脉冲多卜勒雷达信号处理：匹配滤波器与多普勒效应分析

祝剑岚同学的实验报告聚焦于脉冲多卜勒雷达信号处理，主要研究了信号检测与估计中的关键技术。该报告以913104210135学号命名，涉及到的实验内容包括： 1. 实验内容设计： - 脉冲宽度设定为学生的学号后两位，即35μs，脉冲重复周期为200μs，雷达载频为10GHz。 - 输入噪声为高斯白噪声，模拟环境包括单目标和双目标情况，目标参数如回波信噪比、速度、幅度和距离可进行变化。 - 单目标情况下，学生需推导并仿真输出的脉压和FFT结果，并分析不同处理阶段的增益与时间宽、带宽的关系，同时讨论多卜勒敏感性及多卜勒容限的影响。 - 双目标情况则探讨大目标旁瓣对小目标的影响，以及距离和速度分辨率的实现。 2. 实验原理： - 脉冲多卜勒信号的数学表达式考虑了载频、占空比和多卜勒效应。由于占空比为17.5%，信号发射后遇到目标产生的延迟被滤除，然后加上多卜勒频移。 - 匹配滤波器是关键的信号处理技术，其目标是在高斯白噪声中寻找线性滤波器，以最大化含有已知波形时的信噪比。它通过脉冲压缩降低发射机功率需求，并改善距离分辨能力，尽管会牺牲部分信号能量。 - 在匹配滤波器的设计中，学生需要确定滤波器的冲击响应和频率响应，以便在输入为确知信号与白噪声的组合时，输出信噪比最优。对于实函数输入，滤波器的脉冲响应与输入信号特征紧密相关。 通过这次实验，祝剑岚不仅掌握了脉冲多卜勒雷达的基本原理和信号处理技术，还锻炼了信号检测与估计的实际操作能力，以及对系统性能和多卜勒效应深入理解的能力。这样的研究有助于提高雷达系统的性能和抗干扰能力，对于实际应用具有重要意义。