大作业-雷达线性调频脉冲压缩的原理及其MATLAB仿真

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雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩

雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩

西南科技大学课程设计报告课程名称:设计名称:雷达线性调频信号的脉冲压缩处理姓名:学号:班级:指导教师:起止日期: 2010.12.25-----2011.1.5学生班级:学生姓名:学号:设计名称:雷达线性调频信号的脉冲压缩处理起止日期: 2010、12、25——2011、1、03 指导教师:课程设计学生日志课程设计评语表雷达线性调频信号的脉冲压缩处理一、 设计目的和意义掌握雷达测距的工作原理,掌握匹配滤波器的工作原理及其白噪声背景下的匹配滤波的设计,线性调频信号是大时宽频宽积信号;其突出特点是匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感以及更好的低截获概率特性。

LFM 信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用;利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点,宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离;而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率,较好的解决了雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾;。

而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力,还增强了抗干扰能力、灵活性,能满足雷达多功能、多模式的需要。

二、 设计原理 1、匹配滤波器原理:在输入为确知加白噪声的情况下,所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器,设一线性滤波器的输入信号为)(t x : )()()(t n t s t x +=其中:)(t s 为确知信号,)(t n 为均值为零的平稳白噪声,其功率谱密度为2/No 。

设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ,其频率响应为)(ωH ,其输出响应:)()()(t n t s t y o o += 输入信号能量:∞<=⎰∞∞-dt t s s E )()(2输入、输出信号频谱函数: dt e t s S t j ⎰∞∞--=ωω)()()()()(ωωωS H S o =ωωωπωωd e S H t s tj o ⎰∞-=)()(21)( 输出噪声的平均功率:ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ⎰⎰∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22)()()(21)()(2122ωωωπωωπωωd P H d e S H SNR n t j o o ⎰⎰∞∞-∞∞-=利用Schwarz 不等式得:ωωωπd P S SNR n o ⎰∞∞-≤)()(212上式取等号时,滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件:otj n eP S H ωωωαω-=)()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时,MF 的系统函数为: ,)()(*o t j e kS H ωωω-=oN k α2=k 为常数1,)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭,)()(*ωω-=S S ,也是滤波器的传输函数)(ωH 。

雷达脉冲压缩matlab仿真

雷达脉冲压缩matlab仿真

雷达发射线性调频信号,载频10GHz,线性调频信号带宽10MHz,脉宽5us,采样率自设,两目标距离雷达5000米和5020米之巴公井开创作(1)(2)模拟两个目标的回波,并进行脉冲压缩(匹配滤波),验证脉冲压缩对改善雷达距离分辨力的作用(3)调整两个目标的间距从1米到20米,观察结果得出结论.①源代码:clear all;close all;fc=10e9;%载频B=10e6;%带宽fs=2*fc;%采样率T=5*10^-6;%雷达脉宽t=0:1/fs:10*T;s1=5000;%目标1距离s2=5020;%目标2距离c=3e8;%光速t1=2*s1/c;%雷达波从目标1回波的延时t2=2*s2/c;%雷达波从目标2回波的延时u=B/T;st=rectpuls(t,T).*exp(j*2*pi*(fc*t+u*t.^2));%发射信号sr1=rectpuls((t-t1),T).*exp(j*2*pi*(fc*(t-t1)+u*(t-t1).^2));%目标1的回波sr2=rectpuls((t-t2),T).*exp(j*2*pi*(fc*(t-t2)+u*(t-t2).^2));%目标2的回波sr=sr1+sr2;%两目标总的回波figure(1);plot(real(sr));%未压缩回波title('未压缩回波');axis([6*10^5,7.4*10^5,-2,2]);F=fftshift(fft(sr));%进行脉冲压缩Ft=F.*conj(F);f=ifft(Ft);figure(2);plot(fftshift(abs(f)));%压缩回波title('压缩回波');axis([4.9*10^5,5.1*10^5,0,2*10^5]);②运行结果:改变相对距离为1米,运行结果如下:两目标不成份辨,直到两目标相对距离为13米时,目标可清晰分辨,如下:结论:当目标的相对距离较近时,目标的未压缩回波已不能分辨出两目标的位置,这时使用脉冲压缩可以增加雷达的分辨力,但其能力也是有限的,当两目标的相对距离太近时,即使脉冲压缩也不能分辨,即脉冲压缩不能使脉宽无限小.。

线性调频(LFM)信号脉冲压缩仿真

线性调频(LFM)信号脉冲压缩仿真

随机信号处理实验————线性调频(LFM)信号脉冲压缩仿真姓名:***学号: **********一、实验目的:1、了解线性FM 信号的产生及其性质;2、熟悉MATLAB 的基本使用方法;3、利用MATLAB 语言编程匹配滤波器。

4、仿真实现FM 信号通过匹配滤波器实现脉压处理,观察前后带宽及增益。

5、步了解雷达中距离分辨率与带宽的对应关系。

二、实验内容:1、线性调频信号线性调频矩形脉冲信号的复数表达式为:()()2001222j f t j f t ut lfmt t u t Arect S e e ππτ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫== ⎪⎝⎭ ()211,210,2j ut t t t u t Arect rect t e πττττ⎧≤⎪⎪⎛⎫⎛⎫==⎨ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪>⎪⎩为信号的复包络,其中为矩形函数。

