雷达信号的MATlab仿真
雷达脉冲压缩matlab仿真
雷达发射线性调频信号,载频10GHz,线性调频信号带宽10MHz,脉宽5us,采样率自设,两目标距离雷达5000米和5020米之巴公井开创作（1）（2）模拟两个目标的回波,并进行脉冲压缩（匹配滤波）,验证脉冲压缩对改善雷达距离分辨力的作用（3）调整两个目标的间距从1米到20米,观察结果得出结论.①源代码：clear all;close all;fc=10e9;%载频B=10e6;%带宽fs=2*fc;%采样率T=5*10^-6;%雷达脉宽t=0:1/fs:10*T;s1=5000;%目标1距离s2=5020;%目标2距离c=3e8;%光速t1=2*s1/c;%雷达波从目标1回波的延时t2=2*s2/c;%雷达波从目标2回波的延时u=B/T;st=rectpuls(t,T).*exp(j*2*pi*(fc*t+u*t.^2));%发射信号sr1=rectpuls((t-t1),T).*exp(j*2*pi*(fc*(t-t1)+u*(t-t1).^2));%目标1的回波sr2=rectpuls((t-t2),T).*exp(j*2*pi*(fc*(t-t2)+u*(t-t2).^2));%目标2的回波sr=sr1+sr2;%两目标总的回波figure(1);plot(real(sr));%未压缩回波title('未压缩回波');axis([6*10^5,7.4*10^5,-2,2]);F=fftshift(fft(sr));%进行脉冲压缩Ft=F.*conj(F);f=ifft(Ft);figure(2);plot(fftshift(abs(f)));%压缩回波title('压缩回波');axis([4.9*10^5,5.1*10^5,0,2*10^5]);②运行结果：改变相对距离为1米,运行结果如下：两目标不成份辨,直到两目标相对距离为13米时,目标可清晰分辨,如下：结论：当目标的相对距离较近时,目标的未压缩回波已不能分辨出两目标的位置,这时使用脉冲压缩可以增加雷达的分辨力,但其能力也是有限的,当两目标的相对距离太近时,即使脉冲压缩也不能分辨,即脉冲压缩不能使脉宽无限小.。
雷达系统仿真matlab代码.docx
%====================================================== =====================================%% 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 1.57GHzLambda=C/RF;%雷达工作波长PulseNumber=16; %回波脉冲数BandWidth=2.0e6; %发射信号带宽带宽B=1/τ，τ是脉冲宽度TimeWidth=42.0e-6; %发射信号时宽PRT=240e-6; % 雷达发射脉冲重复周期(s),240us对应1/2*240*300=36000米最大无模糊距离PRF=1/PRT;Fs=2.0e6; %采样频率NoisePower=-12;%(dB);%噪声功率（目标为0dB）% ---------------------------------------------------------------%SampleNumber=fix(Fs*PRT);%计算一个脉冲周期的采样点数480；TotalNumber=SampleNumber*PulseNumber;%总的采样点数480*16=；BlindNumber=fix(Fs*TimeWidth);%计算一个脉冲周期的盲区-遮挡样点数；%===================================================== ==============================%% 目标参数 %%===================================================== ==============================%TargetNumber=4;%目标个数SigPower(1:TargetNumber)=[1 1 1 0.25];%目标功率,无量纲TargetDistance(1:TargetNumber)=[3000 8025 15800 8025];%目标距离,单位m 距离参数为[3000 80259000+(Y*10+Z)*200 8025]DelayNumber(1:TargetNumber)=fix(Fs*2*TargetDistance(1: TargetNumber)/C);% 把目标距离换算成采样点（距离门） fix函数向0靠拢取整TargetVelocity(1:TargetNumber)=[50 0 204 100];%目标径向速度单位m/s 速度参数为[50 0 (Y*10+X+Z)*6 100]TargetFd(1:TargetNumber)=2*TargetVelocity(1:TargetNumb er)/Lambda; %计算目标多卜勒频移2v/λ%===================================================== ===============================%% 产生线性调频信号 %%===================================================== ===============================%number=fix(Fs*TimeWidth);%回波的采样点数=脉压系数长度=暂态点数目+1if rem(number,2)~=0 %rem求余number=number+1;end%把number变为偶数for i=-fix(number/2):fix(number/2)-1Chirp(i+fix(number/2)+1)=exp(j*(pi*(BandWidth/TimeWidth)*(i/Fs)^2));%exp(j*fi)*，产生复数矩阵Chirpendcoeff=conj(fliplr(Chirp));%把Chirp矩阵翻转并把复数共轭，产生脉压系数figure(1);%脉压系数的实部plot(real(Chirp));axis([0 90 -1.5 1.5]);title('脉压系数实部');%-------------------------产生目标回波串-----------------------------------------------------------------------------------------%%-------------------------产生前3个目标的回波串-------% SignalAll=zeros(1,TotalNumber);%所有脉冲的信号,先填0for