雷達線性調頻脈沖壓縮的原理及其MATLAB仿真

LFM脈沖壓縮雷達仿真LFM脈沖壓縮雷達仿真--#-圖3.3中，時間軸進行了歸一化，（t/（l/B）=txB）。圖中反映出理論與仿真結果吻合良好。11第一零點出現(xiàn)在±1（即±左）處，此時相對幅度-13.4dB。壓縮后的脈沖寬度近似為-BB1（土冇），此時相對幅度-4dB,這理論分析（圖3.2）—致。2B上面只是對各個信號復包絡的仿真，實際雷達系統(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回波信號s（t）（1.4式）經(jīng)過正交解調后，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。正交解調原理如圖3.5，雷達回波信號經(jīng)正交解調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的數(shù)字處理方式四：Matlab仿真結果1）任務：對以下雷達系統(tǒng)仿真。雷達發(fā)射信號參數(shù)：幅度：1.0信號波形：線性調頻信號頻帶寬度：30兆赫茲（30MHz）脈沖寬度：10微妙（20us）中心頻率：1GHz（109Hz）雷達接收方式：正交解調接收

距離門：lOKm?15Km目標：Tar1：10.5KmTar2：11KmTar3：12KmTar4：12Km＋5mTar5：13KmTar6：13Km＋2m(2)系統(tǒng)模型：結合以上分析，用Matlab仿真雷達發(fā)射信號，回波信號，和壓縮后的信號的復包絡特性，其載頻不予考慮(實際中需加調制和正交解調環(huán)節(jié))，仿真信號與系統(tǒng)模型如圖4.1。圖4.1：雷達仿真等效信號與系統(tǒng)模型線性調頻脈沖壓縮雷達仿真程序LFM_radar仿真程序模擬產(chǎn)生理想點目標的回波，并采用頻域相關方法(以便利用FFT)實現(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信號的調頻帶寬；Rmin:觀測目標距雷達的最近位置；Rmax：觀測目標距雷達的最遠位置；R：—維數(shù)組，數(shù)組值表示每個目標相對雷達的斜距；RCS：—維數(shù)組，數(shù)組值表示每個目標的雷達散射截面。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])得到的仿真結果如圖4.2。分辨率(Resolution)仿真改變兩目標的相對位置，可以分析線性調頻脈沖壓縮雷達的分辨率。仿真程序默認參數(shù)的距離分辨率為：=5m(4.1)C3x108=5m(4.1)b==R2B2x30x106圖4.3為分辨率仿真結果，可做如下解釋：圖為單點目標壓縮候的波形；圖中，兩目標相距2m,小于b，因而不能分辨；R圖中，兩目標相距5m,等于b，實際上是兩目標的輸出sine包絡疊加，可以看到他們R的副瓣相互抵消；—(h)圖中，兩目標距離大于雷達的距離分辨率，可以觀察出，它們的主瓣變寬，直至能分辨出兩目標。圖4.2：仿真結果Iru11u5SC圖4.2：仿真結果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