0u f τ式中为脉冲宽度,为信号瞬时频率的变化斜率,为发射频率。

当1B τ≥(即大时宽带宽乘积)时,线性调频信号特性表达式如下:0()LFM f f f B S -⎛⎫=⎪⎝⎭幅频特性: 20()()4LFM f f f u ππφ-=+相频特性:20011222i d f f t ut f ut dt ππ⎡⎤⎛⎫=+=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦信号瞬时频率:程序如下:%%产生线性调频信号T=10e-6; %脉冲宽度B=400e6; %chirp signal 频带宽度400MHz K=B/T; %斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期N=T/Ts %N=8000t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signalfigure;subplot(2,1,1);plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('线性调频信号');grid on;axis tight;subplot(2,1,2)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); %对采样频率进行设定plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('线性调频信号的幅频特性');grid on;axis tight;Matlab 程序产生chirp 信号,并作出其时域波形和幅频特性,如图:2、匹配滤波器在输入为确知加白噪声的情况下,所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器,设一线性滤波器的输入信号为)(t x :)()()(t n t s t x +=其中:)(t s 为确知信号,)(t n 为均值为零的平稳白噪声,其功率谱密度为2/No 。

雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩

雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩

西南科技大学课程设计报告课程名称:设计名称:雷达线性调频信号的脉冲压缩处理姓名:学号:班级:指导教师:起止日期: 2010.12.25-----2011.1.5学生班级:学生姓名:学号:设计名称:雷达线性调频信号的脉冲压缩处理起止日期: 2010、12、25——2011、1、03 指导教师:课程设计学生日志课程设计评语表雷达线性调频信号的脉冲压缩处理一、 设计目的和意义掌握雷达测距的工作原理,掌握匹配滤波器的工作原理及其白噪声背景下的匹配滤波的设计,线性调频信号是大时宽频宽积信号;其突出特点是匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感以及更好的低截获概率特性。

LFM 信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用;利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点,宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离;而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率,较好的解决了雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾;。

而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力,还增强了抗干扰能力、灵活性,能满足雷达多功能、多模式的需要。

二、 设计原理 1、匹配滤波器原理:在输入为确知加白噪声的情况下,所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器,设一线性滤波器的输入信号为)(t x : )()()(t n t s t x +=其中:)(t s 为确知信号,)(t n 为均值为零的平稳白噪声,其功率谱密度为2/No 。

设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ,其频率响应为)(ωH ,其输出响应:)()()(t n t s t y o o += 输入信号能量:∞<=⎰∞∞-dt t s s E )()(2输入、输出信号频谱函数: dt e t s S t j ⎰∞∞--=ωω)()()()()(ωωωS H S o =ωωωπωωd e S H t s tj o ⎰∞-=)()(21)( 输出噪声的平均功率:ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ⎰⎰∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22)()()(21)()(2122ωωωπωωπωωd P H d e S H SNR n t j o o ⎰⎰∞∞-∞∞-=利用Schwarz 不等式得:ωωωπd P S SNR n o ⎰∞∞-≤)()(212上式取等号时,滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件:otj n eP S H ωωωαω-=)()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时,MF 的系统函数为: ,)()(*o t j e kS H ωωω-=oN k α2=k 为常数1,)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭,)()(*ωω-=S S ,也是滤波器的传输函数)(ωH 。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析雷达系统是一种利用电磁波进行探测的技术,它在军事、民用、航空航天等领域都有着广泛的应用。

而线性调频脉冲压缩技术是雷达系统中的重要技术之一,它能够提高雷达系统的分辨能力和探测距离,从而在目标探测和识别方面发挥重要作用。

本文将从线性调频脉冲压缩技术的基本原理、优势和在雷达系统中的应用等方面进行分析,以期对该技术有更加全面的了解。

一、线性调频脉冲压缩技术的基本原理线性调频脉冲压缩技术是一种利用线性调频信号对脉冲信号进行压缩的技术。

其基本原理是将一个宽脉冲信号通过线性调频技术使脉冲信号的频率随时间线性变化,然后接收端以相反的线性调频方式对信号进行解压缩,从而获得高分辨能力的目标信号。

具体来说,线性调频脉冲压缩技术包括两个过程:压缩和解压缩。

线性调频脉冲压缩技术具有很多优势,主要包括以下几点:1. 高分辨能力:线性调频脉冲压缩技术能够通过压缩和解压缩过程,将原始的宽脉冲信号转换成窄脉冲信号,从而提高雷达系统的分辨能力。

这样可以更加准确地识别目标,并且在目标密集的环境中也能够有效地区分不同目标。

2. 高抗干扰能力:线性调频脉冲压缩技术能够通过在频率上的分集来减小与其他信号的相互干扰,提高了雷达系统的抗干扰能力。

这一点在复杂电磁环境下尤为重要,能够有效地提高雷达系统的信噪比和探测性能。

3. 长距离探测:线性调频脉冲压缩技术能够通过提高雷达系统的距离分辨率,从而在相同条件下获得更远的探测距离。

这对于军事雷达系统来说尤为重要,能够在更远的距离上探测到目标,提前获得目标的信息。

4. 宽带信号处理能力:线性调频脉冲压缩技术能够处理宽带信号,适应不同频率和带宽的信号处理需求。

这也使得雷达系统在不同情况下都能够有效地对目标进行探测和识别。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 目标探测和识别:线性调频脉冲压缩技术能够提高雷达系统的分辨能力和探测距离,从而对目标进行更加准确的探测和识别。

[RADAR][线性调频脉冲压缩]

[RADAR][线性调频脉冲压缩]

线性调频脉冲压缩实验报告报告人:凌凯学号:201102008单位:南京14所时间:2012.03.17 实验题目:线性调频脉冲压缩实验内容:线性调频脉冲信号的带宽B为500KHz,时宽T为100μs,零中频,t0 = 0,采样频率fs = B。

