线性调频雷达的干扰与仿真

Keywords：SignalProcessingLFM Jamming Simulation
1、线性调频信号的时频分析与仿真
脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation）信号, 线性调频信号是通过非线性相位调制或线性频率调制获得大时宽带宽积的典型例子。通常把现行调频信号成为Chirp信号，它是研究最早而且应用最广泛的一种脉冲压缩信号。采用线性调频脉冲压缩技术的雷达可以同时获得远的作用距离和高的距离分辨力。线性调频信号的主要优点是所用的匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，仍能用同一个匹配滤波器完成脉冲压缩，这将大大简化信号处理系统。随着SAW技术的飞速发展，用SAW色散滤波器产生和处理（匹配滤波，或称脉冲压缩）这类信号的技术已经比较成熟，这也是它获得广泛应用的重要原因。线性调频脉冲压缩技术的主要缺点是存在距离和多普勒平移的耦合。此外，线性调频信号的匹配滤波器的输出旁瓣电平较高，通常采用对SAW匹配滤波器进行加权的方法来降低压缩脉冲时间旁瓣电平。降低旁瓣电平是以增大主瓣宽度为代价的忙着将在一定程度上降低系统的灵敏度。
课程工作报告
对线性调频雷达采用高斯窄带白噪声
干扰的仿真
学生：田 强指导老师：朱燕
（西安电子科技大学，电子工程学院，陕西省，西安710126）
COURSEWORKREPORT
THE SIMULATIONFORLMFRANDAR
WITHGAUSSIANNARROW-BAND WHITENOISEJAMMING
In the non-stationary signal in the course of the study, there is a special kind of non-stationary signal: chirp signal, also called linear Frequency Modulation (LFM, Liner Frequency Modulation signal, the value is higher. This is because: (1) the chirp signal in the time-frequency plane on linear type, and often used as a measure of a kind of time-frequency analysis method is effective means; (2) as a big time - frequency band product of spread spectrum signal, which is widely appeared in communication, radar, sonar and seismic exploration system; In spread spectrum communication, linear frequency modulation signal provides a highly anti-jamming ability of frequency modulation scheme; (3) in the biomedical signal analysis, chirp signal used in CT signal of time-frequency analysis; (4) used for fault diagnosis of vibration signal exist in a large number of chirp signal components.
参考文献
[1] 赵国庆.《雷达对抗原理》.西安：西安电子科技大学出版社，1999.
[2] 丁鹭飞，耿富贵.《雷达原理》。西安：西安电子科技大学出版社，1995.
[3] 朱惠.对线性脉冲雷达干扰方法的研究.电子科技.2004.
图1.2：LFM信号的时域波形和幅频特性
2、白噪声干扰的LFM仿真
我们已经知道线性调频信号的抗干扰性能比较强，下面我们就用窄带高斯白噪声对线性调频雷达信号进行线性干扰，用Matlab仿真干扰结果，并把结果与原信号进行对比。
2.1 窄带高斯白噪声
高斯白噪声的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，它的二阶矩不相关，一阶矩为常数，是指先后信号在时间上的相关性。而窄带高斯白噪声的产生就是把高斯白噪声经过一个带通滤波器变为窄带信号输出。下面是产生窄带高斯信号的原理图以及Matlab仿真过程
由于线性调频信号（LPM）有很强的抗干扰性能，本文就怎对其这一特点研究一下“在高斯白噪声的干扰下的线性调频信号（LPM）”的Matlab仿真。
关键词： 信息处理 线性调频 干扰 仿真
ABSTRACT
Signal and information processing is the information science nearly ten years in the fields of most rapid development. The traditional statistical signal processing has three basic hypothesis: linear, gaussian sex and stability. Modern signal processing is based on the nonlinear, non-gaussian sex and of non-stationary signal analysis and processing as the object. In the modern signal processing, the non-stationary signal processing development especially eye-catching.
在这次的“课程设计”中，我研究了高斯信号，线性调频信号，以及对信号的时域、频域的分析方法，增强了我对信号与信息处理的能力，以及用matlab编程仿真的能力，所有的这些都是在我以后的学习和工作中不可缺少的。我相信经过这次的设计课，我一定会好好反思认真总结，把它作为我深入探讨与研究电子信息相关的知识的起点。
（1.3）
式中，
（1.4）
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1.4式的chirp信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图1.2。
Matlab程序如下：
仿真结果截图如下：
（1）产生窄带白噪声的图示：
图2.1：高斯窄带白噪声的产生
噪声经过一个中心频率为Wo，带宽为B的带通滤波器。
Matlab仿真程序：
时域图如下：
图3.1：白噪声信号的时域波形和幅频特性
程序仿真截图：
图2.2：高斯窄带白噪声的时域仿真
2.2窄带白噪声干扰LFM信号的仿真
用窄带白噪声对线性调频雷达信号进行线性干扰，也就是把窄带白噪声与线性调频信号进行线性相加，从而产生对应的干扰信号。由于前面已经把相关的信号一一产生所以下面就对干扰信号进行仿真。
在非平稳信号的研究过程中，有一种特殊的非平稳信号：chirp信号，又称线性调频（Liner Frequency Modulation，LFM）信号，研究价值较高。这是因为：（1）chirp信号在时频平面中呈现直线型，因而常常作为衡量一种时频分析方法是否有效的手段；（2）作为大的时间——频带积的扩频信号，它广泛地出现在通信、雷达、声呐和地震勘探等系统；在扩频通信中，线性调频信号提供了一种具有高度抗干扰能力的调频方案；（3）在生物医学信号分析方面，chirp信号用于CT信号的时频分析；（4）用于故障诊断的振动信号中也存在着大量的chirp信号成分。
BY:TianQiang
Supervision By:Professor ZhuYan
(XiDian UniversitySchool OfElectronicEngineering
ShanXi ProvinceXi’an710126 )
XIDIAN UNIVERSITY
摘要………………………………………………………………………………………………………………. 1
Due to the linear frequency modulation signal (LPM) has a strong anti-jamming performance, this paper did to its this characteristic study "in gaussian white noise interference of linear frequency modulation signal (LPM)" of Matlab simulation.
Matlab程序如下：
运行截图如下：
图2.3：白噪声干扰后的时域，频域仿真
3、总结与展望
学期伊始，学校开了为期两周的以电子信息为主要方向的“课程设计”。 题目形式是：老师命题，学生可以选择老师的题目也可以自己命题。由于上学期我们刚学完《雷达对抗原理》，抱着把理论付诸实践的态度我选了“对线性调频雷达采用高斯窄带白噪声干扰的仿真”这个题目。本来以为有理论知识做后盾，完成这个题目会很简单，但当我动手做的时候才发现理论与实践的不同之处。在此过程中我遇到了好多在以前学习中没有遇见或者被忽视的问题，而且常常很是棘手，不过这些都通过老师们的答疑、同学们的帮助以及自己查阅资料题解决了。我想就是在这样的一个过程中——发现问题、解决问题，才体现了这次“课程设计”目的——培养了独立思考、动手操作等其它各方面的能力。
2.2窄带白噪声干扰LFM信号的仿真………………………………………………………………7
3、总结与展望……………………………………………………………………………………………………8