2021年雷达脉冲压缩matlab仿真

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％====================================================================== =====================％% 该程序完成16个脉冲信号的【脉压、动目标显示/动目标检测（MTI/MTD)】％===================================================================================== ======%％程序中根据每个学生学号的末尾三位(依次为XYZ)来决定仿真参数，034% 目标距离为［3000 8025 9000+（Y＊10+Z)＊200 8025］,4个目标％目标速度为[50 0 （Y*10+X+Z)＊6 100]%===================================================================================== ======%close all；％关闭所有图形clear all; %清除所有变量clc；%===================================================================================％％雷达参数 %％===================================================================================% C=3.0e8; %光速（m/s)RF=3.140e9/2; ％雷达射频 1。

随机信号处理实验————线性调频（LFM）信号脉冲压缩仿真姓名：***学号： **********一、实验目的：1、了解线性FM 信号的产生及其性质；2、熟悉MATLAB 的基本使用方法；3、利用MATLAB 语言编程匹配滤波器。

4、仿真实现FM 信号通过匹配滤波器实现脉压处理，观察前后带宽及增益。

5、步了解雷达中距离分辨率与带宽的对应关系。

二、实验内容：1、线性调频信号线性调频矩形脉冲信号的复数表达式为：()()2001222j f t j f t ut lfmt t u t Arect S e e ππτ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫== ⎪⎝⎭ ()211,210,2j ut t t t u t Arect rect t e πττττ⎧≤⎪⎪⎛⎫⎛⎫==⎨ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪>⎪⎩为信号的复包络，其中为矩形函数。

0u f τ式中为脉冲宽度,为信号瞬时频率的变化斜率，为发射频率。

当1B τ≥（即大时宽带宽乘积）时，线性调频信号特性表达式如下：0()LFM f f f B S -⎛⎫=⎪⎝⎭幅频特性： 20()()4LFM f f f u ππφ-=+相频特性：20011222i d f f t ut f ut dt ππ⎡⎤⎛⎫=+=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦信号瞬时频率：程序如下：%%产生线性调频信号T=10e-6; %脉冲宽度B=400e6; %chirp signal 频带宽度400MHz K=B/T; %斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期N=T/Ts %N=8000t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signalfigure;subplot(2,1,1);plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('线性调频信号');grid on;axis tight;subplot(2,1,2)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); %对采样频率进行设定plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('线性调频信号的幅频特性');grid on;axis tight;Matlab 程序产生chirp 信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图：2、匹配滤波器在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(t x ：)()()(t n t s t x +=其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No 。

matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理目录目录-------------------------------------------------------- 1 第一章绪论-------------------------------------------------- 31.1 雷达起源 ---------------------------------------------- 31.2 雷达的发展历程 --------------------------------------- 4 第二章原理分析----------------------------------------------- 62.1 匹配滤波器原理 --------------------------------------- 62.2 线性调频信号（LFM） ---------------------------------- 82.3 LFM信号的脉冲压缩----------------------------------- 10 第三章多目标线性调频信号的脉冲压缩------------------------- 14 第四章仿真结果分析------------------------------------------ 164.1 时域图分析 ------------------------------------------ 164.2 回波信号频域图分析 ---------------------------------- 174.3 压缩信号图分析 -------------------------------------- 194.4 多目标压缩信号图分析 -------------------------------- 21 第五章问题回答--------------------------------------------- 23 第六章致谢与总结------------------------------------------- 24 附录（Matlab程序）------------------------------------------ 25第一章绪论1.1 雷达起源雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。

11目录1. 设计的基本骤 (1)1.1 雷达信号的产生 (1)1.2 噪声和杂波的产生 (1)2. 信号处理系统的仿真 (1)2.1 正交解调模块 (2)2.2 脉冲压缩模块.................................................2.3 回波积累模块.................................................2.4 恒虚警处理（CFAR）模块 (4)结论 (11)1 设计的基本骤雷达是通过发射电磁信号，再从接收信号中检测目标回波来探测目标的。

再接收信号中，不但有目标回波，也会有噪声（天地噪声，接收机噪声）；地面、海面和气象环境(如云雨)等散射产生的杂波信号；以及各种干扰信号（如工业干扰，广播电磁干扰和人为干扰）等。

