(7.3.1)--调频信号测距法——线性调频信号.pdf

发射信号A0t s tA T回波信号A0t s tA 频 差当应用于具有连续发射功率的主动声纳中时。LFM信号：调频连续波测距法LFM调频信号测距三角波调频信号测距阶跃调频信号测距 Tastf tkt2cos 2 TaftfktmfkTA0t TstA T信号波形线性调频信号时间函数：周期性瞬时频率为：oafbf TftTtmf 瞬时频率k为调频的斜率：起始频率调频的频偏情况1：无相对运动情况2：有相对运动若目标距离为R，则接收的信号延迟了t0：02Rtc 无相对运动时发射与接收信号瞬时频率toTafmf f t（1）基本原理TfTfrfrf2/R c2/R c 当时：2RtTc Taftfkt 2raRf tfk tc 12TrfftfkRtc（1）基本原理无相对运动时发射与接收信号瞬时频率toTafmf f tTfrf2/R c2/R cTfrf1f（1）基本原理无相对运动时发射与接收信号瞬时频率toTafmf f tTfrf2/R c2/R cTfrf1f 当时：Taftfk tT2RTtTc 2raRftfk tc22Rfk Tc2f（1）基本原理 当或，则重复黄色区域的频差规律。2RtTc2Rtc 无相对运动时发射与接收信号瞬时频率toTafmf f tTfrf2/R c2/R cTfrf1f2f（1）基本原理Rfkc12Rfk Tc22只要测出或，即可推算出目标距离Rf1 f2 无相对运动时发射与接收信号瞬时频率toTafmf f tTfrf2/R c2/R cTfrf1f2f调频信号发生器发射机接收机混频器频率计频率计1f 2f（1）基本原理调频测距框图目标不动时发射与接收信号瞬时频率2/R ct f to2/R cT2RTcafbf1f2fmfTfrfRfkc12Rfk Tc22（2）技术指标ff12 2/R ct f to2/R cT2RTcafbf1f2fmfTfrf目标不动时发射与接收信号瞬时频率12ff （2）技术指标2/R ct f to2/R cT2RTcafbf1f2fmfTfrf目标不动时发射与接收信号瞬时频率kT/2kTff122 （2）技术指标若发射周期T足够大，使得对于最远距离处的目标满足：RTcmax4 RTcmax22 周期T（2）技术指标差频分量的瞬时频率满足：fkTfkT12102 调频信号发生器发射机接收机混频器频率计频率计低通滤波器高通滤波器Rfkc12Rfk Tc22kT2周期T（2）技术指标结 论：提高距离分辨力与增大可测距离有矛盾mffRTc12 Rfkc12单位距离的频率数 提高距离分辨力，必须加大，减小Tmf 用高、低通滤波器分开和，要求f1 f2 TRcmax4 mfRfTc12 频率分辨力（2）技术指标mfRfTc12 mcTRff12 mmffRcRfcf11d()d()dd（3）误差分析测距相对误差情况2：有相对运动raRftfkttc 21d2()(1)(1)()2d当目标和声纳之间有相对运动时，接收信号会产生多普勒频移：rTRs tstc 2()(1)()2rvc aRRftktcc2222=cos2(1)()(1)()aaRfk tfc 2()接收信号频移量(1)当很小时，21+1 12TraRfffkfc 22rTaRffft Tk Tfc 2/R cto2/R cTaf1fmfTf f tTf2RTc2frf有相对运动的rf无相对运动的12+ffkT无法通过测量和解出（即相对速度vr）和距离Rf1 f2 af 结论：线性调频信号测距法对动目标不适用af Raf R无相对运动有相对运动小结Conclusion一二技术指标：周期T、距离分辨力对运动目标不合适12+ffkT 提高距离分辨力与增大可测距离有矛盾基本原理：Rfkc12Rfk Tc22