实验要求:1.画出线性调频信号实部和虚部的时域图形。

2.画出线性调频信号的频谱图(FFT变换后取模,0频率在坐标中间)。

3.画出无加权的脉冲压缩波形,计算最大副瓣电平,三分贝脉冲宽度。

4.画出海明加权的脉冲压缩波形,计算最大副瓣电平,三分贝脉冲宽度。

一、对于抽样频率f s的调整实验内容中要求采样频率f s=B,本报告经过初步实验,发现该采样率偏低,画出的波形和计算出的波形参数都不够准确,故本报告将采样率改为f s=4B,将此写在报告开头,以示提醒。

调整采样率的具体理由如下:1.考虑采样定理,表面看,线性调频信号的最高调制频率为B/2,f s=B刚好是其两倍,刚好满足采样定理。

但是,由于在时域对线性调频信号加了一个矩形窗,导致实际信号的最高截止频率大于最高调制频率B/2。

在这种情况下,若采样率还取B,值得怀疑。

2.若取f s=B,对于时宽T为100μs,只能取得N=100μs1500KHz=50个点左右,点数太少,画出的波形不精确。

f s需要提高。

3.对于脉冲压缩波形,从理论上讲,其4dB脉冲宽度近似为有效频谱宽度B的倒数,即τ4dB=1B。

若取f s=B,则有采样周期T s=1B=τ4dB。

也就是说脉冲压缩波形图上,任意两点间的时间间隔都为τ4dB,这样数据中根本就不包含3dB和4dB衰减点,τ4dB的计算精度很差(如果通过在输出压缩波形中寻找4dB衰减点来计算τ4dB的话,计算结果只能是0或2T s,其相对误差都是100%,毫无精度可言,τ3dB的计算精度就更糟糕了)。

故f s需要提高,且f s越大,τ的计算精度越高。

4.再考虑线性调频信号的谱图,经FFT后角频率范围是−π,π,对应的频率范围是−f s2,f s2,而线性调频信号的能量主要集中在−B2,B2频率区间。

线性调频(LFM)脉冲压缩雷达仿真.

线性调频(LFM)脉冲压缩雷达仿真.

线性调频(LFM )脉冲压缩雷达仿真一. 雷达工作原理雷达是Radar (RAdio Detection And Ranging )的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。

典型的雷达系统如图1.1,它主要由发射机,天线,接收机,数据处理,定时控制,显示等设备组成。

利用雷达可以获知目标的有无,目标斜距,目标角位置,目标相对速度等。

现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念,使它具有对运动目标(飞机,导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。

雷达的应用越来越广泛。

图1.1:简单脉冲雷达系统框图雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形(Radar Waveform ),然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收,对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。

假设理想点目标与雷达的相对距离为R ,为了探测这个目标,雷达发射信号()s t ,电磁波以光速C 向四周传播,经过时间R C 后电磁波到达目标,照射到目标上的电磁波可写成:()Rs t C -。

电磁波与目标相互作用,一部分电磁波被目标散射,被反射的电磁波为()Rs t Cσ⋅-,其中σ为目标的雷达散射截面(Radar Cross Section ,简称RCS ),反映目标对电磁波的散射能力。

再经过时间R C 后,被雷达接收天线接收的信号为(2)Rs t C σ⋅-。

如果将雷达天线和目标看作一个系统,便得到如图1.2的等效,而且这是一个LTI (线性时不变)系统。

图1.2:雷达等效于LTI 系统等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1()()Miii h t t σδτ==-∑ (1.1)M 表示目标的个数,i σ是目标散射特性,i τ是光速在雷达与目标之间往返一次的时间,2ii R cτ=(1.2) 式中,i R 为第i 个目标与雷达的相对距离。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析【摘要】本文主要探讨了线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析。

首先介绍了线性调频脉冲压缩技术的基本概念,然后详细分析了其在雷达系统中的应用场景和原理。

接着对线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的优势进行了深入分析,包括分辨率提高、抗干扰能力强等方面。

最后通过案例分析,展示了线性调频脉冲压缩技术在实际雷达系统中的应用效果。

结论部分总结了本文研究的成果,并对未来的研究方向进行了展望。

通过本文的研究,可以更加全面地了解线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的重要作用,为雷达系统的应用和研究提供了有益的借鉴。

【关键词】线性调频脉冲压缩技术、雷达系统、应用分析、优势、原理分析、案例分析、结论、展望1. 引言1.1 引言:线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析雷达技术作为现代军事和民用领域中必不可少的一种探测手段,其性能的提升对于数据的准确性和处理效率起着至关重要的作用。

线性调频脉冲压缩技术作为雷达系统中常用的信号处理方法之一,具有压缩脉冲频带宽度、提高距离分辨率和抑制干扰的优势,因此在雷达系统中得到广泛应用。

本文将从线性调频脉冲压缩技术的概述、雷达系统中的应用场景、原理分析、优势分析以及案例分析等方面展开探讨。

首先介绍线性调频脉冲压缩技术的基本概念和发展历程,然后探讨该技术在不同雷达系统中的具体应用场景及优势。

接着对线性调频脉冲压缩技术的原理进行深入分析,揭示其在信号处理过程中的作用机制。

随后,分析该技术在雷达系统中相对于传统方法的优势所在,说明其在实际应用中的重要性。

通过案例分析展示线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的实际效果和应用价值。

通过本文的分析,可以更好地了解线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用特点,为雷达技术的进一步发展提供参考和借鉴。