k=1:TargetNumber-1 % 依次产生各个目标SignalTemp=zeros(1,SampleNumber);% 一个PRTSignalTemp(DelayNumber(k)+1:DelayNumber(k)+number)=sqr t(SigPower(k))*Chirp;%一个脉冲的1个目标（未加多普勒速度）(DelayNumber(k)+1):(DelayNumber(k)+number)Signal=zeros(1,TotalNumber);for i=1:PulseNumber % 16个回波脉冲Signal((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber)=SignalTemp; %每个目标把16个SignalTemp排在一起endFreqMove=exp(j*2*pi*TargetFd(k)*(0:TotalNumber-1)/Fs);%目标的多普勒速度*时间=目标的多普勒相移Signal=Signal.*FreqMove;%加上多普勒速度后的16个脉冲1个目标SignalAll=SignalAll+Signal;%加上多普勒速度后的16个脉冲4个目标end% %-------------------------产生第4个目标的回波串-------% fi=pi/3;SignalTemp=zeros(1,SampleNumber);% 一个脉冲SignalTemp(DelayNumber(4)+1:DelayNumber(4)+number)=sqr t(SigPower(4))*exp(j*fi)*Chirp;%一个脉冲的1个目标（未加多普勒速度）Signal=zeros(1,TotalNumber);for i=1:PulseNumberSignal((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber)=SignalTemp;endFreqMove=exp(j*2*pi*TargetFd(4)*(0:TotalNumber-1)/Fs);%目标的多普勒速度*时间=目标的多普勒相移Signal=Signal.*FreqMove;SignalAll=SignalAll+Signal;figure(2);subplot(2,1,1);plot(real(SignalAll),'r-');title('目标信号的实部');grid on;zoom on;subplot(2,1,2);plot(imag(SignalAll));title('目标信号的虚部');grid on;zoom on;%===================================================== ===============================%% 产生系统噪声信号 %%===================================================== ===============================%SystemNoise=normrnd(0,10^(NoisePower/10),1,TotalNumber )+j*normrnd(0,10^(NoisePower/10),1,TotalNumber);%均值为0，标准差为10^(NoisePower/10)的噪声%===================================================== ===============================%% 总的回波信号 %%===================================================== ===============================%Echo=SignalAll+SystemNoise;%+SeaClutter+TerraClutter，加噪声之后的回波for i=1:PulseNumber %在接收机闭锁期,接收的回波为0Echo((i-1)*SampleNumber+1:(i-1)*SampleNumber+number)=0; %发射时接收为0endfigure(3);%加噪声之后的总回波信号subplot(2,1,1);plot(real(Echo),'r-');title('总回波信号的实部,闭锁期为0');subplot(2,1,2);plot(imag(Echo));title('总回波信号的虚部,闭锁期为0');%================================时域脉压=================================%pc_time0=conv(Echo,coeff);%pc_time0为Echo和coeff的卷积pc_time1=pc_time0(number:TotalNumber+number-1);%去掉暂态点 number-1个figure(4);%时域脉压结果的幅度subplot(2,1,1);plot(abs(pc_time0),'r-');title('时域脉压结果的幅度,有暂态点');%pc_time0的模的曲线subplot(2,1,2);plot(abs(pc_time1));title('时域脉压结果的幅度,无暂态点');%pc_time1的模的曲线% ================================频域脉压=================================%Echo_fft=fft(Echo,8192);%理应进行TotalNumber+number-1点FFT,但为了提高运算速度,进行了8192点的FFTcoeff_fft=fft(coeff,8192);pc_fft=Echo_fft.