在雷达信号处理中,常使用LFM(线性调频信号)作为发射信号波形以提高时宽带宽积,获得较好的分辨率。假设发射机发射的信号波形为
S
t
(
t
)
S_{t}(t)
St(t),写为
S
t
(
t
)
=
r
e
c
t
(
T
t
e
)
c
o
s
(
2
π
f
0
t
+
π
μ
t
2
)
S_{t}(t)=rect(\frac{T}{t_e})cos(2\pi f_0t+\pi \mu t^{2})
St(t)=rect(teT)cos(2πf0t+πμt2)
其中
f
0
f_{0}
f0为载频频率,
μ
\mu
μ为调频斜率,由
B
T
e
\frac{B}{T_{e}}
TeB计算得到,
B
B
B为发射信号的带宽。
脉冲压缩需要对接收回波信号进行混频、滤波处理,将回波信号从中频降为零中频信号,同时得到I、Q双通道信号,以便于为脉冲压缩做好准备。
用于混频的参考信号为 c o s ( 2 π f 0 t ) cos(2\pi f_{0}t) cos(2πf0t)、 s i n ( 2 π f 0 t ) sin(2\pi f_{0}t) sin(2πf0t),而这就是与去斜处理的最大区别。
去斜处理也是针对LFM信号,也需要进行混频、滤波处理,但是去斜处理针对的是带宽较大的LFM信号。注意,如上所述,脉冲压缩时,混频滤波后,信号的带宽信息仍在零中频信号中,而我们将模拟信号转为数字信号需要通过ADC采样,由奈奎斯特定理可知,一带宽为B的信号,我们需要以大于两倍带宽的频率采样才不会出现混叠失真。
而笔者刚刚也提过去斜处理针对的是带宽较大的LFM信号,即,若是用常规脉冲压缩的流程处理,那ADC采样频率的要求可能会高于我们所能承受的极限,于是,需要另辟蹊径。
去斜处理在混频时的参考信号并不是单载频信号,而是发射信号本身,若是发射信号为 S t ( t ) = c o s ( 2 π f 0 t + π μ t 2 ) S_{t}(t)=cos(2\pi f_0t+\pi \mu t^{2}) St(t)=cos(2πf0t+πμt2),我们就用该发射信号与接收信号 S r ( t ) = c o s ( 2 π f 0 t + π μ t 2 + ϕ t ) S_{r}(t)=cos(2\pi f_0t+\pi \mu t^{2}+\phi t ) Sr(t)=cos(2πf0t+πμt2+ϕt)进行混频、滤波,则最后只有信号中的附加相移信息保留了下来,而我们正可以利用相移信息求得目标的距离,速度等信息,这里不再赘述,有兴趣的读者可以去了解LFMCW是如何测距、测速的。
总结:脉冲压缩与去斜处理的主要区别就在于混频时的参考信号不同,而使用哪种方式取决与信号的带宽大小。