非线性调频信号matlab仿真,线性调频信号回波仿真

仿真题目二 线性调频信号回波仿真要求产生回波波形并分离目标回波与干扰。理论分析表明，脉冲压缩雷达通过匹配滤波提高雷达作用距离和距离分辨率。Matlab仿真中，发射信号St和目标回波信号Sr分别经过匹配滤波处理，输出波形Z显示压缩效果。仿真结果表明，通过匹配滤波可以有效分离目标回波和干扰，验证了理论分析的正确性。

仿真题目二 线性调频信号回波仿真

通过生成线性调频信号的回波波形，并在施加移频干扰后，实现目标回波与干扰的有效分离。 1. 使用LFM脉冲的匹配滤波技术

该系统通过脉冲压缩技术，有效提升雷达的作用距离和距离分辨率。该体制通过宽脉冲发射，显著提升雷达的平均功率输出，从而实现较大的作用距离；在接收端，通过相应的脉冲压缩算法，获得较窄的脉冲，从而提高距离分辨率。该体制较好地平衡了雷达作用距离与距离分辨率之间的权衡。

线性调频信号是脉冲压缩雷达中采用的主要调制信号，经过匹配滤波器处理，雷达能够有效压缩脉冲。

从雷达回波信号s_r(t)中提取出表征目标特性的τ_i（表示相对距离）和σ_i（表示目标反射特性）。常用的方法是将s_r(t)通过雷达发射信号s(t)的匹配滤波器进行处理，如图2.1所示。

图2.1 雷达回波信号匹配滤波处理

s (t ) 的匹配滤波器h r (t ) 为：

h r (t ) =s *(-t ) 于是， s o (t ) =s r (t )*h r (t ) =s (t )*s *(-t )*h (t ) 如图3.1, s (t ) 经过系统h (t ) 得输出信号s o (t ) ，

s o (t ) =s (t )*h (t )

∞

=

-∞∞

⎰s (u ) h (t -u ) du =⎰h (u ) s (t -u ) du

-∞

∞

=

当0≤t ≤T 时,

u j 2πf c u j πK (t -u ) 2t -u j 2πf c (t -u ) -j πKu 2

e rect () e ⨯e rect () e du ⎰T T -∞

T

s 0(t ) =

t -T ⎰

e j πKt e -j 2πKtu du

2

e -j 2πKtu T j 2πf c t

=e (2.1) ⨯e -j 2πKt t -sin πK (T -t ) t j 2πf c t

=e

πKt

j πKt 2

当-T ≤t ≤0时,

t +T s 0(t ) =

-T e

j πKt 2-j 2πKtu

e du

e -j 2πKtu t +j 2πf c t

=e (2.2) ⨯e

-j 2πKt -sin πK (T +t ) t j 2πf c t

=e

πKt

j πKt 2

合并2.1和2.2两式：

t

sin πKT (1-) t

rect (t ) e j 2πf c t (2.3) s 0(t ) =T

πKTt 2T

2.3式即为LFM 脉冲信号经匹配滤波器得输出, 它是一固定载频f c 的信号。当

instant t ≤ T时，其包络函数近似为sinc函数，具体表达式为...。

t t

S 0(t ) =TSa (πKTt ) rect () =TSa (πBt ) rect () (2.4)

2T 2T

图2.2 匹配滤波的输出信号

如图3.2，当πBt =±π时，t =±

1π1为其第一零点坐标；当πBt =±时，t =±，B 22B

习惯上，将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。 τ=

11

⨯2= 2B B T

=TB

在LFM信号处理中，压缩之前的脉宽T与压缩后的脉宽τ的比值通常被定义为压缩比D，其数值等于D = \frac{T}{\tau}。

τ

上式表明，压缩比也就是LFM 信号的时宽频宽积。

2. Matlab仿真

Matlab 程序及运行结果如下： close all clear all

eps = 0.000001;

%输入脉冲带宽和带宽

B=200.0e6; %200 MHZ带宽 T=10.e-6; %脉冲宽度10us mu=B/T;%计算调频系数 % 确定采样次数

Fs=2*B;Ts=1/Fs; N=T/Ts;

t=linspace(-T/2,T/2,N); fi=10e6;

St=exp(jpimu*t.^2);%发射信号

Sr=exp(jpimu*(t-1e-7).^2);%目标回波信号 Ht=exp(-jpimu*t.^2);%匹配滤波函数

Jt等于指数函数，参数为j乘以2乘以π乘以(mu乘以t平方的一半加上fi乘以t)；%杂波干扰信号 S_J等于St加上Jt；%有杂波干扰的回波信号 通过匹配滤波器进行卷积运算，得到Sot； Sot1等于通过匹配滤波器对Sr进行卷积运算； Sot2等于通过匹配滤波器对S_J进行卷积运算； L等于2乘以N减1；

t1=linspace(-T,T,L);

Z等于Sot的绝对值，并经过归一化处理；Z1分别等于Sot1的绝对值，并经过归一化处理；Z2分别等于Sot2的绝对值，并经过归一化处理；频率范围通过linspace函数生成，范围从-Fs/2到Fs/2，共有N个点；LFMFFT等于对St进行快速傅里叶变换，取其绝对值后进行 fftshift 处理。

在图1的第一个子图中，绘制实部曲线。设置x轴标签为'时间/us'，标题为'实部'，并设置坐标轴范围。在图1的第二个子图中，绘制实部曲线，使用红色线条。设置x轴标签、标题和坐标轴范围。在图2的第一个子图中，绘制虚部曲线。设置x轴标签、标题和坐标轴范围。在图2的第二个子图中，绘制虚部曲线，使用红色线条。设置坐标轴范围。

设置坐标范围为[-1,1]在x轴和y轴上，设置x轴标签为'时间/us'，设置标题为'虚部'。创建图形窗口3，绘制图形数据freq*1e-6与LFMFFT，设置x轴标签为'频率/MHz'，显示网格，设置图形标题为'LFM信号的频谱'。

figure(4)，生成子图并绘制曲线，标题为'LFM匹配滤波后的波形'；使用'hold on'命令，继续在同一直角坐标系中绘制另一条曲线，并设置x轴范围为-30到50，y轴范围为0到1，同时添加网格线。figure(5)，生成子图并绘制曲线，设置x轴范围为-30到50，y轴范围为0到1，并添加网格线。

xlabel(' 时间/us'),ylabel(' 幅度' );

axis([-1.5,1.5;-1.5,1.5]), title('含有杂波的回波信号') figure(6); plot(t1*B,Z2); axis([-200,100;0,1]); grid; title('含有杂波的回波信号匹配滤波输出'); xlabel('时间/us'), ylabel('幅度')