非双值电平，旁瓣与截取位置有关； ；非周期；用公式算。三、PN截断码集20log(1)MSRp p20log(1)MSRp p6.4 巴克（巴克（Barker）序列）序列一、定义二、频谱（13位巴克码为例）120 0( ,0)10 0PmKK mKP mmc cm 或212sin)213sin(12)(sin1)(fTfTfTcPTTf三、模糊函数特点：特点：四、自相关函数 主旁瓣比（M

8、SR）：22.3dB 特点：特点：五、性能 13位巴克码和同样时宽线性调频信号比较位巴克码和同样时宽线性调频信号比较。 1、距离分辨力高2266KK或2346KB342WB线312.12W巴)0 ,(TTB261361eeTT 巴线2022TTB巴22204133)(TB线0002261.56T巴线线13.2MSRdB线22.3MSRdB 巴6.5 增加巴克码长度的方法增加巴克码长度的方法一、概念 组合巴克码就是用某一个巴克码作为基本码元称为内码，组成另一个新的巴克码称为外码。+-+，+-+， +-+， +-+， +-+，- -+-， - -+-， +-+， +-+， - -+-， +-+，

9、- -+-， +-+， 二、自相关函数计算公式)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简便法原则：a. 把外码和内码的自相关函数相乘； 即用外码的自相 关函数的每个值，逐项对内码自相关函数值进行加权； b. 把乘积按内码长度进行分段； c. 找出对称轴，用“对称迭加”对相关值进行修正。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按结论：mPimiiccm102)0 ,(6.6 二相编码信号的处理二相编码信号的处理一、匹配滤波器特性 02)()(ftjeffH12120()sin ()()()PjfTjfKTKKTfc fT ec effP021212=( )( )( )( )jftffeff12()2(1)0()

11、PjfKTPKKfce1( )sin ()j fTTfc fT ePTTTT子脉冲匹配二、二相编码信号的处理方法1、4路变2路2、时域处理3、采样频率LPFADCLPFADCTTTTTTTT信号处理增益（信噪比提高）提高MSR方法:抑制旁瓣；捷变积累。三、组合巴克码的处理外码匹配滤波器：延迟时间为PT（P为内码码长）内码匹配滤波器：与普通一样20log20log10logooiiSNPPS NooiiSNPPP1iiSN子脉冲匹配滤波器外码匹配滤波器内码匹配滤波器6.7 二二相编码信号多普勒敏感问题相编码信号多普勒敏感问题一、概念 当存在多普勒频率时，主峰主峰要下降，旁瓣旁瓣要增加，主旁瓣比要

12、降低。二、影响主旁瓣比的因素 主峰的变化主峰的变化:1、M序列：处理时间2、PN码：PT3、PN码集：PTr4、Barker码：PT 5、互补码PT(频分/时分) 与压缩比D（P）、子脉冲宽度T、重复周期Tr有关。13位巴克码的模糊图切割15位PN截断码的模糊图切割三、解决方法1、多普勒补偿（变本振）：静止目标变运动，影响对消2、修正匹配滤波器（移动模糊图原点）：匹配滤波器太多3、消除多普勒电路：非线性，影响邻近分辨4、补偿式旁瓣抑制滤波器：对应失配输出进行抑制6.8 多相编码信号简介多相编码信号简介一、概念 二相编码信号：BPSK；四相编码信号：QPSK，多相编码信号。二、弗兰克Frank多相编码（基本相移 ： ） 2) 1() 1(2) 1(0) 1(39630) 1(26420) 1(321000000NNNNNN120210000 220210000或24420,0,0,0,0,