2. 正文2.1 线性调频脉冲压缩技术概述线性调频脉冲压缩技术是一种常见的雷达信号处理技术,通过在发射信号中施加线性调频脉冲,然后在接收端对接收到的信号进行相关运算,可以提高雷达系统的分辨率和目标检测能力。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析线性调频脉冲压缩技术是一种常用于雷达系统中的信号处理技术,它通过对收发信号进行特定的频率调制和解调,从而实现对距离分辨率的提高,抑制多径干扰和增加测量精度。

下面将对线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用进行详细的分析。

线性调频脉冲压缩技术可以提高雷达系统的距离分辨率。

在雷达系统中,脉冲的带宽决定了系统的距离分辨率,带宽越大,分辨率越高。

线性调频脉冲压缩技术通过对发射脉冲进行线性调频,使得接收到的回波信号在时间上被压缩,从而提高了距离分辨率。

线性调频脉冲压缩技术可以抑制多径干扰。

多径干扰是指雷达回波信号在传播过程中经过不同路径的反射导致的多个回波信号的叠加。

多径干扰会导致雷达系统对目标的测量产生误差,降低测量精度。

线性调频脉冲压缩技术可以利用处理后的脉冲信号在距离上的分辨能力,将不同路径上的回波信号进行分离,从而抑制多径干扰。

线性调频脉冲压缩技术还可以提高测量精度。

在雷达系统中,对目标的测量精度很重要。

线性调频脉冲压缩技术通过提高距离分辨率和抑制多径干扰,可以使得雷达系统对目标的测量更加准确。

尤其在远距离目标的测量中,线性调频脉冲压缩技术可以提供更精确的距离测量结果。

线性调频脉冲压缩技术还可以用于雷达信号处理中的其他应用,如速度测量和目标识别。

通过对接收到的调频回波信号进行频率分析,可以获得目标的相对速度信息。

由于不同目标的回波信号在调频过程中存在一定的频率特征,因此可以利用这些特征进行目标识别。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中具有广泛的应用前景。

它可以提高雷达系统的距离分辨率,抑制多径干扰,提高测量精度,并可用于速度测量和目标识别等方面。

在实际应用中,可以根据具体的需求和系统要求选择合适的线性调频脉冲压缩技术,并结合其他信号处理技术,将其应用于雷达系统中,从而提高系统性能和实现更复杂的任务。

LFM脉冲压缩雷达仿真

LFM脉冲压缩雷达仿真

Page 3线性调频(LFM )脉冲压缩雷达仿真一. 雷达工作原理雷达是Radar (RAdio Detection And Ranging )的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。

典型的雷达系统如图1.1,它主要由发射机,天线,接收机,数据处理,定时控制,显示等设备组成。

利用雷达可以获知目标的有无,目标斜距,目标角位置,目标相对速度等。

现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念,使它具有对运动目标(飞机,导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。

雷达的应用越来越广泛。

图1.1:简单脉冲雷达系统框图雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形(Radar Waveform ),然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收,对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。

假设理想静止点目标与雷达的相对距离为R ,为了探测这个目标,雷达发射信号()s t ,电磁波以光速C 向四周传播,经过时间R 后电磁波到达目标,照射到目标上的电磁波可写成:()Rs t C -。

电磁波与目标相互作用,一部分电磁波被目标散射,被反射的电磁波为()Rs t Cσ⋅-,其中σ为目标的雷达散射截面(Radar Cross Section ,简称RCS ),反映目标对电磁波的散射能力。

再经过时间R C 后,被雷达接收天线接收的信号为(2)Rs t Cσ⋅-(t 时刻接受到的信号是t-2R/C 时刻发射的信号,回波是发射波右移再经幅度变换的结果)。

如果将雷达天线和目标看作一个系统,便得到如图1.2的等效,而且这是一个LTI (线性时不变)系统。

图1.2:雷达等效于LTI 系统等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1()()Miii h t t σδτ==-∑ (1.1)M 表示目标的个数,i σ是目标散射特性,i τ是光速在雷达与目标之间往返一次的时间,2ii R cτ=(1.2) 式中,i R 为第i 个目标与雷达的相对距离。

雷达线性调频信号的脉冲压缩处理

雷达线性调频信号的脉冲压缩处理

题目:雷达线性调频信号的脉冲压缩处理线性调频脉冲信号,时宽10us ,带宽40MHz ,对该信号进行匹配滤波后,即脉压处理,脉压后的脉冲宽度为多少?用图说明脉压后的脉冲宽度,内差点看4dB 带宽,以该带宽说明距离分辨率与带宽的对应关系。

分析过程:1、线性调频信号(LFM )LFM 信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为:式中c f 为载波频率,()t rect T为矩形信号, 上式中的up-chirp 信号可写为:当TB>1时,LFM 信号特征表达式如下:对于一个理想的脉冲压缩系统,要求发射信号具有非线性的相位谱,并使其包络接近矩形;其中)(t S 就是信号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已。

因此,Matlab 仿真时,只需考虑S(t)。

以下Matlab 程序产生S(t),并作出其时域波形和幅频特性,程序如下:T=10e-6; %脉冲时宽 10usB=40e6; %带宽 40MHzK=B/T;Fs=2*B;Ts=1/Fs;N=T/Ts;t=linspace(-T/2,T/2,N);St=exp(j*pi*K*t.^2);subplot(211)plot(t*1e6,St);xlabel('t/s');title('线性调频信号');grid on;axis tight;subplot(212)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('f/ MHz');title('线性调频信号的幅频特性');grid on;axis tight;仿真波形如下:图2:LFM 信号的时域波形和幅频特性2、匹配滤波器:在输入为确知加白噪声的情况下,所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器,设一线性滤波器的输入信号为)(t x :其中:)(t s 为确知信号,)(t n 为均值为零的平稳白噪声,其功率谱密度为2/No 。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析1. 引言1.1 引言线性调频脉冲压缩技术是一种在雷达系统中广泛应用的信号处理技术,通过对发射信号进行线性调频,再对接收信号进行压缩处理,可以有效提高雷达系统的分辨率和目标检测能力。

