“LFMCW雷达信号多周期模糊函数分析”再研究

雷达对抗技术实验报告实验题目：周期LFMCW的时频分析院系：电子与信息工程学院班级：姓名：学号：指导教师：实验时间： 2012 年 6 月周期LFMCW时频分析一、实验目的通过周期LFMCW时频分析实验，加深对线性调频信号的理解，对非平稳信号的时频分析的基本思想与实现方法的认识，并掌握Matlab的基本语法、基本函数的使用以及周期拓展，时频分析的方法。

二、实验原理1.信号分析非平稳信号是指信号的统计特征随时间变化的时变信号，其频率也是时间的函数。

线性调频信号是典型的非平稳信号。

传统的傅立叶变换可求得信号的频率，但该方法是基于信号的全局信息，并不能反映信号的局部特征，也不能反映其中某个频率分量出现的具体时间及其变化趋势，不具备分析信号的瞬时有效性。

而瞬时频率，能给出信号的调制变化规律，具有它独特的优势和瞬时有效性。

瞬时频率作为描绘非平稳信号特征的一个重要物理量，其估计和提取一直是非平稳信号处理中的研究热点。

目前，人们已提出如瞬时自相关法、相位法、过零点法、时频分析等多种手段和方法。

实验中采用时频分析方法。

在信号的时频分析中用的最多的就是短时傅立叶变换（STFT），短时傅立叶变换是典型的线性时频表示。

这种变换的基本思想就是用一个窗函数乘时间信号，该窗函数的时宽足够窄，使取出的信号可以看成是平稳的，然后进行傅立叶变换，可以反映该时宽中的频谱，如果让窗函数沿时间轴移动，可以得到信号频谱随时间变化的规律。

现对短时傅立叶变换及其性质介绍如下。

它在傅里叶分析中通过加窗来观察信号，因此，短时傅里叶变换也称加窗傅里叶变换。

其表达式为：其中表示的复共轭，是输入信号，是窗函数。

在这个变换中，起着频限的作用，起着时限的作用。

随着的变化，所确定的“时间窗”在轴上移动，使“以某一时间间隔步进”进行分析。

因此，往往被称为窗口函数，大致反映了在时刻频率的“信号成分”相对含量。

在实际应用中，有时需要研究信号能量在时频平面中的二维分布情况，为此将短时傅立叶变换取模平方，得到二次型时频分布，称为短时功率或谱图。

LFMCW雷达信号处理技术研究的开题报告一、选题背景及意义随着科技的不断进步和发展，LFMCW（linear frequency modulated continuous wave，线性调频连续波）雷达成为了在目标检测和测距方面应用十分广泛的一种雷达技术。

LFMCW雷达是以一种连续的线性调频信号来探测测距的，利用距离与回波信号的相位差来确定目标的距离。

与传统的脉冲雷达技术相比，LFMCW雷达在信号处理和算法方面具有很多优势，如更好的距离测量精度、更强的抗多径干扰能力等。

本课题的研究重点是LFMCW雷达信号处理技术，旨在深入探究这一技术在目标检测和测距中的应用，并通过实验验证不同信号处理方法的有效性，为LFMCW雷达技术的发展提供有益的研究成果。

