雷达信号分析之噪声信号
0赞平时我们经常碰到的脉冲雷达的作用距离一般都有很大的区别,这主要是由于其雷达发射功率的不同决定的。一般情况在雷达的扫描范围一般在50Km以内。除了作用范围,雷达的脉冲周期也是一个十分重要的参数。一般在500us以内。在这里我们选择脉冲周期为256us,作用范围为25.6km。除了作用范围和脉冲周期以外,采样的时间间隔也是十分重要的。采样的时间间隔我们在这里一般选择为待测目标所占整个脉冲周期的时间长度。这样的话一个采样点就相当于0.1km。
以此为基础,我们利用DSP来模拟脉冲雷达的接收信号。结合数字信号的特点,我们把接收的信号主要分为两大类。第一部分主要是产生随机噪声信号,第二部分主要是待测目标的反射信号。下面主要分析一下这两种信号的产生以及复合信号的合成:
- 随机噪声信号的产生方法。随机噪声是由随机数来表达的,因而随机噪声产生就归结于随机数产生问题。
- 待测运动目标的产生。根据目标的速度以及脉冲周期,计算出目标的移动距离,产生该目标信号。
- 两种信号的复合。运用DSP的循环结构周期地将目标信号和伪随机噪声相加,形成脉冲雷达接收信号。
下面主要对两种信号的实现方法做具体的分析。
噪声序列因其具有随机性特点,并具有生成简单、码族大小任意的优点,所以成为目前保密通信研究的热点。它的初始值间任意小的差别在迭代中被指数放大,使得序列具有很强的多址能力。同时序列的长期行为还表现出明显的随机性和不可预测性。
随机信号是一种随机编码的序列,其描述必须采用多种统计特征量。伪随机
信号则是按一定的规律将不同的信号合成、编码组成的序列。它看似随机信号,实质上仍遵循某种规律。由于这种信号中含有近似等幅的各种频率的信号,因此其频谱是十分丰富的。
随机噪声是由随机数来表达的,因而随机噪声产生就归结于随机数产生问题。随机数的产生大致可分为查表法、物理方法和数学递推法。计算机产生随机数用到的是数学递推法。到底怎样随机才算真正的随机这一问题已经争论了几个世纪,在实际应用中也不必要采用真正随机的数,能达到一定程度的随机性就可以了,而且用精度有限的计算机或DSP 产生完全随机数也是不可能的,因此现有的随机数产生算法均是伪随机数产生算法,即所产生的随机数都有一定的周期性,或退化为零。就随机数的产生而言,最基本的目标是在区间[0,1]上服从均匀分布的随机数。服从其它分布的随机数可由[0,1]上均匀分布的随机数通过变换产生,用移位寄存器产生算法、乘同余法、线性同余算法这三种算法产生的随机数均在〔0~2l -1〕区间上服从均匀分布,结果除以常数2l即可以得到[0,1]间均匀分布的随机数,即可得到伪随机噪。
随机噪声序列的产生是基于Logistic映射算法,它通过多项式:

迭代运算产生。当跳频通信中存在N个跳频点时,给定一个位于区间(-l,l)的初值,迭代后的下一个值也必会落在区间(-l,l)中,再将下一个值代人上式,如此反复送代N次,可产生N个位于(-1,1)的值{X1,X2,……,XN}。然后通过某种算法使数列中的每个值与一个特定的调频频道对应,从而产生跳频序列。