本文将对线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用进行深入分析。

背景意义线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用具有重要的意义。

它可以提高雷达系统的目标分辨能力,使得雷达能够更准确地识别和跟踪目标。

通过脉冲压缩处理,可以在保持较短脉冲宽度的提高信噪比,增强雷达系统的灵敏度和抗干扰能力。

深入研究线性调频脉冲压缩技术的应用,对于提升雷达系统的性能和效率具有重要意义。

1.2 背景线性调频脉冲压缩技术是一种通过改变脉冲信号的频率来实现信号压缩的技术,其基本原理是通过发射一种特定频率范围内的线性调频脉冲信号,然后接收回波信号并进行相干处理,从而实现对目标的高分辨率探测。

与传统的脉冲雷达相比,线性调频脉冲压缩技术具有更高的分辨率和抗干扰能力,可以有效提高雷达系统的性能。

在现代雷达系统中,线性调频脉冲压缩技术被广泛应用于各种类型的雷达,包括陆基雷达、舰载雷达和空载雷达等。

通过结合其他先进的雷达技术,线性调频脉冲压缩技术可以进一步提高雷达系统的性能和功能,实现更加精确和可靠的目标探测和跟踪。

随着雷达技术的不断发展和完善,线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用前景将更加广阔。

1.3 意义线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用具有重要的意义。

这项技术能够在保持较低的硬件成本的情况下实现高分辨率的目标检测和辨识,极大地提高雷达系统的性能。

线性调频脉冲压缩技术能够有效地增强雷达系统的抗干扰能力,提高系统的可靠性和稳定性。

这项技术还可以实现远距离目标的探测和跟踪,有助于提升雷达系统在远程监控和情报收集等方面的应用能力。

线性调频脉冲压缩技术的应用可以极大地提升雷达系统的性能表现,拓展其在军事、民用、科研等领域的广泛应用前景。

适合雷达初学者:线性调频脉冲雷达仿真实验教程(含MATLAB代码和教程)

适合雷达初学者:线性调频脉冲雷达仿真实验教程(含MATLAB代码和教程)

适合雷达初学者:线性调频脉冲雷达仿真实验教程(含MATLAB代码和教程)今天给大家分享的是一个脉冲雷达MATLAB仿真小实验,这个实验是调皮哥刚进研究生时学习的入门教程,比较简单,特别适合于初学者。

同时这个也是研究生一年级里面的实验课程,不过现在这个课程已经更新了,更新之后的内容就是调皮哥之前说的采用TI毫米波雷达那个,是由调皮哥亲自帮助导师设计的,现在那个课程已经上了两年多了,今年又更新了一些内容。

虽然这个脉冲雷达MATLAB仿真小实验经过了十多年的时间现在已经退出了历史的舞台,但是其内容依旧适合大家学习。

就在之前,有读者向我咨询有没有相关的内容,于是我就准备今天给大家分享,,希望早一些帮助到大家,文末提供了下载方式。

这个小实验内容不多,两个程序,一份报告,报告是调皮哥自己的课程作业。

MATLAB程序主要完成16个调频脉冲信号的产生、脉冲压缩、MTI、MTD、CFAR等信号处理算法,共计200多行。

报告的内容就是对实验内容的解析和分析,大家可以参照理解和学习,因此我就不再对代码进行一一解释了,代码中也有一些注释,相信大家花点功夫应该能够看得懂的。

具体内容大家可以详细见教程,这里就不再进行过多的论述。

后续还有几个小问题,可以分享给大家:(1)线性调频信号的特点。

为什么选用线性调频信号?答:线性调频信号的频率随时间呈线性变化,选用线性调频信号可以增大发射信号的带宽,提高平均发射功率,同时又有较高的距离分辨率。

(2)为什么要做脉冲压缩答:为了获得大的作用距离和具有很高的距离分辨率。

(3)时域脉压和频域脉压分别怎么做?答:通过对发射信号进行序列反转、取共轭操作即可得到脉冲压缩系数。

时域脉冲压缩处理是对回波信号与脉冲压缩系数进行卷积。

频域是先对回波信号和脉压系数做FFT,点乘之后在做IFFT(逆快速傅里叶变换)。

(4)PC(脉冲压缩)结束后三个目标高度为什么不一样,呈什么变化,为什么?答:第一个脉冲有部分处于闭锁期,因此幅度较小。

(完整word版)雷达发射LFM 信号时,脉冲压缩公式的推导与 Matlab 仿真实现雷达测距。

(完整word版)雷达发射LFM 信号时,脉冲压缩公式的推导与 Matlab 仿真实现雷达测距。

雷达发射LFM 信号时,脉冲压缩公式的推导与 Matlab 仿真实现雷达测距。

摘要:基于MATLAB平台以线性调频信号为例通过仿真研究了雷达信号处理中的脉冲压缩技术。

在对线性调频信号时域波形进行仿真的基础上介绍了数字正交相干检波技术.最后基于匹配滤波算法对雷达回波信号进行了脉冲压缩仿真,仿真结果表明采用线性调频信号可以有效地实现雷达回波信号脉冲压缩、实现雷达测距并且提高雷达的距离分辨力。

关键词:线性调频,脉冲压缩,数字正交相干,匹配滤波。

When radar transmits LFM signal, the pulse compression formula is deduced and Matlab simulation is used to realizeradar rangingAbstract: Based on the MATLAB platform as example for LFM signal is studied by simulation of pulse compression technology in radar signal processing。

