脉冲压缩雷达与匹配滤波Word文档格式.docx

1、 （2.2）是调频斜率，信号的瞬时频率为，如图（图2.1.典型的LFM信号（a）up-LFM（K0）（b）down-LFM（K0）将式1改写为： （2.3） （2.4）是信号s（t）的复包络。由傅立叶变换性质，S（t）与s（t）具有相同的幅频特性，只是中心频率不同而以，因此，Matlab仿真时，只需考虑S（t）。以下Matlab程序产生（2.4）的LFM信号，并作出其时域波形和幅频特性。%线性调频信号的产生T=10e-6; %持续时间是10usB=30e6; %调频调制带宽为30MHzK=B/T; %调频斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率和采样间隔N=T/Ts;N=T/Ts;t=l

2、inspace（-T/2,T/2,N）;St=exp（j*pi*K*t.2）; %产生线性调频信号subplot（211）plot（t*1e6,real（St）;xlabel（时间/us）;title（LFM的时域波形grid on;axis tight;subplot（212）freq=linspace（-Fs/2,Fs/2,N）;plot（freq*1e-6,fftshift（abs（fft（St）;频率/MHzLFM的频域特性（图2.2：LFM信号的时域波形和频域特性）三、 压缩脉冲的匹配滤波信号的匹配滤波器的时域脉冲响应为： （3.1）是使滤波器物理可实现所附加的时延。理论分析时，可令

3、0，重写3.1式， （3.2）将2.1式代入3.2式得: （3.3）图3.1：LFM信号的匹配滤波如图3.1,经过系统得输出信号， （3.4）当时, （3.5） （3.6）合并3.5和3.6两式： （3.7）3.7式即为LFM脉冲信号经匹配滤波器得输出,它是一固定载频的信号。时，包络近似为辛克（sinc）函数。 （3.8）图3.2：匹配滤波的输出信号如图3.2，当Bt=时， t=1/B为其第一零点坐标；当Bt=/2时，t=1/2B，习惯上，将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。 （3.9）LFM信号的压缩前脉冲宽度T和压缩后的脉冲宽度之比通常称为压缩比D， （3.10）式3.10表明，压缩比也就

4、是LFM信号的时宽频宽积。由2.1,3.3,3.7式，s（t）,h（t）,so（t）均为复信号形式，Matab仿真时，只需考虑它们的复包络S（t）,H（t）,So（t）。以下Matlab程序段仿真了图3.1所示的过程，并将仿真结果和理论进行对照。%线性调频信号的匹配滤波Fs=10*B;Ht=exp（-j*pi*K*t.2）; %匹配滤波器Sot=conv（St,Ht）; %线性调频信号经过匹配滤波器L=2*N-1;t1=linspace（-T,T,L）;Z=abs（Sot）;Z=Z/max（Z）; %归一化 Z=20*log10（Z+1e-6）;Z1=abs（sinc（B.*t1）; %sin

5、c函数Z1=20*log10（Z1+1e-6）;t1=t1*B;plot（t1,Z,t1,Z1,r.axis（-15,15,-50,inf）;legend（仿真,sinc时间 sec timesitBylabel（振幅,dB线性调频信号经过匹配滤波器subplot（212） %放大N0=3*Fs/B;t2=-N0*Ts:Ts:N0*Ts;t2=B*t2;plot（t2,Z（N-N0:N+N0）,t2,Z1（N-N0:N+N0）,axis（-inf,inf,-50,inf）;set（gca,Ytick,-13.4,-4,0,Xtick,-3,-2,-1,-0.5,0,0.5,1,2,3）;线性调