*coeff_fft;pc_freq0=ifft(pc_fft);figure(5);subplot(2,1,1);plot(abs(pc_freq0(1:TotalNumber+number-1)));title('频域脉压结果的幅度,有前暂态点');subplot(2,1,2);plot(abs(pc_time0(1:TotalNumber+number-1)-pc_freq0(1:TotalNumber+number-1)),'r');title('时域和频域脉压的差别');pc_freq1=pc_freq0(number:TotalNumber+number-1);%去掉暂态点 number-1个,后填充点若干(8192-number+1-TotalNumber)% ================按照脉冲号、距离门号重排数据=================================%for i=1:PulseNumberpc(i,1:SampleNumber)=pc_freq1((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber);%每个PRT为一行，每行480个采样点的数据endfigure(6);plot(abs(pc(1,:)));title('频域脉压结果的幅度,没有暂态点'); % ================MTI（动目标显示）,对消静止目标和低速目标---可抑制杂波=================================%for i=1:PulseNumber-1 %滑动对消，少了一个脉冲mti(i,:)=pc(i+1,:)-pc(i,:);endfigure(7);mesh(abs(mti));title('MTI result');% ================MTD（动目标检测）,区分不同速度的目标，有测速作用=================================%mtd=zeros(PulseNumber,SampleNumber);for i=1:SampleNumberbuff(1:PulseNumber)=pc(1:PulseNumber,i);buff_fft=fft(buff);mtd(1:PulseNumber,i)=buff_fft(1:PulseNumber);endfigure(8);mesh(abs(mtd));title('MTD result');%=======================================虚实矩阵转换========================================%coeff_fft_c=zeros(1,2*8192);for i=1:8192coeff_fft_c(2*i-1)=real(coeff_fft(i));coeff_fft_c(2*i)=imag(coeff_fft(i));endecho_c=zeros(1,2*TotalNumber);for i=1:TotalNumberecho_c(2*i-1)=real(Echo(i));echo_c(2*i)=imag(Echo(i));end%===========================以下是为DSP程序提供回波数据、脉压系数===============================%% fo=fopen('F:\mystudy\Visual_DSP_test\test_1\coeff_fft_c.dat','wt');%频域脉压系数% for i=1:2*8192% fprintf(fo,'%f,\r\n',coeff_fft_c(i));% end% fclose(fo);%% fo=fopen('F:\mystudy\Visual_DSP_test\test_1\echo_c.dat','wt');%16次回波的% for i=1:2*TotalNumber% fprintf(fo,'%f,\r\n',echo_c(i));% end% fclose(fo);。
基于Matlab_Simulink的雷达系统仿真
图 " 雷达系统设计仿真类库结构
图 ! 某多普勒雷达仿真系统
下 ，地 杂 波 很 强 ，目 标 回 波 低 于 杂 波 ，这 种 情 况 下 ，仅 仅 依 靠 幅度是不能检测出目标的。多普勒处理就是对同一个距离 单元内接收到的信号进行 FFT 变换，在频域上把目标和杂 波信号分开。从而提高目标在杂波环境下的检测性能。
# 某脉冲多普勒雷达信号处理系统的仿真
脉冲多普勒雷达中的多普勒处理是对接收到的信号进 行滤波或者谱分析。这些信号是在对应于一帧时间内从同 一个 固 定 的 距 离 单 元 接 收 到 的 信 号 。 一 般 来 说 ，雷 达 回 波 包 括 噪 声 、杂 波 和 一 个 或 多 个 目 标 信 号 。 在 雷 达 下 视 情 况
图 2 的上半部分对雷达接收到的回波进行建模，该雷达 回波信号包括目标信号与杂波，还有通道接收机噪声。如图 2 所示，仿真时先产生线性调频信号（Chirp 信号），然后在线 性调频信号中加入目标信息。目标回波信息包括目标速度、 距离和目标的起伏特性。然后通过载频模块将信号从视频 调到射频。目标 回 波 信 号 经 过 双 程 大 气 吸 收 及 双 程 距 离 衰 减，到达雷达接收机，然后经过衰减模块（仿真接收机的系统
3 仿真结果及分析
与 SPW 的基于数据流的仿真不同，Simuliik 是基于时间 流的仿真。在本仿真实验中采用变步长的 4 - 5 阶 Ruige kutta 法仿真［1］，最大步长自动调节，相对误差允许范围为 1 X 10 - 3。仿真 实 验 中 采 样 频 率 较 高，故 仿 真 时 间 较 短，约 为 10 - 4数量级。设置好各模块仿真参数，即可开始仿真。下面 给出系统中几个关键点波形并加以说明。
典型雷达信号的产生及其“模糊函数”仿真（含Matlab程序）
典型雷达信号的产生及其“模糊函数”仿真（含Matlab程序）雷达发射波形的选择和设计直接影响雷达的性能以及抗干扰能力。
本次课程重点从模糊函数出发，仿真分析多种典型雷达信号：线性调频脉冲信号、三角波调频连续波信号、二相编码信号(Barker码/m序列)、多相编码信号(Frank码)。
课程将给出上述典型雷达信号的产生以及模糊图的Matlab仿真程序。
雷达模糊函数模糊函数是进行雷达波形设计和分析信号处理系统性能的重要工具，根据雷达信号的模糊函数，可以确定雷达发射波形的分辨能力、测量精度、模糊情况以及抑制干扰的能力。
雷达模糊函数表示匹配滤波器的输出，描述目标的距离和多普勒频移对回波信号的影响，信号的雷达模糊函数通常被定义为二维互相关函数的模的平方。
具体表达式为：模糊函数关于多普勒频率和延迟时间的三维图形称为雷达的模糊图。
对于一种给定的波形，其模糊图可以确定该波形的一些特征，同时也可以用某个时间或者频率门限值来切割三维模糊图得到模糊等高图。
模糊图的原点处模糊函数的值等于与感兴趣目标反射的信号理想匹配时的匹配滤波器的输出。
非零时的模糊函数值表示与感兴趣目标有一定距离和多普勒的目标回波。
在二维坐标平面内，若模糊函数的绝对值逼近于冲击函数呈理想图钉型时，就可以得到理想的二维分辨率，相当于把所有能量都集中在了坐标原点附近。
这是一次精品课程(图文课程)，主要包含以下几个部分：一、模糊函数的概述二、线性调频脉冲信号及其模糊函数三、三角波调频连续波信号及其模糊函数四、二相码信号（Barker码/m序列）及其模糊函数五、多相码信号（Frank码）及其模糊函数具体内容见下面截图，订阅后可查看WORD可编辑版本以及下载相关Matlab仿真程序。
具体参数设置以及仿真结果见WORD文档和Matlab源程序。
气象雷达信号处理的matlab仿真研究及DSP实现