Based on the simulation of time domain linear FM signal waveform is introduced on the digital quadrature coherent detection technology. Finally,based on the matched filter algorithm of radar echo signal of pulse compression simulation, the simulation results show that the linear FM signal can effectively realize the radar echo signal of pulse compression radar, improve the range resolution.Key word: Linear frequency modulation,pulse compressiondigital,quadrature coherence,matched filtering.1、引言1.1 雷达起源雷达的出现,是由于二战期间当时英国和德国交战时,英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。

雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩

雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩

西南科技大学课程设计报告课程名称:设计名称:雷达线性调频信号的脉冲压缩处理姓名:学号:班级:指导教师:起止日期: 2010.12.25-----2011.1.5学生班级:学生姓名:学号:设计名称:雷达线性调频信号的脉冲压缩处理起止日期: 2010、12、25——2011、1、03 指导教师:课程设计学生日志课程设计评语表雷达线性调频信号的脉冲压缩处理一、 设计目的和意义掌握雷达测距的工作原理,掌握匹配滤波器的工作原理及其白噪声背景下的匹配滤波的设计,线性调频信号是大时宽频宽积信号;其突出特点是匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感以及更好的低截获概率特性。

LFM 信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用;利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点,宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离;而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率,较好的解决了雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾;。

而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力,还增强了抗干扰能力、灵活性,能满足雷达多功能、多模式的需要。

二、 设计原理 1、匹配滤波器原理:在输入为确知加白噪声的情况下,所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器,设一线性滤波器的输入信号为)(t x : )()()(t n t s t x +=其中:)(t s 为确知信号,)(t n 为均值为零的平稳白噪声,其功率谱密度为2/No 。

设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ,其频率响应为)(ωH ,其输出响应:)()()(t n t s t y o o += 输入信号能量:∞<=⎰∞∞-dt t s s E )()(2输入、输出信号频谱函数: dt e t s S t j ⎰∞∞--=ωω)()()()()(ωωωS H S o =ωωωπωωd e S H t s tj o ⎰∞-=)()(21)( 输出噪声的平均功率:ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ⎰⎰∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22)()()(21)()(2122ωωωπωωπωωd P H d e S H SNR n t j o o ⎰⎰∞∞-∞∞-=利用Schwarz 不等式得:ωωωπd P S SNR n o ⎰∞∞-≤)()(212上式取等号时,滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件:otj n eP S H ωωωαω-=)()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时,MF 的系统函数为: ,)()(*o t j e kS H ωωω-=oN k α2=k 为常数1,)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭,)()(*ωω-=S S ,也是滤波器的传输函数)(ωH 。

大作业-雷达线性调频脉冲压缩的原理及其MATLAB仿真

大作业-雷达线性调频脉冲压缩的原理及其MATLAB仿真

线性调频(LFM )脉冲压缩雷达仿真概述:雷达工作原理雷达是Radar (RAdio Detection And Ranging )的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。

它是通过发射电磁波并接收回波信号,在后端经过信号处理将目标的各种特性分析出来的一个复杂的系统。

其中,雷达回波中的可用信息包括目标斜距,角位置,相对速度以及目标的尺寸形状等。

典型的雷达系统如图1.1,它主要由发射机,天线,接收机,数据处理,定时控制,显示等设备组成。

利用雷达可以获知目标的有无,目标斜距,目标角位置,目标相对速度等。

现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念,使它具有对运动目标(飞机,导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。

雷达的应用越来越广泛。

图1.1:简单脉冲雷达系统框图一. 线性调频(LFM )脉冲压缩雷达原理雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形(Radar Waveform ),然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收,对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。

假设理想点目标与雷达的相对距离为R ,为了探测这个目标,雷达发射信号()s t ,电磁波以光速C 向四周传播,经过时间R 后电磁波到达目标,照射到目标上的电磁波可写成:()Rs t C -。

电磁波与目标相互作用,一部分电磁波被目标散射,被反射的电磁波为()Rs t Cσ⋅-,其中σ为目标的雷达散射截面(Radar Cross Section ,简称RCS ),反映目标对电磁波的散射能力。

再经过时间R 后,被雷达接收天线接收的信号为(2)Rs t C σ⋅-。

如果将雷达天线和目标看作一个系统,便得到如图1.2的等效,而且这是一个LTI (线性时不变)系统。

图1.2:雷达等效于LTI 系统等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1()()Miii h t t σδτ==-∑ (1.1)M 表示目标的个数,i σ是目标散射特性,i τ是光速在雷达与目标之间往返一次的时间,2ii R cτ=(1.2) 式中,i R 为第i 个目标与雷达的相对距离。

大作业-雷达线性调频脉冲压缩地原理及其MATLAB仿真

大作业-雷达线性调频脉冲压缩地原理及其MATLAB仿真

线性调频(LFM)脉冲压缩雷达仿真概述:雷达工作原理雷达是Radar(RAdio Detection And Ranging)的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。

它是通过发射电磁波并接收回波信号,在后端经过信号处理将目标的各种特性分析出来的一个复杂的系统。

其中,雷达回波中的可用信息包括目标斜距,角位置,相对速度以及目标的尺寸形状等。

典型的雷达系统如图1.1,它主要由发射机,天线,接收机,数据处理,定时控制,显示等设备组成。

利用雷达可以获知目标的有无,目标斜距,目标角位置,目标相对速度等。

现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念,使它具有对运动目标(飞机,导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。

