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LFM脈沖壓縮雷達(dá)仿真LFM脈沖壓縮雷達(dá)仿真--#-圖3.3中,時(shí)間軸進(jìn)行了歸一化,(t/(l/B)=txB)。圖中反映出理論與仿真結(jié)果吻合良好。11第一零點(diǎn)出現(xiàn)在±1(即±左)處,此時(shí)相對幅度-13.4dB。壓縮后的脈沖寬度近似為-BB1(土冇),此時(shí)相對幅度-4dB,這理論分析(圖3.2)—致。2B上面只是對各個信號復(fù)包絡(luò)的仿真,實(shí)際雷達(dá)系統(tǒng)中,LFM脈沖的處理過程如圖3.4。圖3.4:LFM信號的接收處理過程雷達(dá)回波信號s(t)(1.4式)經(jīng)過正交解調(diào)后,得到基帶信號,再經(jīng)過匹配濾波脈沖壓縮后r就可以作出判決。正交解調(diào)原理如圖3.5,雷達(dá)回波信號經(jīng)正交解調(diào)后得兩路相互正交的信號I(t)和Q(t)。一種數(shù)字方法處理的的匹配濾波原理如圖3.6。圖3.6:一種脈沖壓縮雷達(dá)的數(shù)字處理方式四:Matlab仿真結(jié)果1)任務(wù):對以下雷達(dá)系統(tǒng)仿真。雷達(dá)發(fā)射信號參數(shù):幅度:1.0信號波形:線性調(diào)頻信號頻帶寬度:30兆赫茲(30MHz)脈沖寬度:10微妙(20us)中心頻率:1GHz(109Hz)雷達(dá)接收方式:正交解調(diào)接收
距離門:lOKm?15Km目標(biāo):Tar1:10.5KmTar2:11KmTar3:12KmTar4:12Km+5mTar5:13KmTar6:13Km+2m(2)系統(tǒng)模型:結(jié)合以上分析,用Matlab仿真雷達(dá)發(fā)射信號,回波信號,和壓縮后的信號的復(fù)包絡(luò)特性,其載頻不予考慮(實(shí)際中需加調(diào)制和正交解調(diào)環(huán)節(jié)),仿真信號與系統(tǒng)模型如圖4.1。圖4.1:雷達(dá)仿真等效信號與系統(tǒng)模型線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)仿真程序LFM_radar仿真程序模擬產(chǎn)生理想點(diǎn)目標(biāo)的回波,并采用頻域相關(guān)方法(以便利用FFT)實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮。函數(shù)LFM_radar的參數(shù)意義如下:T:chirp信號的持續(xù)脈寬;B:chirp信號的調(diào)頻帶寬;Rmin:觀測目標(biāo)距雷達(dá)的最近位置;Rmax:觀測目標(biāo)距雷達(dá)的最遠(yuǎn)位置;R:—維數(shù)組,數(shù)組值表示每個目標(biāo)相對雷達(dá)的斜距;RCS:—維數(shù)組,數(shù)組值表示每個目標(biāo)的雷達(dá)散射截面。在Matlab指令窗中鍵入:LFM_radar(10e-6,30e6,10000,15000,[10500,11000,12000,12005,13000,13002],[1,1,1,1,1,1])得到的仿真結(jié)果如圖4.2。分辨率(Resolution)仿真改變兩目標(biāo)的相對位置,可以分析線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)的分辨率。仿真程序默認(rèn)參數(shù)的距離分辨率為:=5m(4.1)C3x108=5m(4.1)b==R2B2x30x106圖4.3為分辨率仿真結(jié)果,可做如下解釋:圖為單點(diǎn)目標(biāo)壓縮候的波形;圖中,兩目標(biāo)相距2m,小于b,因而不能分辨;R圖中,兩目標(biāo)相距5m,等于b,實(shí)際上是兩目標(biāo)的輸出sine包絡(luò)疊加,可以看到他們R的副瓣相互抵消;—(h)圖中,兩目標(biāo)距離大于雷達(dá)的距離分辨率,可以觀察出,它們的主瓣變寬,直至能分辨出兩目標(biāo)。圖4.2:仿真結(jié)果Iru11u5SC圖4.2:仿真結(jié)果Iru11u5SC附錄:LFM_radar.m%%demoofLFMpulseradar%=========================================================functionLFM_radar(T,B,Rmin,Rmax,R,RCS)ifnargin==0T=10e-6;%pulseduration10usB=30e6;%chirpfrequencymodulationbandwidth30MHzRmin=10000;Rmax=15000;%rangebinR=[10500,11000,12000,12008,13000,13002];depositionofidealpointtargetsRCS=[111111];%radarcrosssectionend%=========================================================%%ParameterC=3e8;%propagationspeedK=B/T;%chirpslopeRwid=Rmax-Rmin;Twid=2*Rwid/C;Fs=5*B;Ts=1/Fs;Nwid=ceil(Twid/Ts);%receivewindowinmeter%receivewindowinsecond%samplingfrequencyandsamplingspacing%receivewindowinnumber%=%%Gneratetheechot=linspace(2*Rmin/C,2*Rmax/C,Nwid);%receivewindow%openwindowwhent=2*Rmin/C%closewindowwhent=2*Rmax/CM=length(R);%numberoftargetstd=ones(M,1)*t-2*R'/C*ones(1,Nwid);Srt=RCS*(exp(j*pi*K*td.八2).*(abs(td)<T/2));%radarechofrompointtargets%=========================================================%%DigtalprocessingofpulsecompressionradarusingFFTandIFFTNchirp=ceil(T/Ts);%pulsedurationinnumberNfft=2Knextpow2(Nwid+Nwid-1);%numberneededtocomputelineardeconvolutionusingFFTalgorithmSrw=fft(Srt,Nfft);t0=linspace(-T/2,T/2,Nchirp);St=exp(j*pi*K*t0.K2);Sw=fft(St,Nfft);Sot=fftshift(ifft(Srw.*conj(Sw)));%fftofradarecho%chirpsignal%fftofchirpsignal%signalafterpulsecompression%=========================================================N0=Nfft/2-Nchirp/2;Z=abs(Sot(N0:N0+Nwid-1));Z=Z/max(Z);Z=20*log10(Z+1e-6);%figuresubplot(211)plot(t*le6,real(Srt));axistight;xlabel('Timeinusec');ylabel('Amplitude')title('Radarechowithoutcompression');subplot(212)plot(t*C/2,Z)axis([10000,1500
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