二、研究内容及方法1. LFMCW雷达工作原理和信号处理基础首先介绍LFMCW雷达的工作原理，包括信号发射和接收原理以及基本的信号处理流程。

然后讨论LFMCW雷达信号处理中的几个关键问题，如信号解调、距离和速度测量等。

2. LFMCW雷达信号处理算法介绍LFMCW雷达信号处理的几种常见算法，如FFT、卡尔曼滤波、小波变换等，分析它们的优缺点和适用场景，从而为后续实验设计提供参考。

3. 实验设计和数据分析设计具体的实验方案，比较不同信号处理方法的性能，从数据上证明其优点和不足之处，结合理论分析进行深入探讨。

三、预期成果本研究的预期成果包括：1. 更深入的探究LFMCW雷达技术在目标检测和测距中的应用，为相关领域的科研工作者提供有益的研究成果。

2. 比较不同的信号处理方法的优劣，为致力于开发更高效的LFMCW雷达信号处理算法的研究人员提供参考。

3. 通过实验验证不同信号处理方法的有效性，为LFMCW雷达技术的应用和发展提供具体的实验数据支持。

四、研究进度计划第一阶段（1周）：研究LFMCW雷达的基本工作原理和信号处理方法。

第二阶段（4周）：搜集相关文献，深入研究LFMCW雷达信号处理算法。

多普勒频率偏置线性调频信号的模糊函数分析梅慧;陈章友【摘要】线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号是研究最早、应用也最广泛的一种脉冲压缩信号,当LFM回波信号有较大的多普勒频移时,匹配滤波器仍能起到良好的脉冲压缩作用,这使得多普勒频率偏置技术得以应用.由于需要对发射信号进行多次周期扫频来获得目标的速度信息,根据模糊函数定义推导了多周期多普勒频率偏置线性调频(Doppler frequency shifted linear frequency modulation,DFS-LFM)信号的模糊函数,以及不同DFS-LFM信号的互模糊函数,并对DFS-LFM信号参数与雷达距离和多普勒分辨性能进行了分析.分析结果表明,多周期LFM信号进行多普勒频率偏置后,分辨性能不受影响;对于多个不同多普勒频率偏置的LFM信号,距离和速度分辨能力不受影响但其最大不模糊多普勒谱宽发生改变且与频率偏置间隔有关.当多普勒频率偏置间隔大于目标最大多普勒频移时,既不会影响目标的多普勒速度分辨性能,又能充分利用多普勒频谱,降低了系统对工作频率及带宽的要求.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)018【总页数】5页(P207-211)【关键词】线性调频信号;多普勒频率偏置;模糊函数;雷达分辨率【作者】梅慧;陈章友【作者单位】武汉大学电子信息学院,武汉430072;武汉大学电子信息学院,武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TN957.52线性调频(LFM)信号是基于匹配滤波理论提出的一种脉冲压缩信号，其突出的优点之一在于即使由于目标运动产生的回波多普勒偏移较大，匹配滤波的性能也不受影响[1]。

在高频地波多站组网雷达以及多输入多输出(MIMO)雷达中，大多采用频率正交信号，这对频率的选择受到限制且雷达系统的工作带宽与正交信号个数成正比增加[2]。

由于该频段电磁环境复杂[3]，各类电台等信号较多，工作带宽增加时更容易受到严重的干扰。

K波段LFMCW雷达频率源系统研究的开题报告一、选题背景随着雷达技术的不断发展，LFMCW雷达成为了高频段无线通信和雷达探测应用中的重要组成部分。

K波段的LFMCW雷达频率源系统作为其基础，对随着雷达技术的不断进步和应用领域的不断拓展显得尤为重要。

本文旨在对K波段LFMCW雷达频率源系统的研究进行探讨和分析。

二、研究内容本文旨在围绕如下问题展开研究：1. K波段LFMCW雷达频率源系统的原理和特点；2. 现有K波段LFMCW雷达频率源系统技术的不足和问题；3. 针对现有技术的不足和问题，提出改进措施和解决方案；4. 通过理论计算和实验测试验证提出的改进措施和解决方案的有效性和实用性。

三、研究意义K波段LFMCW雷达频率源系统是LFMCW雷达技术的基础，其性能的优劣直接影响LFMCW雷达系统的探测精度和应用效果。

因此，对于K 波段LFMCW雷达频率源系统的研究和改进，具有显著的应用价值和工程意义。

本文的研究成果可以为LFMCW雷达技术的进一步发展和应用提供理论基础和技术支持。

四、研究方法本文将从理论计算和实验测试两方面展开研究。

首先，通过对K波段LFMCW雷达频率源系统的原理和特点进行分析和研究，找出其现有技术存在的不足和问题；然后结合理论计算和仿真模拟，探讨其可行的改进和解决方案；最后通过实验验证，检验改进措施和解决方案的可行性、可靠性和有效性。

五、论文结构本文共分为六章：第一章为引言，介绍研究选题、背景和研究意义；第二章为相关技术和理论知识的梳理；第三章为K波段LFMCW雷达频率源系统的原理和特点；第四章为现有技术存在的不足和问题的分析；第五章为改进措施和解决方案的提出和验证；第六章为总结和展望，对本文的研究成果进行总结，并展望未来研究方向和应用前景。

cw信号和lfm信号自相关函数的结果CW信号和LFM信号是常见的调频连续波信号，它们在通信、雷达和无线电测量等领域广泛应用。

本文将分析CW信号和LFM信号的自相关函数的结果，并给出相关参考内容。

CW信号是连续的单频信号，可以用如下数学表示：\[s_{CW}(t) = A\cdot\cos(2\pi f_ct)\]其中，\(A\)为振幅，\(f_c\)为载波频率，\(t\)表示时间。

