正交镜像滤波器组优化子带脉冲压缩技术

"本文主要探讨了超宽带雷达中的一种新型子带脉冲压缩技术，该技术解决了传统频带分割滤波器不理想导致的压缩效果不佳的问题。文章提出了基于正交镜像滤波器组的解决方案，通过设计近似完全重建的正交镜像滤波器，优化目标函数，最小化通带误差、阻带能量和失真转移函数的平方误差，然后应用于频带分割，实现更优的子带脉冲压缩。仿真结果证明，这种方法在峰值重建误差、通带和阻带误差方面优于现有设计，并且在脉冲压缩性能如主副瓣比和主瓣宽度上有所提升。" 正文： 超宽带雷达技术因其在距离分辨率、低截获概率和目标识别等方面的优越性能而备受瞩目。然而，由于当前模数转换器件的局限，直接处理超宽带信号仍面临挑战。传统的脉冲压缩方法在滤波器不理想的情况下，可能会导致信号混叠和失真，影响压缩效果。 正交镜像滤波器组在宽带信号处理中发挥着关键作用，尤其是在多抽率数字信号处理、图像编码、多载波调制系统和声呐等领域。然而，传统的滤波器设计方法，如窗函数设计或切比雪夫逼近，往往需要大量的迭代和计算，不适合实时应用。 本文引入了一种创新的子带脉冲压缩方法，重点在于设计近似完全重建的正交镜像滤波器组。与传统设计不同，本文未使用窗函数的非线性优化，也避开了求逆矩阵的步骤，而是通过定义一个包含通带误差、阻带能量和失真转移函数平方误差的加权和作为目标函数，利用无约束的变尺度方法来最小化这个函数。这样设计的滤波器可以更有效地分割频带，进而实现更精确的子带脉冲压缩。 经过仿真验证，本文提出的正交镜像滤波器组在峰值重建误差、通带和阻带误差方面表现出显著的改进，同时提高了脉冲压缩的主副瓣比和主瓣宽度，这表明该方法在超宽带雷达脉冲压缩领域的性能优于传统方法。 总结来说，这项工作为超宽带雷达的子带脉冲压缩提供了一个新的理论基础和实用工具，它简化了滤波器设计过程，降低了计算复杂度，同时提升了脉冲压缩的效率和精度，对于超宽带雷达系统的设计和优化具有重要意义。