6、频信号经过匹配滤波器（放大）结果：图3.3：线性调频信号的匹配滤波上图中，时间轴进行了归一化，（t/（1/B）=t x B）。图中反映出理论与仿真结果吻合良好。第一零点出现在1（即1/B）处，此时相对幅度-13.4dB。压缩后的脉冲宽度近似为1/B（1/2B），此时相对幅度-4dB,这理论分析（图3.2）一致。四、 Matlab仿真1. 任务：对以下雷达系统仿真。雷达发射信号参数：幅度：1.0信号波形： 线性调频信号频带宽度： 30MHz脉冲宽度： 10us中心频率： 1GHzHz雷达接收方式：正交解调接收距离门：10Km15Km目标：Tar1：10.5KmTar2：11KmTar3：12Km

7、Tar4：12Km5mTar5：13KmTar6：13Km2m2. 系统模型：结合以上分析，用Matlab仿真雷达发射信号，回波信号，和压缩后的信号的复包络特性，其载频不予考虑（实际中需加调制和正交解调环节），仿真信号与系统模型如下图。图4.1：雷达仿真等效信号与系统模型3. 线性调频脉冲压缩雷达仿真程序LFM_radar 仿真程序模拟产生理想点目标的回波，并采用频域相关方法（以便利用FFT）实现脉冲压缩。函数LFM_radar的参数意义如下：T：LFM信号的持续脉宽；B：LFM信号的频带宽度；Rmin：观测目标距雷达的最近位置；Rmax：观测目标距雷达的最远位置；R：一维数组，数组值表示每个

8、目标相对雷达的距离；RCS：一维数组，数组值表示每个目标的雷达散射截面。在Matlab指令窗中输入：LFM_radar（10e-6,30e6,10000,15000,10500,11000,12000,12005,13000,13002,1,1,1,1,1,1）得到的仿真结果如下图。五、 心得通过这次使用Matlab对脉冲压缩雷达的仿真，让我充分理解到了脉冲压缩雷达的工作原理，以及脉冲压缩雷达与普通脉冲雷达的差异，这让我对与雷达原理这门课有了更加深入的理解，对于匹配滤波的深入了解，使得在课堂中没有充分理解的地方清晰的展现在眼前。这次实验不仅仅会促进我雷达原理课程的学习，也为我以后学习雷达专业提

9、供了一种可靠的方法。六、 附录Matlab代码（LFM_radar.m）%脉冲压缩雷达仿真function LFM_radar（T,B,Rmin,Rmax,R,RCS）if nargin=0 T=10e-6; %脉冲持续时间 10us B=30e6; %频带宽度 30MHz Rmin=10000;Rmax=15000; %作用范围 R=10500,11000,12000,12008,13000,13002; %目标位置 RCS=1 1 1 1 1 1; %雷达散射面end%参数设定C=3e8; %设定速度为光速Rwid=Rmax-Rmin; %距离Twid=2*Rwid/C; %时间Fs=5*

10、B; %采样频率和采样间隔Nwid=ceil（Twid/Ts）;%回波t=linspace（2*Rmin/C,2*Rmax/C,Nwid）; %接收范围（2*Rmin/C t 2*Rmax/C）M=length（R）; %目标数量 td=ones（M,1）*t-2*R/C*ones（1,Nwid）;Srt=RCS*（exp（j*pi*K*td.2）.*（abs（td）T/2）; %雷达回波 %利用FFT和IFFT进行数字信号处理Nchirp=ceil（T/Ts）; %多脉冲持续时间Nfft=2nextpow2（Nwid+Nwid-1）;Srw=fft（Srt,Nfft）; %雷达回波的fft计

11、算t0=linspace（-T/2,T/2,Nchirp）;St=exp（j*pi*K*t0.2）; %线性调频信号 Sw=fft（St,Nfft）; %线性调频信号的fft计算Sot=fftshift（ifft（Srw.*conj（Sw）; %脉冲压缩后的信号N0=Nfft/2-Nchirp/2;Z=abs（Sot（N0:N0+Nwid-1）;%产生图像plot（t*1e6,real（Srt）;时间/s 振幅）无压缩的雷达回波plot（t*C/2,Z）axis（10000,15000,-60,0）;距离/m振幅/ dB压缩后的雷达回波欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求