CW信号的自相关函数是指信号与其自身在不同时间下的相互关系。

由于CW信号只有一个频率成分，其自相关函数的结果是一个脉冲函数，其形式如下：\[R_{CW}(t) = A^2\cdot\delta(t)\]其中，\(\delta(t)\)表示单位冲激函数。

LFM信号是一种线性调频连续波信号，可以用如下数学表示：\[s_{LFM}(t) = A\cdot\cos\left[2\pi(f_0t + \frac{\beta}{2}t^2)\right] \]其中，\(A\)为振幅，\(f_0\)为起始频率，\(\beta\)为调频斜率。

LFM信号的自相关函数表示信号与其自身在不同时间下的相互关系。

LFM信号的自相关函数的结果是一个三角函数与一个泄漏项的乘积，其形式如下：\[|R_{LFM}(t)| =\left|\frac{A^2}{2\sqrt{\pi}f_0}\frac{\sin\left[\frac{\pi\betat}{f_0}\right]}{\left(\frac{\beta t}{f_0}\right)}\cdot e^{-j2\pi f_0 t}\right|\]CW信号和LFM信号的自相关函数结果有明显的差异。

CW 信号的自相关函数是一个脉冲函数，表示信号的能量集中在一个点。

而LFM信号的自相关函数是一个三角函数与一个泄漏项的乘积，表示信号的能量在时间上会发生扩散。

以上是CW信号和LFM信号自相关函数的结果及其形式，下面给出相关参考内容。

LFMCW雷达高度表数字信号处理方法研究的开题报告一、选题背景雷达技术在民用领域被广泛应用，如固定测速雷达、流量雷达和高度测量雷达等。

其中，高度测量雷达主要用于测量航空器的高度，是确保航空安全、保障航空器安全飞行的重要设备之一。

现阶段，LFMCW (Linear Frequency Modulated Continuous Wave) 雷达技术已经成为一种常用的高度测量雷达技术，可以实现高精度的高度测量。

二、研究内容本研究致力于对 LFMCW 雷达高度表的数字信号处理方法进行研究，旨在准确提取雷达返回信号中的距离信息。

具体研究内容包括以下几个方面：1. LFMCW 雷达系统模型建立对于LFMCW雷达，需要建立其系统模型，其中包括信号源、发射天线、接收天线、接收器和数字信号处理模块等。

2. 数字信号处理算法研究通过对LFMCW雷达返回信号进行数字信号处理，可以提取出距离信息。

因此，需要研究相应的数字信号处理算法，包括调制解调算法、FFT 快速傅里叶变换算法、信号滤波算法等。

3. 系统仿真与实验验证通过利用MATLAB等软件建立系统仿真模型，并进行实验验证，进一步验证所研究的数字信号处理算法的准确性和实用性。

三、研究意义LFMCW雷达高度表数字信号处理方法的研究对于提高雷达测高精度，保障航空器安全飞行具有重要的意义。

同时，对于LFMCW雷达技术的发展和应用具有积极的推动作用。

四、研究方法本研究采用文献资料法、数学建模法、仿真方法和实验验证法相结合的方法进行研究。

具体包括：1. 收集相关文献资料，对LFMCW雷达原理、系统模型和数字信号处理算法进行深入研究，了解其工作原理和关键技术。

2. 利用 MATLAB 等工具对LFMCW雷达系统建立仿真模型，并进行仿真实验。

3. 在实验室内，搭建并测试 LFMCW 雷达系统，采集系统的返回数据，并运用所研究的数字信号处理算法进行分析和处理。

五、预期成果本研究预期提出一种针对LFMCW雷达高度表的数字信号处理算法，可以获得更高精度的测高结果。

lfmcw雷达信号处理算法研究及实现LFMCW雷达信号处理算法研究及实现随着科技的不断发展，雷达技术在军事、民用等领域中得到了广泛的应用。

其中，LFMCW雷达是一种常见的雷达系统，其信号处理算法对于雷达的性能和精度有着至关重要的影响。

本文将对LFMCW雷达信号处理算法进行研究，并实现相应的算法。

一、LFMCW雷达信号处理算法LFMCW雷达信号处理算法主要包括以下几个方面：1. 频率调制LFMCW雷达信号采用线性调频（LFM）信号进行频率调制，即信号的频率随时间线性变化。

这种调制方式可以使得雷达系统具有较高的距离分辨率和速度分辨率。

2. 信号解调LFMCW雷达接收到的信号需要进行解调，以得到目标的距离和速度信息。

解调过程中，需要对接收到的信号进行FFT变换，以得到信号的频谱信息。

然后，通过对频谱信息进行处理，可以得到目标的距离和速度信息。

3. 目标检测在得到目标的距离和速度信息之后，需要对目标进行检测。

目标检测算法主要包括CFAR（Constant False Alarm Rate）算法和MUSIC （Multiple Signal Classification）算法。