所以，雷达探测目标是在十分复杂的信号背景下进行的，雷达需要通过信号处理来检测目标，并提取目标的各种信息，如距离、角度、运动速度、目标形状和性质等。

图3-6 设计原理图2 信号处理系统的仿真雷达信号处理的目的是消除不需要的信号（如杂波）及干扰，提取或加强由目标所产生的回波信号。

雷达信号处理的功能有很多，不同的雷达采用的功能也有所不同，本文是对某脉冲压缩雷达的信号处理部分进行仿真。

一个典型的脉冲压缩雷达的信号处理部分主要由A/D 采样、正交解调、脉冲压缩、视频积累、恒虚警处理等功能组成。

因此，脉冲压缩雷达信号处理的仿真模型.2.1 正交解调模块雷达中频信号在进行脉冲压缩之前，需要先转换成零中频的I、Q 两路正交信号。

中频信号可表示为:0()()cos(2())IF f t A t f t t πϕ=+ (3.2)式(3.2)中， f 0 为载波频率。

令:00()()cos 2()sin 2IF f t I t f t Q t f t ππ=- (3.3)则00()()cos 2()sin 2IF f t I t f t Q t f t ππ=- (3.4)在仿真中，所有信号都是用离散时间序列表示的，设采样周期为T ,则中频信号为f IF (rT ) ，同样，复本振信号采样后的信号为f local =exp(?j ω 0rT ) (3.5)则数字化后的中频信号和复本振信号相乘解调后，通过低通滤波器后得到的基带信号f BB (r ) 为:11000{()cos()}(){()sin()}()N N BB IF IF n nf f r n r n T h n j f r n r n T h n ωω--==-----∑∑ (3.6)式(3.6)中， h (n ) 是积累长度为N 的低通滤波器的脉冲响应。

题目 ： 雷达线性调频信号的脉冲压缩处理线性调频脉冲信号，时宽 10us ，带宽 40MHz ，对该信号进行匹配滤波后，即脉压处理，脉压后 的脉冲宽度为多少？用图说明脉压后的脉冲宽度， 内差点看 4dB 带宽，以该带宽说明距离分辨 率与带宽的对应关系。

分析过程：1、线性调频信号( LFM )LFM 信号(也称 Chirp对于一个理想的脉冲压缩系统， 要求发射信号具有非线性的相位谱， 并使其包络接近矩形； 其中 S(t) 就是信号 s(t) 的复包络。

由傅立叶变换性质， S(t) 与 s(t) 具有相同的幅频特性，只 是中心频率不同而已。

因此， Matlab 仿真时，只需考虑 S(t) 。

以下 Matlab 程序产生 S(t) ， 并作出其时域波形和幅频特性，程序如下： T=10e-6; % 脉冲时宽 10us B=40e6; % 带宽 40MHz K=B/T;Fs=2*B;Ts=1/Fs; N=T/Ts; t=linspace(-T/2,T/2,N); St=exp(j*pi*K*t.^2); subplot(211) plot(t*1e6,St); xlabel('t/s');title(' 线性调频信号 '); grid on;axis tight;subplot(212) freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St)))); xlabel('f/ MHz');信号)的数学表达式为：式中 f c 为载波频率， rects(t) rect( t)e为矩形信号 ，j2 (f c t 2t )rect(T t )0,t T el se上式中的 up-chirp 信号可写为 ：s(t)当 TB>1时， LFM 信号特征表达式如下：S(t)ej2 fctSLFM ( f )k2rect ( f B f c ) LFM ( f )(ff c )4S(t)rect (T t )e jKttitle(' 线性调频信号的幅频特性'); grid on;axis tight;仿真波形如下：图2：LFM信号的时域波形和幅频特性2、匹配滤波器：在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为x(t) ：x(t) s(t) n(t)其中：s(t)为确知信号，n(t)为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为No/2。