TECHNOLOGY AND INFORMATION22 科学与信息化2023年2月下气象雷达信号处理的matlab仿真研究及DSP 实现李彦昭中国民用航空西北地区空中交通管理局甘肃分局 甘肃 兰州 730030摘 要 现如今，图像信息频繁地被应用于军事、医学、民航等领域，尤其是在民航气象方面，气象雷达信号处理是雷达生产研究过程中的关键一环，也是一个难点。
在实际中，通过雷达成像系统获得的雷达回波可能会造成一些关键信息的丢失，因此需要通过一些信号增强及复原技术来改善雷达信号的强度和准确度。
本文介绍了数字滤波器的特点，如何通过MATLAB及其图像信号处理工具箱进行雷达数字图像处理，最终设计实现利用数字滤波器增强雷达图像信号。
关键词 雷达信号处理；数字滤波器；MATLAB仿真MATLABSimulation Research and DSP Implementation of Meteorological Radar Signal Processing Li Yan-zhaoCAAC Northwest Regional AdministrationGansu Branch, Lanzhou 730030, Gansu Province, ChinaAbstract At present, image information is frequently used in military, medical, civil aviation and other fields, especially in civil aviation meteorology, meteorological radar signal processing is a key part but also a difficult point of the radar production research process. In practice, the radar echoes obtained by the radar imaging system may cause the loss of some key information, so some signal enhancement and restoration techniques are needed to improve the strength and accuracy of the radar signal. This paper introduces the characteristics of digital filters, how to perform radar digital image processing through MATLAB and its image signal processing toolbox, and finally design and implement the use of digital filters to enhance radar image signals.Keyword radar signal processing; digital filters; MATLAB simulation引言现代社会已经是一个高度信息化的时代，在日常生产生活中，人们所能接触到的信息，视觉信息能占到90%以上，视觉信息就是通过人眼观测到的信息，也就是图像信号，因此图像信号处理的重要性不言而喻。
MATLAB雷达信号处理仿真
MATLAB雷达信号处理仿真5.2 噪声和杂波的产⽣在实际的雷达回波信号中，不仅仅有⽬标的反射信号，同时还有接收机的热噪声、地物杂波、⽓象杂波等各种噪声和杂波的叠加。
由于噪声和杂波都不是确知信号，只能通过统计特性来分析。
本节将讨论⼀些常见的噪声和杂波的产⽣⽅法。
5.2.1 随机热噪声随机热噪声有多种，常见有概率密度函数服从⾼斯分布、均匀分布、指数分布以及τ分布的热噪声。
1. 服从⾼斯（Guass ）分布的热噪声（随机序列）标准⾼斯分布的概率密度为：)2exp(1)(22σσπx x p -= (5.2.1)均值为0x 的⾼斯分布的概率密度函数为：)2)(exp(1)(220σσπx x x p --= (5.2.2) Matlab7.0本⾝⾃带了标准⾼斯分布的内部函数randn ，调⽤格式如下:Y = randn(n)Y = randn(m,n) Y = randn([m n]) Y = randn(size(A)) s = randn('state')randn 函数产⽣的随机序列服从均值为m=0，⽅差σ2＝1的⾼斯分布。
Y = randn(n)产⽣的是⼀个n ×n 的随机序列矩阵，⽽Y = randn(m,n) 和Y = randn([m n])产⽣的m ×n 的随机序列矩阵，Y = randn(size(A))产⽣的是⼤⼩与矩阵A 同样⼤⼩的随机序列矩阵。
s = randn('state') 返回的是⼀个具有两个元素的向量，该向量显⽰的是当前正态随机数产⽣器的状态。
randn('state',s) 指令可以将产⽣器的状态设置到s ，⽽randn('state',0) 则可以将正态随机数产⽣器的状态恢复到初始状态。
因此，利⽤randn 函数可以⾮常简单快捷地产⽣出服从⾼斯分布的随机序列，如图5.7。
图5.7服从⾼斯分布的随机序列及其直⽅图2. 服从均匀分布的热噪声（随机序列） (a-b)均匀分布的概率密度函数为：ab x p -=1)( (5.2.3) 根据（a-b ）均匀分布的概率密度函数和（0-1）均匀分布的概率密度函数可以推导出它们之间的关系为：a u ab ba au +?-=--=)(ζζ或 (5.2.4)其中u 服从（0-1）单位均匀分布，ζ服从（a-b ）分布所以根据上式，可以先产⽣⼀个服从（0-1）单位均匀分布的信号，然后再将其经过上式的变换，就可以得到⼀个服从（a-b ）均匀分布的信号了。
雷达仿真matlab课设
雷达仿真matlab课设
好的，下面为你提供雷达仿真matlab课设的相关内容：
随着社会和科技的不断发展，现代雷达系统更加复杂且精准，故需要借助计算机来完成对系统各项功能和性质的仿真，以完成对系统性能的评估。
在雷达仿真matlab课设中，你可以根据雷达信号处理的主要方式，运用信号处理理论与MATLAB软件相结合的思想，提出一个雷达系统的仿真模型。
该模型具有包含杂波的信号进入雷达信号处理机的动态处理过程。
在实际的课程设计中，你可以选择使用MATLAB对一脉冲雷达系统进行仿真，并给出具体过程的仿真图形。
在仿真过程中，你可以考虑雷达信号的产生、噪声和杂波的产生、正交解调模块、脉冲压缩模块、回波积累模块、恒虚警处理模块等方面。
如果你需要更多的帮助或指导，请提供更具体的需求或信息，以便我更好地为你解答。
雷达系统仿真matlab代码