CFAR算法通过对雷达回波信号进行统计分析，判断是否存在目标。

MUSIC算法则通过对雷达回波信号进行空间谱分析，得到目标的方向信息。

二、LFMCW雷达信号处理算法实现为了实现LFMCW雷达信号处理算法，需要使用MATLAB等工具进行仿真和实验。

具体实现步骤如下：1. 生成LFMCW信号首先，需要生成LFMCW信号。

可以使用MATLAB中的chirp函数生成LFMCW信号，设置好信号的起始频率、终止频率、带宽和信号持续时间等参数。

2. 模拟目标回波信号接下来，需要模拟目标回波信号。

可以使用MATLAB中的radar模块生成目标回波信号，设置好目标的距离、速度和信号强度等参数。

3. 信号解调接收到目标回波信号后，需要进行信号解调。

可以使用MATLAB中的FFT函数对接收到的信号进行FFT变换，得到信号的频谱信息。

LFMCW雷达高速目标速度解模糊新方法刘贤明;谢恺;吴学伍【摘要】线性调频连续波(LFMCW)雷达中高速的直升机目标将产生速度模糊.为了解决高速目标的速度模糊,提出了航迹关联的解模糊方法,通过对目标运动建模,计算目标平均速度,并用平均速度估算最大不模糊速度的系数,实现高速目标的解模糊.实例应用表明:该方法估算性能好、简单、可操作性强.%Velocity ambiguity can be produced by high-speed helicopter in LFMCW radar. For the velocity ambiguity resolution ,the method of track correlation is applied. The model of target's movement was constructed by calculating the average velocity , then the coefficient was estimated and the velocity ambiguity resolution was implemented. The case indicates that the method has good estimation performance and operability.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)007【总页数】3页(P9-11)【关键词】模糊速度;航迹关联;线性调频连续波;差拍信号【作者】刘贤明;谢恺;吴学伍【作者单位】中国人民解放军陆军军官学院,安徽合肥230031;中国人民解放军陆军军官学院,安徽合肥230031;中国人民解放军陆军军官学院,安徽合肥230031【正文语种】中文【中图分类】TN96-340 引言连续波雷达是一种以连续波信号作为发射信号来获得目标的距离或者速度信息的雷达体制。

武汉理工大学硕士学位论文雷达信号模糊函数理论研究与仿真姓名：孙亚东申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：王虹20070301Ｉｘ（ｆ；厶）１２Ｉ｛．ｒｓ（ｆ）ｓ‘（ｆ一咖ｍ印ｄｆｌ２（４－１）式中：ｆ和正分别表示信号的时延和多卜勒频移；ｓＯ）为雷达发射信号的复包络。

Ｅ－ｆｌｓ（ｔ）１２ｄｔ（４－２）式中：Ｅ表示为信号ｓ（ｔ）的能量。

４．２固定载频矩形波脉冲信号及仿真设归一化的矩形脉冲“Ｏ）定义为嗍㈨－专Ｒｃｄ白由（３．１４）得ｚ＠，厶）－，”ｏ弘’（ｆ—ｆ弘’“印ｄｔ将（４－３）代入（４－４）并计算积分得（奉３）（“）ｋｃＥ兀）『＝ｌ（ｔ一粤）竺≤考宅｝剥２Ｈ‘ｆ‘。

钙，图禾３ｆ－２秒的单脉冲信号模糊函数图图４＿２对应的单脉冲模糊度图分别令ｆ·ｏ，正－０可分别得到时间模糊函数（ｒ—ｏ切面图）和速度模糊函数（厶．ｏ切面图），即ｋ（ｒ；叫２，ｋ＠兀１２．帅１２－㈤２∞剧２一ｌ别（４．６）（舢７）计算机仿真如图４－５和图４－６所示，可以看到时间轴（厶－０）上匹配滤波器输出的三角形状和频率轴Ｉ－（ｓｉ麒）／ｘ的形状。

由式（４－－６）和（４－７）可知，当正－０时，ｋ（ｆ；０１２为三角形，实际上，它就是矩形脉冲信号的自相关函数；当ｆ－ｏ时，ｋ（０；兀１２为辛克函数，它就是矩形脉冲信号的频谱。

