1 引言
隨著現代武器與航天技術的發展，要求雷達應具有高精度、遠距離、高分辨力等性能。簡單矩形脈衝雷達存在雷達探測能力與距離分辨力之間的矛盾。為解決這一矛盾，大多數現代雷達採用脈衝壓縮技術，調製信號頻率或相位，從而產生大時寬帶寬信號，接收端通過具有匹配濾波器的接收機接收，產生窄時間脈衝，提高距離解析度。以數字方式實現的脈衝壓縮具有可靠性高、靈活性好、可編程、便於應用。因此，這裡介紹一種分布式算法實現時域脈衝壓縮，它是一種基於查找表的計算方法，通過將各輸入數據每一對應位產生的部分積預先相加形成相應部分積，然後再對各部分積累加形成最終結果，從而實現乘加功能。與傳統算法(所有乘積產生後，再相加完成乘加運算)相比，分布式算法可極大減少硬體電路規模，易於實現流水線處理，提高電路執行速度。
2 脈衝壓縮
2．1 脈衝壓縮處理過程
脈衝壓縮處理有時域和頻域兩種方式。其中．時域處理是由數字有限衝擊響應(FIR)實現的過程，即信號與係數的卷積；而頻域處理則是先用FFT計算出數字回波信號的頻譜S(ω)，再將其與匹配濾波器的頻響H(ω)相乘，最後進行快速傅立葉反變換(IFFT)，得到脈壓結果。一般而言，對於大時寬帶寬信號，採用頻域處理較好；對於小時寬帶寬信號，採用時域處理較好。脈衝壓縮信號實現方法有：線性調頻信號、非線性調頻信號和相位編碼信號。線性調頻信號是通過非線性相位調製或線性頻率調製(LFM)來獲得大時寬帶寬積。與其他脈衝壓縮信號相比，它具有匹配濾波器對回波信號的都卜勒頻移不敏感的優點。這裡採用的LFM信號是由一個匹配濾波器來處理，並具有不同都卜勒頻移的信號。
IFM數字脈衝壓縮仿真流程包括線性調頻(LFM)信號產生、回波信號的模擬、正交相干檢波、I／O兩路信號低通濾波及抽取、視頻信號(零中頻)匹配濾波，如圖1所示。作為關鍵部分的匹配濾波器，它是一種線性相位的FIR濾波器，其濾波器係數為發射信號的復共軛，h(n)=x*(N-n)，而為了降低旁瓣，一般給係數加上相應權值。
2．2 脈衝壓縮處理仿真
設線性調頻信號的載頻fo=25 MHz，調製頻率帶寬B=5MHz，採樣頻率fs=20 MHz，滿足中頻採樣定理要求，脈衝寬度τ=60μs，目標距離12 km，時間延遲脈衝重複周期為320μs，信號幅度A=l。一個脈衝採樣點數為L=Tfs=1 200，線性調頻信號的時寬帶寬積即脈寬壓縮比D=300，則輸出脈衝寬度r'=60μs／300=200 ns。
由以上參數產生的線性調頻信號的目標回波信號，經正交相干檢波產生的I／Q兩路信號抽取。最後進行匹配濾波的各個過程的MATLAB仿真，脈衝壓縮結果如圖2所示。從圖2看出，脈衝壓縮後產生窄脈衝，輸出波形具有辛格函數性質．除主瓣外。在時間軸上還有延伸的一串副瓣。另外還可看出．經過海明加權後的第一副瓣比主瓣下降約40 dB，而主瓣寬度也相應拓展，比沒有加權的脈衝壓縮結果理想許多。