?一、線性調頻脈沖壓縮雷達仿真研究

1 LFM脈沖壓縮雷達工作原理
LFM脈沖壓縮雷達的工作原理圖如圖1所示。
如果將雷達天線和目標看作一個系統,可得到如圖2的等效LTI(線性時不變)系統。
等效LTI系統的沖擊響應可寫成:

式中,M為目標的個數,σi為目標散射特性,τi是光速在雷達與目標之間往返一次的時間:

式中,Ri為第i個目標與雷達的相對距離。
雷達發射信號s(t)經過該LTI系統,得到輸出信號(即雷達的回波信號)sr(t):

2 LFM信號
脈沖壓縮雷達能同時提高雷達的作用距離和距離分辨率。采用寬脈沖發射以提高發射的平均功率,保證足夠大的作用距離;而接收時,采用相應的脈沖壓縮算法獲得窄脈沖,以提高距離分辨率,較好地解決雷達作用距離與距離分辨率之間的矛盾。

脈沖壓縮雷達最常見的調制信號是線性調頻(Linear Frequency Modulation,LFM)信號,接收時采用匹配濾波器(Matched Filter,MF)壓縮脈沖。

LFM(Chirp)信號的數學表達式為:

?二、部分源代碼

%% ==============================================================================%
close all; %關閉所有圖形
clear all; %清除所有變量
clc;
%% 雷達參數設置
% ===================================================================================%
C=3.0e8; %光速 (m/s)
RF=3.140e9/2; %雷達射頻
Lambda=C/RF; %雷達工作波長
PulseNumber=16; %回波脈沖數
BandWidth=2.0e6; %發射信號帶寬2G
TimeWidth=42.0e-6;%發射信號時寬42us
PRT=240e-6; %雷達發射脈沖重復周期(s)=240us，對應1/2240300=36000米
PRF=1/PRT;
Fs=2.0e6; %采樣頻率2M
NoisePower=-12;%(dB);%噪聲功率（目標為0dB）
% ---------------------------------------------------------------%
SampleNumber=fix(FsPRT); %計算一個脈沖周期的采樣點數480；
TotalNumber=SampleNumberPulseNumber;%總的采樣點數48016=TotalNumber；
BlindNumber=fix(FsTimeWidth); %計算一個脈沖周期的盲區-遮擋樣點數=84；

%=%
%% 目標參數設置
%=%
X=9;Y=2;Z=0; %這三個參數可控制目標的距離和速度

TargetNumber=4; %目標個數

SigPower(1:TargetNumber)=[1 1 0.25 1]; %目標功率,無量綱

TargetDistance(1:TargetNumber)=[2800 8025 8025 9000+(Y*10+Z)200]; %目標距離,單位m 9200需要改9000+(Y10+Z)*200

DelayNumber(1:TargetNumber)=fix(Fs2TargetDistance(1:TargetNumber)/C);% 把目標距離換算成采樣點（距離門）

TargetVelocity(1:TargetNumber)=[50 -100 0 (200+X10+Y10+Z)]; %目標徑向速度 單位m/s 230需要改為(200+X10+Y10+Z)

TargetFd(1:TargetNumber)=2*TargetVelocity(1:TargetNumber)/Lambda; %計算目標多卜勒

%%
%% 產生線性調頻信號
%%
number=fix(Fs*TimeWidth);%回波的采樣點數=脈壓系數長度=暫態點數目+1=83+1
if rem(number,2)~=0
number=number+1;
end

for i=-fix(number/2):fix(number/2)-1
Chirp(i+fix(number/2)+1)= exp(j*(pi*(BandWidth/TimeWidth)(i/Fs)^{2));%exp(j*pi*ut}2)，u為調制斜率
freq(i+fix(number/2)+1) = (BandWidth/TimeWidth)(i/Fs);%f=ut
end
coeff=conj(fliplr(Chirp));%產生脈壓系數，對稱反轉，復共軛，h(t)=s*(-t)

%% 線性調頻信號圖示
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(real(Chirp),‘r-’);title(‘線性調頻信號的實部(紅色)和虛部（藍色）’);
hold on;
plot(imag(Chirp),‘b-’);
hold off;
subplot(2,1,2);plot(freq);title(‘頻率變化曲線’);
%========================================================

%% 產生目標回波串
SignalAll=zeros(1,TotalNumber);%所有脈沖的信號,先填0
for k=1:TargetNumber% 依次產生各個目標1 2 3 4
SignalTemp=zeros(1,SampleNumber);% 一個脈沖
SignalTemp(DelayNumber(k):DelayNumber(k)+number-1)=sqrt(SigPower(k))Chirp;%一個脈沖的1個目標（未加多普勒速度）
Signal=zeros(1,TotalNumber);
for i=1:PulseNumber
Signal((i-1)SampleNumber+1:iSampleNumber)=SignalTemp;
end
FreqMove=exp(j2piTargetFd(k)(0:TotalNumber-1)/Fs);%目標的多普勒速度時間=目標的多普勒相移
Signal=Signal.*FreqMove;
SignalAll=SignalAll+Signal;
end

?三、運行結果

?四、matlab版本及參考文獻

1 matlab版本
2014a

2 參考文獻
[1] 廖建國,李永,李繼杰.線性調頻脈沖壓縮雷達仿真研究[J].空間電子技術. 2010,7(02)

3 備注
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【雷达通信】基于matlab线性调频脉冲雷达仿真【含Matlab源码 2104期】的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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