ｉ／入ｌｉｉ…笋一卜≮…｝…·卜…ｌ／ｉｉｌ＼ｌｉｙｌ｜ｌ＿、｜｛…专舞÷…Ｈ…一ｋ卜·…，｜；…乙…．Ｌ—Ｌ一．Ｘ…．一Ｚｊ…Ｉ…一ｌ一—＝｜……ｊ……ｉ…ｊ．∑一图４－５单脉冲正·Ｏ切面图图４－６单脉冲ｆ－Ｏ切面图从图４－４可以获得许多单个矩形脉冲模糊图的关键信息，以长脉冲为例，解析图如４－７所示。

图４．７ｆ为长脉冲的单个矩形脉冲模糊度图图４．８ＬＦＭ信号的时域波形和幅频特性为了计算［ＬＦＭ信号模糊函数的复包络，我们先令Ｏ‘ｆ蔓ｆ’，在这种情况下的积分区间为睁《卅】’将（㈣式代入（㈨式得胞胁；Ｚ叫廿∥叫钟舢吒肛加出ｃ枷，即胞胁孚ｐ毗‰ｃ枷，ｚｃｒ；厶，一ｅ加厶（，一手）锗。

双基地LFM雷达信号模糊函数研究作者：花汉兵来源：《现代电子技术》2010年第13期摘要:从线性调频信号雷达的特点出发,结合双基地雷达几何结构,在模糊函数基本理论的基础上,推导了双基地LFM雷达模糊函数。

数值计算及仿真结果表明,双基地LFM雷达模糊函数形状受目标位置影响,当目标远离基线时,其距离和速度分辨率接近于单基地;当目标靠近基线时,其模糊函数形状将展宽,目标分辨率显著降低,符合双基地雷达信号模糊函数的特点,有效地验证了该模型建立的正确性。

关键词:双基地雷达; 线性调频信号; 模糊函数; 分辨率中图分类号:TN957 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)13-0021-03Study of Ambiguity Function for Bi-static LFM Radar SignalHUA Han-bing(School of Electronic Engineering and Optoelectronics, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094, China)Abstract:Proceeding from the characteristics of linear frequency modulation radar, the ambiguity function of bi-static LFM radar is derived in combination with the special geometrical configuration of bi-static radar and the basic theory of ambiguity function. The numerical computation and simulation results reveal that the shape of bi-static LFM radar ambiguity function is affected by the position of a target. When the target is away from the base-line, its range resolution and velocity resolution of bi-static LFM radar are close to those of mono-static radar, when the target is in the vicinity of the baseline, the shape of bi-static LFM radar ambiguity function is stretched and target resolution is evidently degraded.Keywords:bi-static radar; linear frequency modulation signal; ambiguity function; resolution0 引言模糊函数(Ambiguity Function)是雷达信号理论中的一个重要概念,是进行雷达信号设计的有效工具。

基于模糊函数的无线电引信信号参数提取
刘静;赵惠昌;周新刚;高振儒
【期刊名称】《探测与控制学报》
【年(卷),期】2009(031)005
【摘要】针对连续波线性调频(LFMCW)引信信号特征参数提取需要先验信息的问题,提出了基于周期模糊函数图提取信号特征参数的方法.该方法首先对侦察接收到的信号作二维自相关变换,分析LFMCW引信信号的周期模糊函数特征,然后结合LFMCW引信信号本身的特性,在相关域提取LFMCW引信信号的特征参数.仿真分析表明:该算法不依赖任何先验信息,即能有效地检测出信号的调频特征和较准确地估计出信号的特征参数,且具有较好的抗噪声能力.
【总页数】6页(P42-47)
【作者】刘静;赵惠昌;周新刚;高振儒
【作者单位】南京理工大学电光学院,江苏,南京,210094;南京理工大学电光学院,江苏,南京,210094;南京理工大学电光学院,江苏,南京,210094;南京理工大学电光学院,江苏,南京,210094;解放军理工大学,江苏,南京,210007
【正文语种】中文
【中图分类】TJ434.1
【相关文献】
1.基于周期模糊函数的伪码调相与正弦调频复合引信信号参数提取技术 [J], 张淑宁;朱航;赵惠昌;刘静
2.调频引信模糊函数计算及调制参数提取方法 [J], 陈思;赵惠昌;郭长勇
3.小波变换在无线电引信参数提取中的应用研究 [J], 权建峰;邵森木;郭东敏
4.基于DSP的LFM脉冲引信信号模糊函数计算及参数提取研究 [J], 陈思;赵惠昌
5.基于高斯平滑与模糊函数等高线的雷达辐射源信号分选 [J], 侯文太;普运伟;郭媛蒲;马蓝宇
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