线性调频信号回波处理汇总Word格式.docx
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%脉宽
bw=2e6;
%带宽
pri=1e-3;
%脉冲重复周期
fs=70e6;
%采样率
R=100e3;
%距离
v=0;
%速度
Pt=10*log10(1e6);
%功率
lamda=10*log10(0.1);
%波长
G=30;
%天线增益dB
L=6;
%损耗dB
Fn=3;
%噪声系数dB
RCS=10*log10
(2);
%RCS
%***************信号参数计算*************%
Pr=Pt+2*G+2*lamda+RCS-3*10*log10(4*pi)-4*10*log10(R)-L;
%回波功率计算
A=sqrt(10^(Pr/10));
%回波信号幅度
tou=2*R/3e8;
%收发时间
fd=2*v*fr/3e8;
%回波多普勒频率
k=bw/pw;
%调频带宽频率变化率
%************************发射信号产生*******************%
t=(0:
1/fs:
pri).'
;
%时间
sampleTbegin=ceil(0*fs+1);
%采样时间起始点
sampleTEnd=ceil(pw*fs+1);
%采样时间结束点
sTrans=zeros(length(t),1);
%产生发射信号
sTrans(sampleTbegin:
sampleTEnd,1)=...
sin(2*pi*(f0*t(sampleTbegin:
sampleTEnd,1)+k*t(sampleTbegin:
sampleTEnd,1).^2/2));
%图像展示
figure;
plot(t*1e6,sTrans);
%发射信号时域波形
xlabel('
时间/us'
);
ylabel('
幅度'
freTrans=fftshift(fft(sTrans));
%发射信号频域波形
f=linspace(-fs/2,fs/2,length(t));
plot(f/1e6,abs(freTrans));
频率/MHz'
%***********************回波信号产生*******************%
beginsample=ceil(tou*fs);
%采样起始点
endsample=ceil((tou+pw)*fs);
%采样结束点
sEcho=zeros(length(t),1);
%产生回波信号
sEcho(beginsample:
endsample,1)=...
A*sin(2*pi*((f0+fd)*(t(beginsample:
endsample,1)-tou)+k*(t(beginsample:
endsample,1)-tou).^2/2));
plot(t*1e6,sEcho);
%回波信号时域波形
freEcho=fftshift(fft(sEcho));
plot(f/1e6,abs(freEcho));
%回波信号频域波形
%**********************叠加接收机噪声*******************%
kn=1.38e-23;
T=290;
Bn=bw;
NoiseDev=kn*T*fs*10^(Fn/10);
%噪声功率,因后续要通过滤波器,
%此处带宽用采样带宽,保证噪声功率密度
noise=sqrt(NoiseDev)*randn(length(sEcho),1);
sEcho=sEcho+noise;
%信号混叠噪声
Wn=fir1(50,[(f0-bw)/(fs/2)(f0+2*bw)/(fs/2)]);
%带通滤波器设计
sEcho=filter(Wn,1,sEcho);
%带通滤波处理
%*******************正交鉴相****************%
LocalI=sin(2*pi*f0*t);
LocalQ=cos(2*pi*f0*t);
sI=sEcho.*LocalI;
sQ=sEcho.*LocalQ;
filtWn=fir1(50,0.2);
%低通滤波器设计
filsI=filter(filtWn,1,sI);
%低通滤波处理
filsQ=filter(filtWn,1,sQ);
fils=filsI+sqrt(-1).*filsQ;
%组成复信号
plot(t*1e6,fils);
%零中频信号
frefilsI=fftshift(fft(fils));
plot(f,abs(frefilsI));
%************匹配滤波**************%
tlocal=(0:
pw).'
slocal=exp(j*2*pi*(k*tlocal.^2/2));
%窗是对称的,因此窗长为奇数
ifrem(length(slocal),2)==0
slocal=[slocal;
0];
end
wrect=window(@rectwin,length(slocal));
srect=slocal.*wrect;
srectproc=ifft(conj(fft(srect,length(sEcho))).*fft(fils));
plot(t*3e8/2/1e3,20*log10(abs(srectproc))-max(20*log10(abs(srectproc))),'
b'
距离/Km'
幅度/dB'
%****************加窗处理***************%
whamming=window(@hamming,length(slocal));
shamming=slocal.*whamming;
shammingproc=ifft(conj(fft(shamming,length(sEcho))).*fft(fils));
wblackman=window(@blackman,length(slocal));
sblackman=slocal.*wblackman;
sblackmanproc=ifft(conj(fft(sblackman,length(sEcho))).*fft(fils));
plot(wrect,'
holdon;
plot(whamming,'
r'
plot(wblackman,'
k'
采样点'
plot(t*3e8/2/1e3,20*log10(abs(shammingproc))-max(20*log10(abs(shammingproc))),'
plot(t*3e8/2/1e3,20*log10(abs(sblackmanproc))-max(20*log10(abs(sblackmanproc))),'
Figure1为发射信号时域波形
Figure2为发射信号幅频特性曲线
Figure3为回波信号时域波形图
Figure4为回波信号幅频特性曲线
Figure5为叠加高斯噪声后的回波信号时域波形
Figure6为叠加噪声后的回波信号幅频特性曲线
Figure7为接收信号下变频至零中频信号时的波形图
Figure8为零中频信号的幅频特性曲线
Figure9为回波信号在接收机处经匹配滤波并作归一化处理后的显示结果。
蓝、红、黑线分别为不加窗、汉明窗、布莱克曼窗的窗形。
蓝、红、黑线分别为匹配滤波后的信号不加窗、汉明窗、布莱克曼窗的结果。
2、思考题
因为在MATLAB软件仿真的过程当中,时间、频率、采样点是离散的,且函数ceil的特性是+1取整,因此影响到fd,进而影响到最后的距离,从而出现了仿真之后的距离比设定距离稍多的情况。
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