雷达系统仿真m a t l a b代码(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除%======================================================================== ===================%% 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 1.57GHzLambda=C/RF;%雷达工作波长PulseNumber=16; %回波脉冲数BandWidth=2.0e6; %发射信号带宽带宽B=1/τ，τ是脉冲宽度TimeWidth=42.0e-6; %发射信号时宽PRT=240e-6; % 雷达发射脉冲重复周期(s),240us对应1/2*240*300=36000米最大无模糊距离PRF=1/PRT;Fs=2.0e6; %采样频率NoisePower=-12;%(dB);%噪声功率（目标为0dB）% ---------------------------------------------------------------% SampleNumber=fix(Fs*PRT);%计算一个脉冲周期的采样点数480；TotalNumber=SampleNumber*PulseNumber;%总的采样点数480*16=；BlindNumber=fix(Fs*TimeWidth);%计算一个脉冲周期的盲区-遮挡样点数；%===================================================================================%% 目标参数 %%======================================================================= ============%TargetNumber=4;%目标个数SigPower(1:TargetNumber)=[1 1 1 0.25];%目标功率,无量纲TargetDistance(1:TargetNumber)=[3000 8025 15800 8025];%目标距离,单位m 距离参数为[3000 8025 9000+(Y*10+Z)*200 8025]DelayNumber(1:TargetNumber)=fix(Fs*2*TargetDistance(1:TargetNumber)/C); % 把目标距离换算成采样点（距离门） fix函数向0靠拢取整TargetVelocity(1:TargetNumber)=[50 0 204 100];%目标径向速度单位m/s 速度参数为[50 0 (Y*10+X+Z)*6 100]TargetFd(1:TargetNumber)=2*TargetVelocity(1:TargetNumber)/Lambda; %计算目标多卜勒频移2v/λ%======================================================================= =============%% 产生线性调频信号 %%======================================================================= =============%number=fix(Fs*TimeWidth);%回波的采样点数=脉压系数长度=暂态点数目+1if rem(number,2)~=0 %rem求余number=number+1;end%把number变为偶数for i=-fix(number/2):fix(number/2)-1Chirp(i+fix(number/2)+1)=exp(j*(pi*(BandWidth/TimeWidth)*(i/Fs)^2));%exp (j*fi)*，产生复数矩阵Chirpendcoeff=conj(fliplr(Chirp));%把Chirp矩阵翻转并把复数共轭，产生脉压系数figure(1);%脉压系数的实部plot(real(Chirp));axis([0 90 -1.5 1.5]);title('脉压系数实部');%-------------------------产生目标回波串-----------------------------------------------------------------------------------------%%-------------------------产生前3个目标的回波串-------%SignalAll=zeros(1,TotalNumber);%所有脉冲的信号,先填0for k=1:TargetNumber-1 % 依次产生各个目标SignalTemp=zeros(1,SampleNumber);% 一个PRTSignalTemp(DelayNumber(k)+1:DelayNumber(k)+number)=sqrt(SigPower(k))*Chi rp;%一个脉冲的1个目标（未加多普勒速度）(DelayNumber(k)+1):(DelayNumber(k)+number)Signal=zeros(1,TotalNumber);for i=1:PulseNumber % 16个回波脉冲Signal((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber)=SignalTemp; %每个目标把16个SignalTemp排在一起endFreqMove=exp(j*2*pi*TargetFd(k)*(0:TotalNumber-1)/Fs);%目标的多普勒速度*时间=目标的多普勒相移Signal=Signal.*FreqMove;%加上多普勒速度后的16个脉冲1个目标SignalAll=SignalAll+Signal;%加上多普勒速度后的16个脉冲4个目标end% %-------------------------产生第4个目标的回波串-------%fi=pi/3;SignalTemp=zeros(1,SampleNumber);% 一个脉冲SignalTemp(DelayNumber(4)+1:DelayNumber(4)+number)=sqrt(SigPower(4))*exp (j*fi)*Chirp;%一个脉冲的1个目标（未加多普勒速度）Signal=zeros(1,TotalNumber);for i=1:PulseNumberSignal((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber)=SignalTemp;endFreqMove=exp(j*2*pi*TargetFd(4)*(0:TotalNumber-1)/Fs);%目标的多普勒速度*时间=目标的多普勒相移Signal=Signal.