基于 Matlab 的线性调频信号干扰仿真研究发布时间：2021-11-26T08:30:18.086Z 来源：《科学与技术》2021年8月24期作者：杨慧君1 邵正途1 缪旭东2[导读] 针对现代雷达普遍采用脉冲压缩体制杨慧君1 邵正途1 缪旭东21.空军预警学院，湖北武汉4300192.湖北省军区武汉第一离职干部休养所湖北武汉 430019摘要：针对现代雷达普遍采用脉冲压缩体制，分析了线性频率调制(LFM)脉冲压缩雷达的工作原理，利用Matlab/simulink仿真平台建立了干扰仿真系统，对雷达干扰仿真系统进行了建模和系统仿真，给出了射频噪声干扰、卷积干扰对LFM脉压雷达的干扰仿真系统框图和仿真结果。

最后的仿真结果证明了仿真的正确性。

现代新体制的雷达，已经普遍采用脉冲压缩技术。

脉冲压缩技术是指发射宽的调制脉冲，保证在一定的峰值功率电平上提供必须的平均功率，然后把接收的回波信号压缩为窄脉冲。

脉冲压缩雷达常用的信号包括线性调频信号、非线性调频信号和相位编码信号。

线性调频脉冲压缩本质上就是对回波进行频率延迟，低频信号部分延迟时间长，高频信号部分延迟时间短，从而使脉冲宽度较的宽脉冲压缩为脉冲宽度较窄的窄脉冲。

各种干扰对雷达的压制效果如何是雷达研究者关注的重点问题[1]，Matlab/simulink软件具有模型简洁，可操作性强等优点，基于该平台对几种典型的噪声压制性干扰样式进行干扰仿真，并对仿真结果进行分析、得出结论。

1.基于simulink的仿真方法Mathworks公司开发的Simulink是功能最强大的仿真软件之一，在仿真领域具有很多十分突出的优势[2]。

Simulink提供了一个丰富的模块库，涉及航空航天、控制系统、信号处理等各个领域，用户只需鼠标拖动就能完成非常复杂的仿真，Simulink提供了方便的图像输出界面，与一般程序仿真相比更为直观，可用于实现各种动态系统的建模、分析与仿真;与Matlab最大的不同之处在于，Simulink是基于时间流的仿真，更有利于对实时系统进行仿真。

随机信号处理实验————线性调频（LFM）信号脉冲压缩仿真姓名：钱振宇学号： 0904210144一、实验目的：1、了解线性FM 信号的产生及其性质；2、熟悉MATLAB 的基本使用方法；3、利用MATLAB 语言编程匹配滤波器。

4、仿真实现FM 信号通过匹配滤波器实现脉压处理，观察前后带宽及增益。

5、步了解雷达中距离分辨率与带宽的对应关系。

二、实验内容：1、线性调频信号线性调频矩形脉冲信号的复数表达式为：()()2001222j f tj f t ut lfmt t u t Arect S ee ππτ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫== ⎪⎝⎭()211,210,2j ut t t tu t Arect rect t e πττττ⎧≤⎪⎪⎛⎫⎛⎫==⎨⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎪>⎪⎩为信号的复包络，其中为矩形函数。

0u f τ式中为脉冲宽度,为信号瞬时频率的变化斜率，为发射频率。

当1B τ≥（即大时宽带宽乘积）时，线性调频信号特性表达式如下：0()2LFM f f f rect u B S -⎛⎫=⎪⎝⎭幅频特性： 20()()4LFM f f f uππφ-=+相频特性：20011222i d f f t ut f ut dt ππ⎡⎤⎛⎫=+=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦信号瞬时频率：程序如下：%%产生线性调频信号T=10e-6; %脉冲宽度B=400e6; %chirp signal频带宽度400MHz K=B/T; %斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期N=T/Ts %N=8000t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signal figure;subplot(2,1,1);plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('线性调频信号');grid on;axis tight;subplot(2,1,2)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); %对采样频率进行设定plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('线性调频信号的幅频特性');grid on;axis tight;Matlab程序产生chirp信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图：2、匹配滤波器在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(t x ：)()()(t n t s t x +=其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No 。

