基于MATLAB的线性调频信号的仿真

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基于MATLAB的线性调频信号的仿真

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内容摘要：线性调频信号是一种大时宽带宽积信号。线性调频信号的相位谱具有平方律特性，在脉冲压缩过程中可以获得较大的压缩比，其最大优点是所用的匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感，即可以用一个匹配滤波器处理具有不同多普勒频移的回波信号，这些都将大大简化雷达信号处理系统，而且线性调频信号有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率。因此线性调频信号是现代高性能雷达体制中经常采用的信号波形之一，并且与其它脉压信号相比，很容易用数字技术产生，且技术上比较成熟，因而可在工程中得到广泛的应用。

关键词：MATLAB；线性调频；脉冲压缩；系统仿真

Abstract：Linear frequency modulation signal is a big wide bandwidth signal which is studied and widely used. The phase of the linear frequency modulation signal spectra with square law characteristics, in pulse compression process can acquire larger compression, its biggest advantage is the use of the matched filter of the echo signal doppler frequency is not sensitive, namely can use a matched filter processing with different doppler frequency shift of the echo signal, these will greatly simplified radar signal processing system, and linear frequency modulation signal has a good range resolution and radial velocity resolution. So linear frequency modulation signal is the modern high performance radar system often used in one of the signal waveform, and compared with other pulse pressure signal, it is easy to use digital technologies to produce, and the technology of the more mature, so in engineering can be widely applied.

Keywords：MATLAB, LFM, Pulse compression, System simulation

目录

内容摘要 ............................................................................................... I 关键词 ................................................................................................... I Abstract ................................................................................................. I I Keywords .............................................................................................. I I 1 绪论 (1)

1.1引言 (1)

1.2课题研究背景及意义 (1)

1.3本文主要工作 (2)

2 线性调频基本理论 (3)

2.1线性调频原理简介 (3)

2.2线性调频信号特点 (3)

3 MATLAB简介 (5)

3.1 MATLAB的起源 (5)

3.2 MATLAB的应用领域 (5)

3.3 MATLAB的仿真方法 (6)

4 线性调频脉冲压缩原理及实现 (10)

4.1线性调频信号的数字脉冲压缩原理 (10)

4.1.1匹配滤波器原理 (10)

4.1.2 LFM信号的脉冲压缩 (11)

4.1.3线性调频信号和噪声的生成 (12)

4.2线性调频信号的脉冲压缩过程 (13)

5 仿真结果分析 (14)

6 小结 (18)

参考文献 (20)

致谢 (21)

附录MATLAB程序代码 (22)

1 绪论

1.1 引言

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[1]。

LFM信号具有抛物线式的非线性相位谱，能够获得较大的时宽带宽积，与其它脉压信号相比，很容易用数字技术产生，且技术上比较成熟，所用的匹配滤波器对回波信号的多卜勒频移不敏感，因而可以用一个匹配滤波器处理具有不同多卜勒频移的回波信号。这将大大简化信号处理系统，因此它在工程中得到了广泛的应用。采用这种信号的雷达可以同时获得远的作用距离和高的距离分辨率。数字化的脉冲压缩系统具有性能稳定、受干扰小、工作方式灵活多样等优点，是现代脉压系统的发展趋势。

1.2课题研究背景及意义

宽带线性调频信号源广泛应用于电子测量、交通导航、移动通信、汽车防撞、线性调频雷达、合成孔径雷达、压缩接收机、雷达模拟器、电子战等领域。随着现代军事、国防及无线通信事业的发展、上述电子系统对高频宽带线性调频信号源的调频线性度、频率转换速度、功耗和体积等方面提出了更高的要求。信号源已经成为现代电子系统中