*FreqMove;SignalAll=SignalAll+Signal;figure(2);subplot(2,1,1);plot(real(SignalAll),'r-');title('目标信号的实部');grid on;zoom on;subplot(2,1,2);plot(imag(SignalAll));title('目标信号的虚部');gridon;zoom on;%======================================================================= =============%% 产生系统噪声信号 %%====================================================================================%SystemNoise=normrnd(0,10^(NoisePower/10),1,TotalNumber)+j*normrnd(0,10^( NoisePower/10),1,TotalNumber);%均值为0，标准差为10^(NoisePower/10)的噪声%======================================================================= =============%% 总的回波信号 %%======================================================================= =============%Echo=SignalAll+SystemNoise;% +SeaClutter+TerraClutter，加噪声之后的回波for i=1:PulseNumber %在接收机闭锁期,接收的回波为0Echo((i-1)*SampleNumber+1:(i-1)*SampleNumber+number)=0; %发射时接收为0endfigure(3);%加噪声之后的总回波信号subplot(2,1,1);plot(real(Echo),'r-');title('总回波信号的实部,闭锁期为0'); subplot(2,1,2);plot(imag(Echo));title('总回波信号的虚部,闭锁期为0');%================================时域脉压=================================%pc_time0=conv(Echo,coeff);%pc_time0为Echo和coeff的卷积pc_time1=pc_time0(number:TotalNumber+number-1);%去掉暂态点 number-1个figure(4);%时域脉压结果的幅度subplot(2,1,1);plot(abs(pc_time0),'r-');title('时域脉压结果的幅度,有暂态点');%pc_time0的模的曲线subplot(2,1,2);plot(abs(pc_time1));title('时域脉压结果的幅度,无暂态点');%pc_time1的模的曲线% ================================频域脉压=================================%Echo_fft=fft(Echo,8192);%理应进行TotalNumber+number-1点FFT,但为了提高运算速度,进行了8192点的FFTcoeff_fft=fft(coeff,8192);pc_fft=Echo_fft.*coeff_fft;pc_freq0=ifft(pc_fft);figure(5);subplot(2,1,1);plot(abs(pc_freq0(1:TotalNumber+number-1)));title('频域脉压结果的幅度,有前暂态点');subplot(2,1,2);plot(abs(pc_time0(1:TotalNumber+number-1)-pc_freq0(1:TotalNumber+number-1)),'r');title('时域和频域脉压的差别');pc_freq1=pc_freq0(number:TotalNumber+number-1);%去掉暂态点 number-1个,后填充点若干(8192-number+1-TotalNumber)% ================按照脉冲号、距离门号重排数据=================================%for i=1:PulseNumberpc(i,1:SampleNumber)=pc_freq1((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber);%每个PRT为一行，每行480个采样点的数据endfigure(6);plot(abs(pc(1,:)));title('频域脉压结果的幅度,没有暂态点');% ================MTI（动目标显示）,对消静止目标和低速目标---可抑制杂波=================================%for i=1:PulseNumber-1 %滑动对消，少了一个脉冲mti(i,:)=pc(i+1,:)-pc(i,:);endfigure(7);mesh(abs(mti));title('MTI result');% ================MTD（动目标检测）,区分不同速度的目标，有测速作用=================================%mtd=zeros(PulseNumber,SampleNumber);for i=1:SampleNumberbuff(1:PulseNumber)=pc(1:PulseNumber,i);buff_fft=fft(buff);mtd(1:PulseNumber,i)=buff_fft(1:PulseNumber);endfigure(8);mesh(abs(mtd));title('MTD result');%=======================================虚实矩阵转换========================================%coeff_fft_c=zeros(1,2*8192);for i=1:8192coeff_fft_c(2*i-1)=real(coeff_fft(i));coeff_fft_c(2*i)=imag(coeff_fft(i));endecho_c=zeros(1,2*TotalNumber);for i=1:TotalNumberecho_c(2*i-1)=real(Echo(i));echo_c(2*i)=imag(Echo(i));end%===========================以下是为DSP程序提供回波数据、脉压系数===============================%% fo=fopen('F:\my study\Visual_DSP_test\test_1\coeff_fft_c.dat','wt');%频域脉压系数% for i=1:2*8192% fprintf(fo,'%f,\r\n',coeff_fft_c(i));% end% fclose(fo);%% fo=fopen('F:\my study\Visual_DSP_test\test_1\echo_c.dat','wt');%16次回波的% for i=1:2*TotalNumber% fprintf(fo,'%f,\r\n',echo_c(i));% end% fclose(fo);。