雷达的应用越来越广泛。

图1.1:简单脉冲雷达系统框图一.线性调频(LFM)脉冲压缩雷达原理雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形(Radar Waveform),然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收,对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。

s t,电磁波假设理想点目标与雷达的相对距离为R,为了探测这个目标,雷达发射信号()以光速C 向四周传播,经过时间R C 后电磁波到达目标,照射到目标上的电磁波可写成:()Rs t C -。

电磁波与目标相互作用,一部分电磁波被目标散射,被反射的电磁波为()Rs t Cσ⋅-,其中σ为目标的雷达散射截面(Radar Cross Section ,简称RCS ),反映目标对电磁波的散射能力。

再经过时间R C 后,被雷达接收天线接收的信号为(2)Rs t C σ⋅-。

如果将雷达天线和目标看作一个系统,便得到如图1.2的等效,而且这是一个LTI (线性时不变)系统。

图1.2:雷达等效于LTI 系统等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1()()Miii h t t σδτ==-∑ (1.1)M 表示目标的个数,i σ是目标散射特性,i τ是光速在雷达与目标之间往返一次的时间,2ii R cτ=(1.2) 式中,i R 为第i 个目标与雷达的相对距离。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用分析雷达(Radar)是一种利用电磁波原理来探测目标位置与运动状态的技术。

线性调频脉冲压缩技术(Linear Frequency Modulated Pulse Compression,简称LFMPC)是雷达系统中常用的信号处理技术之一,它通过变化脉冲信号的频率来提高雷达的分辨率和探测性能。

本文将从原理、应用和优势三个方面对线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中的应用进行分析。

线性调频脉冲压缩技术的原理是基于脉冲压缩的概念。

脉冲压缩是指将较宽的脉冲信号在时域上进行压缩,从而在频域上获得更好的分辨率和距离分辨率。

线性调频脉冲压缩技术通过线性调频信号来实现脉冲压缩。

具体而言,脉冲信号的频率随时间线性变化,这种信号可以通过傅里叶变换得到频谱,将其与接收到的信号进行相关运算,即可得到压缩后的信号。

压缩后的信号具有更窄的带宽和更长的脉冲宽度,从而提高了信号的分辨率和目标的探测能力。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中有广泛的应用。

线性调频脉冲压缩技术可以提高雷达系统的距离分辨率。

由于线性调频信号具有较宽的带宽,可以使得雷达系统能够更准确地测量目标与雷达之间的距离,从而提高雷达系统的分辨率。

线性调频脉冲压缩技术还可以提高雷达系统的速度分辨率。

线性调频信号的频率变化率与目标的速度成正比,通过测量返回信号的频率变化率,可以准确地估计目标的速度。

而且,线性调频脉冲压缩技术还可以提高雷达系统的抗干扰能力。

由于线性调频信号的频率变化比较大,相邻频率之间的干扰信号在相关运算中会被抵消,从而提高了系统对干扰的抑制能力。

线性调频脉冲压缩技术在雷达系统中具有一些优势。

线性调频脉冲压缩技术具有较高的距离分辨率和速度分辨率,能够提供更精确的目标测量结果。

由于线性调频脉冲压缩技术能够提高系统的抗干扰能力,使得雷达系统在复杂电磁环境下仍能稳定工作。

线性调频脉冲压缩技术的硬件实现相对简单,成本相对较低,适用于各种不同类型的雷达系统。

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线性调频(LFM )脉冲压缩雷达仿真概述:雷达工作原理雷达是Radar (RAdio Detection And Ranging )的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。

它是通过发射电磁波并接收回波信号,在后端经过信号处理将目标的各种特性分析出来的一个复杂的系统。

其中,雷达回波中的可用信息包括目标斜距,角位置,相对速度以及目标的尺寸形状等。

典型的雷达系统如图1.1,它主要由发射机,天线,接收机,数据处理,定时控制,显示等设备组成。

利用雷达可以获知目标的有无,目标斜距,目标角位置,目标相对速度等。

现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念,使它具有对运动目标(飞机,导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。

雷达的应用越来越广泛。

图1.1:简单脉冲雷达系统框图一. 线性调频(LFM )脉冲压缩雷达原理雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形(Radar Waveform ),然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收,对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。

假设理想点目标与雷达的相对距离为R ,为了探测这个目标,雷达发射信号()s t ,电磁波以光速C 向四周传播,经过时间R C 后电磁波到达目标,照射到目标上的电磁波可写成:()Rs t C -。

电磁波与目标相互作用,一部分电磁波被目标散射,被反射的电磁波为()Rs t Cσ⋅-,其中σ为目标的雷达散射截面(Radar Cross Section ,简称RCS ),反映目标对电磁波的散射能力。

再经过时间R C 后,被雷达接收天线接收的信号为(2)Rs t C σ⋅-。

如果将雷达天线和目标看作一个系统,便得到如图1.2的等效,而且这是一个LTI (线性时不变)系统。

图1.2:雷达等效于LTI 系统等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1()()Miii h t t σδτ==-∑ (1.1)M 表示目标的个数,i σ是目标散射特性,i τ是光速在雷达与目标之间往返一次的时间,2ii R cτ=(1.2) 式中,i R 为第i 个目标与雷达的相对距离。

雷达发射信号()s t 经过该LTI 系统,得输出信号(即雷达的回波信号)()r s t :11()()*()()*()()M Mr i i i i i i s t s t h t s t t s t σδτστ====-=-∑∑ (1.3)那么,怎样从雷达回波信号()r s t 提取出表征目标特性的i τ(表征相对距离)和i σ(表征目标反射特性)呢?常用的方法是让()r s t 通过雷达发射信号()s t 的匹配滤波器,如图1.3。

