雷达对抗原理实验报告

Harbin Institute of Technology

雷达对抗技术

实验报告（一）

姓名：王露

学号：1120520304 班级：1205203班

指导教师：冀振元

院系：电子与信息工程学院

一、实验要求

1、生成多周期线性调频信号，并对其进行频谱分析；

2、对仿真生成的信号利用两种窗口函数进行STFT变换生成时频分析图，并

讨论了两种窗的优劣性；

3、采用两种不同长度的窗口函数进行以上运算，分析窗长对时频分辨率的

影响。

二、实验步骤：

1、利用公式生成多周期线性调频信号错误！未找到引用源。；

2、对信号进行FFT变换得到其频谱；

3、生成一个窗函数错误！未找到引用源。（Matlab中有现成的函数），窗长

L；

4、让窗口函数每次滑动L个点（即窗口不重叠），与信号进行运算错误！

未找到引用源。，然后进行FFT变换，并取幅值最大的频率点作为本窗口内的频率；

5、窗口函数的每次滑动保留M个点重叠，与信号进行运算错误！未找到

引用源。，然后进行FFT变换，并取幅值最大的频率点作为本窗口内的频率；

6、生成时频分析图。讨论各种窗在STFT中的应用性和窗口长度L与重合长

度M对时频分辨率的影响。

三、实验原理

1、线性调频连续波（LFMCW）信号单周期表达式为：

上式中，的取值范围是错误！未找到引用源。；：LFMCW信号调制斜率，且：

错误！未找到引用源。:LFMCW信号起始频率；：LFMCW

信号幅度

：LFMCW信号带宽；：LFMCW信号周期

2、多周期信号表达式为：

式中，错误！未找到引用源。为整数

3、非平稳信号是指信号的统计特征随时间变化的时变信号，其频率也是时间的函数。线性调频信号是典型的非平稳信号。传统的傅立叶变换可求得信号的频率，但该方法是基于信号的全局信息，并不能反映信号的局部特征，也不能反映其中某个频率分量出现的具体时间及其变化趋势，不具备分析信号的瞬时有效性。而瞬时频率，能给出信号的调制变化规律，具有它独特的优势和瞬时有效性。

4、瞬时频率作为描绘非平稳信号特征的一个重要物理量，其估计和提取一直是非平稳信号处理中的研究热点。目前，人们已提出如瞬时自相关法、相位法、过零点法、时频分析等多种手段和方法。在信号的时频分析中用的最多的就是短时傅立叶变换（STFT），短时傅立叶变换是典型的线性时频表示。这种变换的基本思想就是用一个窗函数乘时间信号，该窗函数的时宽足够窄，使取出的信号可以看成是平稳的，然后进行傅立叶变换，可以反映该时宽中的频谱，如果让窗函数沿时间轴移动，可以得到信号频谱随时间变化的规律。

四、实验结果

1、单周期线性调频信号时域和频谱图

其载频为0.1mHz，带宽为0.4mHz，抽样频率为5mHz.

2、多周期线性调频信号时域和频谱图

3、用不同长度的海明窗进行stft变换

4、用不同长度的海宁窗进行stft变换

五、实验结果讨论分析

1、首先，由第一幅和第二幅图比较可知，这两种不同的窗函数对应的时频分析图基本完全重合，可见窗函数的选取对STFT 分析的影响不大。

2、由第一幅图和第二幅图左右对比可知，在窗函数类型和窗口长度L 固定时，取的重叠点数M 不同时所得到的时频分析图频率仅在最大值和最小值点略有差异，但影响也不是十分的明显。