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随机信号处理上机题 513104001515 柏雄文 2：仿真线性调频连续波雷达的信号处理。设线性调频带宽为5MHz，时宽为102.2us，雷达载频为10GHz，输入输出为高斯白噪声，视频输入信噪比为-15dB，相干积累总时宽不大于10ms，给出回波视频表达式，脉压和FFT后的表达式；仿真给出脉压和FFT后的输出图形；通过仿真说明各级处理的增益，与各级时宽和带宽的关系；仿真说明脉压时多卜勒敏感现象。 线性调频信号：LFM信号的数学表达式： 式中为载波频率，为矩形信号， 线性调频信号回波表达式 设输入信号为：sf=A*exp(j*2*pi*f0*t+j*pi*K*t.*t)； 则回波信号为：SR=A*exp(j*2*pi*f0*(t-t_yc)+j*pi*K*(t-t_yc).*(t-t_yc))； 其中t_yc = 2*(R+t*V)/C,R为发射机到目标的距离，C为光速。 图1：发射信号的时域波形 图2：上图为回波信号的时域波形 下图为回波信号FFT后的频域波形 由于相干积累的时宽不大于10ms，所以取20个时宽为T的线性调频脉冲做相干积累。 图3：脉压后的时域波形 LFM信号的压缩前脉冲宽度T和压缩后的脉冲宽度之比通常称为压缩比D， 上式表明，压缩比也就是LFM信号的时宽频宽积。 脉压时多卜勒敏感现象：回波信号通过一个匹配滤波器就能对所有多普勒信号同时进行压缩，所以线性调频信号是多卜勒不敏感信号。 附：MATLAB程序 clc; clear all; close all; %%%%%%%%%%%%%%参数设定%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% C=3e8; bw=5e6;% 线性调频带宽 T=1.022e-4;%信号脉冲宽度 f0=10e9; %载波频率 A=1;%信号幅度 N=512;%采样点数 K=bw/T;%调频斜率 Ts=T/N;%采样间隔 Fs=1/Ts;%采样频率 SNR=-15; TT=2.044e-3;%相干积累总时间 Numpulse=TT/T;%脉冲数 R0=0; para=[1000 150 0 -15];%距离，速度，方位，信噪比 Num=1;%目标个数 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回波信号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% t_yc0=2*R0/C; Rec=zeros(Num,Numpulse*N); t=0:Ts:(N*Numpulse-1)*Ts; sf=A*exp(j*2*pi*f0*(mod(t,T)-t_yc0)+j*pi*K*(mod(t,T)-t_yc0).*(mod(t,T)-t_yc0));%产生线性调频信号 t_yc=2*(1000+t*150)/C; Rec=A*exp(j*2*pi*f0*(mod(t,T)-t_yc)+j*pi*K*(mod(t,T)-t_yc).*(mod(t,T)-t_yc)); SR=Rec*10^(SNR/20); figure(1) subplot(2,1,1); plot(t,sf);axis([0 2e-4 -1 1]);xlabel(时间t/s);ylabel(幅度); figure(2) subplot(2,1,1); plot(t,SR);axis([0 2.044e-4 -0.2 0.2]);xlabel(时间t/s);ylabel(幅度); S=(abs(fft(SR))); subplot(2,1,2); f=(1:length(S))/length(S)*Fs; plot(f,S/max(S)); axis([0 5e6 0 1]); xlabel(频率f/Hz); ylabel(归一化幅度); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回波信号脉压%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Srw=fft(SR); Sw=fft(sf); Sot=fftshift(ifft(Srw.*conj(Sw))); figure(3) subplot(2,1,1); plot(t*C/2,Sot);axis([0 3e4 0 140]);xlabel(距离);ylabel(幅度); subplot(2,1,2); plot(t*C/2,Sot);xl