线性调频信号回波处理

%程序:线性调频信号回波处理
%LFMEchoProc.m
clc； %清楚命令窗口信息
clear； %清除工作区的变量
close all; ％清除绘图
%＊＊**＊＊*＊*****＊＊*参数设置*＊＊＊＊＊*****＊*％
fr=3e9；％射频
f0=10e6; %中频
pw=256e—6；％脉宽
bw=2e6; %带宽
pri=1e—3; %脉冲重复周期
fs=70e6; ％采样率
R=100e3; ％距离
v=0； %速度
Pt=10*log10（1e6）； %功率
lamda=10*log10(0.1);％波长
G=30； %天线增益dB
L=6; ％损耗dB
Fn=3； %噪声系数dB
RCS=10*log10(2); ％RCS
%*＊＊＊＊**＊＊***＊＊*信号参数计算＊＊＊*＊*＊**＊**＊%
Pr=Pt+2＊G+2*lamda+RCS-3*10＊log10(4*pi）—4*10＊log10（R)—L; %回波功率计算
A=sqrt(10^(Pr/10)）; ％回波信号幅度
tou=2*R/3e8; ％收发时间
fd=2*v＊fr/3e8; %回波多普勒频率
k=bw/pw；％调频带宽频率变化率
%*＊*＊****＊＊＊＊＊*****＊＊*＊＊*发射信号产生＊*＊***＊******＊*＊＊**%
t=（0：1/fs：pri)。

’；％时间
sampleTbegin=ceil(0＊fs+1）; ％采样时间起始点
sampleTEnd=ceil（pw＊fs+1); ％采样时间结束点
sTrans=zeros（length（t），1); ％产生发射信号
sTrans(sampleTbegin:sampleTEnd,1)=.。

sin(2＊pi＊(f0*t（sampleTbegin:sampleTEnd,1)+k＊t(sampleTbegin:sampleTEnd,1）。

^2/2））；
%图像展示
figure；
plot（t*1e6，sTrans）； %发射信号时域波形
xlabel（'时间/us'）；
ylabel('幅度’);
freTrans=fftshift（fft(sTrans））; ％发射信号频域波形
f=linspace（-fs/2，fs/2,length(t）)；
figure；
plot(f/1e6，abs（freTrans））；
xlabel（'频率/MHz')；
ylabel('幅度'）;
%＊*＊＊**＊＊*＊＊＊＊**＊＊*＊＊***回波信号产生＊＊＊*＊＊＊＊***＊***＊***%
beginsample=ceil（tou＊fs)； %采样起始点
endsample=ceil((tou+pw)＊fs); ％采样结束点
sEcho=zeros(length(t)，1); %产生回波信号
sEcho（beginsample：endsample,1)=.。

A*sin(2＊pi*(（f0+fd）＊(t(beginsample:endsample,1）—tou)+k*（t（beginsample：endsample,1)—tou)。

^2/2)）；
figure;
plot（t*1e6,sEcho）；％回波信号时域波形
xlabel（’时间/us')；
ylabel(’幅度’)；
freEcho=fftshift（fft(sEcho））；
f=linspace（-fs/2，fs/2，length（t）)；
figure;
plot（f/1e6,abs（freEcho)); ％回波信号频域波形
xlabel（'频率/MHz’）;
ylabel(’幅度')；
%＊***＊***＊＊＊**＊*＊*＊*＊＊*叠加接收机噪声**＊**＊*＊*＊＊*****＊＊*％
kn=1。

38e—23;
T=290;
Bn=bw;
NoiseDev=kn*T*fs＊10^（Fn/10); ％噪声功率，因后续要通过滤波器,
％此处带宽用采样带宽，保证噪声功率密度
noise=sqrt(NoiseDev）*randn(length(sEcho),1）；
sEcho=sEcho+noise; %信号混叠噪声
Wn=fir1(50,[(f0-bw）/（fs/2) (f0+2＊bw)/(fs/2）]）; ％带通滤波器设计
sEcho=filter（Wn，1,sEcho)；％带通滤波处理
figure;
plot(t＊1e6，sEcho)；
xlabel(’时间/us’）；
ylabel（'幅度'）；
freEcho=fftshift(fft（sEcho)）；
f=linspace(-fs/2,fs/2，length(t)）;
figure；
plot（f/1e6，abs（freEcho)）；
xlabel（’频率/MHz');
ylabel（'幅度’）；
%＊***＊＊＊**＊＊****＊*＊*正交鉴相**＊＊＊＊**＊＊＊*＊***%
LocalI=sin（2*pi*f0＊t）；
LocalQ=cos（2＊pi＊f0*t)；
sI=sEcho。

*LocalI;
sQ=sEcho。

*LocalQ;
filtWn=fir1（50,0.2）；％低通滤波器设计
filsI=filter(filtWn，1,sI）；％低通滤波处理
filsQ=filter（filtWn,1，sQ）； %低通滤波处理
fils=filsI+sqrt(-1）。

＊filsQ； %组成复信号
figure;
plot(t＊1e6，fils）；％零中频信号
xlabel（’时间/us');
ylabel（'幅度');
frefilsI=fftshift(fft（fils)）;
f=linspace（—fs/2,fs/2，length（t））;
figure；
plot（f，abs（frefilsI))；
xlabel（'频率/MHz')；
ylabel（’幅度');
％**＊*＊**＊＊***匹配滤波*＊＊****＊＊＊*＊*＊％
tlocal=（0:1/fs:pw).’;
slocal=exp（j＊2*pi＊(k＊tlocal。

^2/2）)；
％窗是对称的，因此窗长为奇数
if rem（length(slocal）,2)==0
slocal=［slocal;0];
end
wrect=window（@rectwin，length(slocal)）；
srect=slocal.＊wrect;
srectproc=ifft（conj(fft(srect，length（sEcho）））.*fft(fils)）;
figure;
plot(t＊3e8/2/1e3，20＊log10(abs（srectproc）)—max(20*log10（abs(srectproc）)），’b'）; xlabel（'距离/Km');
ylabel（'幅度/dB’);
%*＊*＊**＊****＊＊＊＊＊加窗处理＊＊＊*＊＊＊＊＊*＊＊＊＊＊%
wrect=window（＠rectwin,length（slocal)）;
srect=slocal。

＊wrect;
srectproc=ifft(conj(fft(srect,length(sEcho)）)。

＊fft（fils)）;
whamming=window(＠hamming，length（slocal))；
shamming=slocal.＊whamming；
shammingproc=ifft(conj(fft（shamming，length（sEcho)))。

＊fft(fils)）;
wblackman=window（@blackman,length(slocal)）；
sblackman=slocal。

*wblackman;
sblackmanproc=ifft（conj（fft(sblackman,length（sEcho）））。

＊fft(fils）)；
figure;
plot（wrect,'b'）；
hold on；
plot（whamming,'r’);
hold on;
plot（wblackman,'k’)；
xlabel（'采样点’）;
ylabel（’幅度’)；
figure;
plot(t＊3e8/2/1e3，20＊log10（abs(srectproc）)-max（20＊log10(abs(srectproc）））,'b')；
hold on;
plot（t*3e8/2/1e3，20*log10（abs（shammingproc)）-max(20*log10(abs(shammingproc)）），'r')；hold on;
plot（t*3e8/2/1e3,20*log10(abs(sblackmanproc)）—max(20＊log10(abs(sblackmanproc）））,’k'）; xlabel(’距离/Km’)；
ylabel（’幅度/dB');
Figure1为发射信号时域波形Figure2为发射信号幅频特性曲线。