初期的脈沖雷達, 發(fā)射的是固定載頻的脈沖，其距離分辨力反比于發(fā)射脈沖寬度。要增加作用距離，就要求加大發(fā)射脈沖寬度，這樣必然會降低距離分辨力。雷達作用距離和雷達分辨能力正是雷達的兩項重要性能指標。因此，必須解決這一矛盾。自從40年代提出匹配濾波理論和50年代初P.M.伍德沃德提出雷達模糊原理之后，人們認識到雷達的距離分辨力與發(fā)射脈沖寬度無關(guān)，而是正比于發(fā)射脈沖頻帶寬度。只要對發(fā)射寬脈沖進行編碼調(diào)制,使其具有大的頻帶寬度,對目標回波進行匹配處理后就能獲得分辨力很好的窄脈沖輸出，即τ_p≈1/B。式中τ_p為處理后的輸出脈沖寬度;B為發(fā)射脈沖頻帶寬度。根據(jù)這一原理，發(fā)射脈沖寬度和帶寬都足夠大的信號，雷達就能同時具有大的作用距離和高的距離分辨力，還可以使單一脈沖具有較好的速度分辨力。因為根據(jù)雷達模糊原理,速度分辨力與發(fā)射脈沖時寬τ成正比。這種信號的脈沖壓縮倍數(shù)為τ/τ_p≈τB。

　　1、模擬脈沖壓縮

　　在脈沖壓縮處理中已廣泛應(yīng)用的一種器件是聲表面波器件。它是用換能器將電磁波能轉(zhuǎn)換成聲波，使聲波在基體的表面?zhèn)鞑�。這種表面波稱為瑞利波，具有非色散的性質(zhì)。但只要把叉指換能器間隔按一定規(guī)律變化,就可制成色散延遲線。當換能器受到電脈沖沖擊時，在各對叉指間便產(chǎn)生波長為2d的聲波。叉指對的排列使內(nèi)側(cè)的間隔小，因此內(nèi)側(cè)叉指對發(fā)送和接收的頻率高,傳播的路程短,高頻延時�。煌鈧�(cè)叉指對的間隔大,發(fā)送和接收的頻率低,傳播的路程長,低頻延時大。控制叉指對的間隔,可使延遲線產(chǎn)生線性的或某種規(guī)律的非線性的色散信號(即調(diào)頻信號)。色散信號的總帶寬取決于叉指對的最小間隔d和間隔d，總時寬取決于叉指列的總長度 D。各頻率分量是可以加權(quán)的，加權(quán)的方法是變化叉指對交叉的深度。

　　2、數(shù)字脈沖壓縮

　　60年代數(shù)字集成技術(shù)出現(xiàn)后，特別是70年代大規(guī)模集成電路商品化以后，許多雷達設(shè)計采用數(shù)字脈沖壓縮處理。數(shù)碼為二進制，數(shù)字脈沖壓縮對二相位編碼信號特別方便。采用脈沖線性調(diào)頻的脈沖壓縮雷達也可用數(shù)字處理技術(shù)。數(shù)字處理前先把高頻信號與本振信號差拍成零中頻。為了保持相位信息，零中頻信號分為I和Q兩個支路。頻譜乘法器就是完成數(shù)字式的頻域匹配處理而用的。數(shù)字處理的優(yōu)點是：①具有靈活性，可以在計算機控制下快速改變發(fā)射波形,同時改變信號處理,使之與改變了的波形相匹配；②具有高的可靠性和精確性，可在只讀存儲器中存入合適加權(quán)，使脈沖壓縮后的旁瓣極小。數(shù)字處理的缺點是對大帶寬信號必須有極高的數(shù)字處理速度，解決這個問題尚存在困難。

　　按發(fā)射信號的調(diào)制方式分，脈沖壓縮雷達主要有線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻與相位編碼等幾種體制。

　　1、線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達

　　線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達的發(fā)射信號頻率在脈沖內(nèi)隨時間線性變化，頻帶寬度為B，脈沖寬度為T。線性調(diào)頻體制的關(guān)鍵器件是壓縮濾波器，常用的壓縮濾波器是聲表面波色散延遲線或數(shù)字電路，其延遲時間與信號頻率成線性關(guān)系。當頻率隨時間線性上升的寬脈沖回波經(jīng)過延遲線后，由于低頻部分的時延大而高頻部分的時延小，回波信號經(jīng)過壓縮濾波器后，被壓縮成脈沖寬度為1/B的窄脈沖。壓縮前后信號脈沖寬度之比為BT，稱為脈沖壓縮比。由此可見，壓縮后的信號脈沖寬度僅為發(fā)射信號寬度的BT分之一，因而距離分辨力也改善了相應(yīng)的數(shù)值。而壓縮后的窄脈沖幅度則增大許多倍。根據(jù)雷達的不同用途，脈沖壓縮比通常在數(shù)十至數(shù)百之間，有的可達數(shù)千倍。線性調(diào)頻的寬脈沖在壓縮為窄脈沖時，在窄脈沖前、后的距離上會產(chǎn)生幅度較小的窄脈沖，稱為距離旁瓣。強回波信號的距離旁瓣，將干擾對鄰近弱回波的檢測或被當作目標。為了壓低旁瓣電平，可對回波信號中不同頻率的分量進行幅度加權(quán)，但這將使回波信號遭受損失，降低信號噪聲比。

　　2、非線性調(diào)頻脈沖壓縮

　　非線性調(diào)頻脈沖壓縮是針對線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達的缺點而設(shè)計的。它將有關(guān)的加權(quán)因子，采用頻率調(diào)制的非線性變化來實現(xiàn)，因此在脈沖壓縮時既抑制了旁瓣，又避免了回波信號的損失，但設(shè)備比較復(fù)雜。

　　3、相位編碼脈沖壓縮雷達

　　相位編碼脈沖壓縮雷達有二相制、多相制以及巴克碼、偽隨機碼等類型。在二相制相位編碼脈沖壓縮體制中，寬度為T的寬脈沖被劃分為N個寬度為τ的子脈沖，每個子脈沖的相位按0°、180°兩相編碼。經(jīng)過壓縮濾波器后，輸出的是一個主瓣寬度為τ、幅度為寬脈沖回波幅度N倍的窄脈沖。在要求大脈沖壓縮比的場合，相位的編碼通常采用偽隨機碼，對于同一碼長，可以得到多種不同的編碼。相位編碼脈沖壓縮雷達多采用數(shù)字技術(shù)進行壓縮濾波處理。數(shù)字處理方法的優(yōu)點是在計算機控制下可以快速改變發(fā)射波形，相應(yīng)地改變信號處理，以適應(yīng)不同的戰(zhàn)術(shù)要求。

　　脈沖壓縮雷達優(yōu)點

　　1、通過匹配壓縮處理獲得高的距離分辨率。

　　2、脈沖寬度與有效頻譜寬度這兩個參數(shù)可以獨立選取，增加了雷達波形設(shè)計的靈活性。

　　3、寬帶信號有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

　　脈沖壓縮雷達缺點

　　1、存在距離和速度耦合，影響測量。

　　2、存在距離旁瓣，通過加權(quán)處理抑制旁瓣。

　　3、收發(fā)系統(tǒng)比較復(fù)雜，在信號產(chǎn)生和處理過程中的任何失真，都將增大旁瓣高度。

　　●發(fā)射信號必須具有非線性的相位譜。

　　●存在對應(yīng)的匹配壓縮網(wǎng)絡(luò)。