图1.3:雷达回波信号处理()s t 的匹配滤波器()r h t 为:*()()r h t s t =- (1.4) 于是, *()()*()()*()*()o r r s t s t h t s t s t h t ==- (1.5)对上式进行傅立叶变换:*2()()()()|()|()o S jw S jw S jw H jw S jw H jw = = (1.6)如果选取合适的()s t ,使它的幅频特性|()|S jw 为常数,那么1.6式可写为:()()o S jw kH jw = (1.7) 其傅立叶反变换为: 1()()()Mo iii s t kh t kt σδτ===-∑ (1.8)()o s t 中包含目标的特征信息i τ和i σ。

从 ()o s t 中可以得到目标的个数M 和每个目标相对雷达的距离: 2i icR τ= (1.9)这也是线性调频(LFM )脉冲压缩雷达的工作原理。

二. 线性调频(LFM )信号脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。

这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率,保证足够大的作用距离;而接收时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲,以提高距离分辨率,较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。

脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频(Linear Frequency Modulation )信号,接收时采用匹配滤波器(Matched Filter )压缩脉冲。

LFM 信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为:22()2()()c K j f t t t s t rect Te π+= (2.1)式中c f 为载波频率,()t rect T为矩形信号,11()0,t t rect TT elsewise⎧ , ≤⎪=⎨⎪ ⎩(2.2) BK T=,是调频斜率,于是,信号的瞬时频率为()22c T T f Kt t + -≤≤,如图 2.1图2.1 典型的chirp 信号(a )up-chirp(K>0)(b )down-chirp(K<0)将2.1式中的up-chirp 信号重写为:2()()c j f ts t S t e π= (2.3)式中,2()()j Kt t S t rect e Tπ= (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式的chirp信号,并作出其时域波形和幅频特性,如图2.2。

>> %%线性调频信号的程序T=10e-6;B=30e6;K=B/T;Fs=2*B;Ts=1/Fs;N=T/Ts;t=linspace(-T/2,T/2,N);St=exp(j*pi*K*t.^2); 线性调频信号subplot(211)plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('Real part of chirp signal');grid on;axis tight;subplot(212)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('Magnitude spectrum of chirp signal');grid on;axis tight;>>仿真结果显示:图2.2:LFM信号的时域波形和幅频特性三.LFM脉冲的匹配滤波信号()s t的匹配滤波器的时域脉冲响应为:*()()h t s t t=-(3.1)0t是使滤波器物理可实现所附加的时延。

理论分析时,可令t=0,重写3.1式,*()()h t s t=-(3.2)将2.1式代入3.2式得:22()()cj f tj Ktth t rect e eTππ-=⨯(3.3 )图3.1:LFM信号的匹配滤波如图3.1,()s t经过系统()h t得输出信号()os t,2222()()()()*()()()()()()()c coj f u j f t uj Ku j K t us t s t h ts u h t u du h u s t u duu t ue rect e e rect e duT Tππππ∞∞-∞-∞∞----∞==- =--=⨯⎰⎰⎰当0t T≤≤时,2222222222()2sin()TTccj Kt j Ktutj Ktu Tj f tj KtTj f ts t e e duee etj KtK T t teKtπππππππππ---==⨯---=⎰(3.4) 当0T t-≤≤时,2222222222()2sin()TTcctj Kt j Ktuj Ktu Tj f tj KtTj f ts t e e dutee ej KtK T t teKtπππππππππ+---=+=⨯--+=⎰(3.5)合并3.4和3.5两式:2sin(1)()()2cj f ttKT t tTs t T rect eKTt Tπππ-=(3.6)3.6式即为LFM脉冲信号经匹配滤波器得输出,它是一固定载频cf的信号。

当t T≤时,包络近似为辛克(sinc)函数。

()()()()()22t tS t TSa KTt rect TSa Bt rectT Tππ==(3.7)图3.2:匹配滤波的输出信号如图3.2,当Btππ=±时,1tB=±为其第一零点坐标;当2Btππ=±时,12tB=±,习惯上,将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。

1122B Bτ=⨯=(3.8) LFM信号的压缩前脉冲宽度T和压缩后的脉冲宽度τ之比通常称为压缩比D,TD TBτ==(3.9)3.9式表明,压缩比也就是LFM信号的时宽频宽积。

由2.1,3.3,3.6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。

>> %%demo of chirp signal after matched filterT=10e-6;B=30e6;K=B/T;Fs=10*B;Ts=1/Fs;N=T/Ts;t=linspace(-T/2,T/2,N);St=exp(j*pi*K*t.^2); 线性调频信号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后的输出subplot(211)L=2*N-1;t1=linspace(-T,T,L);Z=abs(Sot);Z=Z/max(Z); 归一化处理 Z=20*log10(Z+1e-6);Z1=abs(sinc(B.*t1)); 辛克函数(理论波形) Z1=20*log10(Z1+1e-6);t1=t1*B; plot(t1,Z,t1,Z1,'r.');axis([-15,15,-50,inf]);grid on; legend('emulational','sinc'); xlabel('Time in sec \times\itB'); ylabel('Amplitude,dB');title('Chirp signal after matched filter');subplot(212) 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),'r.'); axis([-inf,inf,-50,inf]);grid on;set(gca,'Ytick',[-13.4,-4,0],'Xtick',[-3,-2,-1,-0.5,0,0.5,1,2,3]); xlabel('Time in sec \times\itB'); ylabel('Amplitude,dB');title('Chirp signal after matched filter (Zoom)'); 仿真结果如图3.3:图3.3:Chirp 信号的匹配滤波图3.3中,时间轴进行了归一化,(/(1/)t B t B =⨯)。

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