基于MATLAB的脉冲压缩技术周春明;杨丹【摘要】文章以线性调频Chirp信号为例,给出了一种基于MATLAB软件的脉冲压缩技术的仿真研究方法.该方法能够得到窗函数类型、脉冲压缩参数如时宽T和带宽B对脉冲压缩的影响效果,研究中利用MATLAB软件搭建匹配滤波器系统模型,分别在改变窗函数类型、发射信号的时宽T、带宽B的条件下对Chirp信号进行脉冲压缩处理的仿真,得出3组脉压后信号的主瓣峰值、主瓣宽度以及旁瓣峰值的特征效果图.结果表明,脉冲压缩后主瓣高度随时宽T的增大而增高;一定范围内带宽B越大主瓣越窄;加窗函数削弱了旁瓣能量,但同时降低了主瓣峰值,加宽了主瓣宽度.脉冲压缩技术为提高医疗领域的图像分辨率和探测深度提供了巨大的助力,同时脉冲压缩技术的日益成熟将为其他领域带来全新的技术革新.【期刊名称】《辽东学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(026)003【总页数】5页(P199-203)【关键词】时宽T;带宽B;Chirp信号;脉冲压缩【作者】周春明;杨丹【作者单位】辽东学院机械电子工程学院,辽宁丹东 118003;丹东百特仪器有限公司,辽宁丹东 118000【正文语种】中文【中图分类】TP311脉冲压缩的理论及技术研究普遍应用于雷达领域中，主要用于距离的探测和目标辨认。

Newhouse于1974年将脉冲压缩技术引入到了B型超声诊断仪[1]。

脉冲压缩技术可以很好地解决影响B型超声诊断仪图像效果的图像分辨率和探测深度之间的矛盾[2]。

脉冲压缩后信号的主瓣高度决定了探测深度，主瓣宽度和旁瓣决定了图像分辨率，它们是表征脉压效果的重要特征[3]。

脉冲压缩技术的引进不仅可以提高图像分辨率和探测深度，还将增加系统的信噪比，进而提高B超仪的诊断效果。

因此本文的研究将间接的对医学的发展和人们的生活质量产生不同程度的影响。

本文以线性调频Chirp信号的脉冲压缩处理为例,介绍基于MATLAB软件的脉冲压缩技术的研究与仿真方法。

基于Matlab的LFM脉冲压缩仿真作者：金涛来源：《中国科技博览》2014年第12期摘要：基于Matlab平台以线性调频信号为例通过仿真研究了雷达信号处理中的脉冲压缩技术。

在对线性调频信号时域波形进行仿真的基础上介绍了数字正交相干检波技术。

最后基于匹配滤波算法对雷达回波信号进行了脉冲压缩仿真，仿真结果表明采用线性调频信号可以有效地实现雷达回波信号脉冲压缩，提高雷达的距离分辨力。

关键字：线性调频信号；脉冲；正交相干检波；仿真【分类号】：TN957.51一脉冲压缩原理与意义根据雷达方程，高的距离分辨意味着非常短的脉冲，从而导致平均发射功率的降低，并对工作带宽提出了苛刻的要求。

但采用脉冲压缩技术可以在实现良好的距离分辨力的同时保持适当的平均发射功率。

该技术通过对大时宽的发射脉冲进行相位或者频率上的调制以提高发射信号平均功率以保证获得足够大的探测距离，而在接收端则采用与发射端相反的脉冲压缩技术获得持续时间较短的窄脉冲，从而提高了距离分辨力。

文章以线性调频信号为例，包括对LFM 信号进行时域波形，信号频域的幅频特性河和利用正交相干检波技术对LFM信号进行检波处理。

二线性调频信号波形仿真线性调频信号（LFM）：为了实现雷达发射能量与分辨率之间的矛盾，线性调频脉冲压缩体制的发射信号，其载频在脉冲宽度内按线性规律变化，即用对载频进行调制（线性调频）的方展宽发射信号的频谱。

设线性调信号中心频率为，脉宽为，带宽为B，幅度为A， u为调频斜率.2.1信号时域表达式三数字正交相干检波技术传统的模拟正交相干检波方法直接对模拟信号进行正交检波后再进行A/D采样得到数字信号，但由于模拟器件的限制，两路信号在幅度和相位上很难完全取得一致。

但是在中频进行数字化即采用超外差的方法把射频信号搬移到几十MHz的中频段在进行数字正交相干检波处理可以避免模拟检波电路存在的幅度和相位一致性问题。

中频信号经过AD采样后转换为数字信号，在DSP或者FPGA中首先利用正交的载波序列对该数字信号进行正交下变频处理，将信号中心频率变换变为零中频，再经过低通滤波后得到解调后的基带正交分量，以便后续脉冲压缩处理。