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关键词: MIMO ;模糊图；脉冲压缩
Matlab simulation of radar signals
Niu Hui , College of physics and electronic information
Abstract:The use of digital signal processing theory and Matlab software research
雷达信号 Matlab 仿真
XXX，物理与电子信息学院
摘 要: 运用数字信号处理理论和Matlab 软件研究的脉冲压缩多普勒雷达的
信号处理仿真问题,提出了一个仿真模型,该模型能够仿真雷达信号、 系统噪声与 杂波的产生和脉冲压缩多普勒雷达系统中信号的动态处理过程,最后结合MIMO雷 达信号特点 ,显示了使用Matlab 仿真雷达信号处理系统方便快捷的特点。 简单说明仿真达到了什么要求，说明了什么问题
1.2 雷达的用途
雷达的用途广泛，种类繁多，分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的 用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、 引导雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及 防撞和敌我识别雷达等。除了按用途分，还可以从工作体制对雷达进行区分。 1.3 论文的基本内容
标相对雷达的距离： Ri i 2.2.2 线性调频（LFM）信号 脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。 这种体制采用宽脉 冲发射以提高发射的平均功率， 保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉 冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分 辨率之间的矛盾。 脉 冲 压 缩 雷 达 最 常 见 的 调 制 信 号 是 线 性 调 频 （ Linear Frequency Modulation）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter）压缩脉冲。 LFM 信号(也称 Chirp 信号)的数学表达式为： （1.9）
个 LTI（线性时不变）系统。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图 1.2：雷达等效于 LTI 系统 等效 LTI 系统的冲击响应可写成:
h(t ) i (t i )
i 1
M
(1.1)
M 表示目标的个数， 次的时间：
i 为目标散射特性， i 是光速在雷达与目标之间往返一
i
2 Ri c
(1.2)
式中， Ri 为第 i 个目标与雷达的相对距离。 雷达发射信号 s (t ) 经过该 LTI 系统，得输出信号(即雷达的回波信号) sr (t ) ：
率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率。 雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述，波束越窄，天 线的方向性越好。 但是在设计和制造过程中，雷达天线不可能把所有能量全部集 中在理想的波束之内，在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束 中，我们常常形象地把主波束称为主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖 宽广的空间， 需要通过天线的机械转动或电子控制，使雷达波束在探测区域内扫 描。 概括起来，雷达的技术参数主要包括工作频率（波长） 、脉冲重复频率、脉冲 宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参 数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的， 因此它们的数值在某种程 度上反映了雷达具有的功能。例如，为提高远距离发现目标能力，预警雷达采用 比较低的工作频率和脉冲重复频率，而机载雷达则为减小体积、重量等目的， 使 用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明，如果知道了雷达的技术参数， 就 可在一定程度上识别出雷达的种类。
(1.6)
如果选取合适的 s (t ) ，使它的幅频特性 | S ( jw) | 为常数，那么 1.6 式可写为：
So ( jw) kH ( jw)
傅里叶变换为：
(1.7)
so (t ) kh(t ) k i (t i )
i 1
M
(1.8)
so (t ) 中包含目标的特征信息 i 和 i 。从 so (t ) 中可以得到目标的个数 M 和每个目 c 2 这也是线性调频（LFM）脉冲压缩雷达的工作原理。
Key words : MIMO; Fuzzy Graph ;pulse compression
雷达的基本原理
1.1 雷达的原理
雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测 感兴趣的目标， 测定有关目标的距离、 方问、 速度等状态参数。 雷达主要由天线、 发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。 雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这 些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。 电 磁波遇到波束内的目标后， 将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反 射回雷达的方向， 被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收 机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减， 雷 达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信 号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、 方向、速度等。 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的 延迟时间， 这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的 传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2 其中 S： 目标距离 ；T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间 ；C：光速 。 雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组 合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些 时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角， 三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。 测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的 多普勒原理． 当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发 生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常， 具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。其中， 作 用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。 它取决于雷达的发射功率与天线 口径的乘积，并与目标本身反射雷达电磁波的能力（雷达散射截面积的大小） 等 因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角及 方位角范围确定的区域。 雷达的技术指标与参数很多， 而且与雷达的体制有关，这里仅仅讨论那些与电 子对抗关系密切的主要参数。 根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续 波雷达两大类。 当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射 高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期（脉冲重复频率） 、脉冲宽度以及载波频
图 1.1 简单脉冲雷达系统框图 雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform） ，然后经 馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收 天线和收发开关由接收机接收， 对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的 相关信息。 假设理想点目标与雷达的相对距离为 R，为了探测这个目标，雷达发射信号 s (t ) ,电磁波以光速 C 向四周传播，经过时间 R 后电磁波到达目标，照射到目标 C R 上的电磁波可写成： s (t ) 。电磁波与目标相互作用，一部分电磁波被目标散 C R 射，被反射的电磁波为 s (t ) ，其中 为目标雷达散射截面（Radar Cross C R Section ,简称 RCS） ，反映目标对电磁波的散射能力。再经过时间 后，被雷达 C R 接收天线接收的信号为 s (t 2 ) 。 C 如果将雷达天线和目标看作一个系统，便得到如图 1.2 的等效，而且这是一
K
B ， 是调频斜率， 于是， 信号的瞬时频率为 f c Kt( T t T ) ， 如图 2.1 2 2 T
2.2 线性调频（LFM）脉冲压缩雷达仿真 2.2.1 雷达工作原理
雷达是 Radar（Radio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电 检测和测距” ，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备 在最初阶段的功能。典型的雷达系统如图 1.1，它主要由发射机，天线，接收机， 数据处理，定时控制，显示等设备组成。利用雷达可以获知目标的有无，目标斜 距，目标角位置，目标相对速度等。现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念，使它 具有对运动目标(飞机，导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。雷达的 应用越来越广泛。
t j 2 ( f c t K t2 ) 2 s (t ) rect ( )e T
式中
(2.1)
fc
t 为载波频率， rect ( ) 为矩形信号， T t t 1 1 rect ( ) T T 0,elsewise
（2.2）
sr (t ) s (t ) * h(t ) s (t ) * i (t i ) i s (t i )
i 1 i 1
M
M
(1.3)
那么，怎样从雷达回波信号 sr (t ) 提取出表征目标特性的 i (表征相对距离) 和 i (表征目标反射特性)呢？常用的方法是让 sr (t ) 通过雷达发射信号 s (t ) 的匹 配滤波器，如图 1.3。
Doppler radar pulse compression signal processing simulation, a simulation model to simulation of radar signals, the system noise and clutter of the generation and pulse compression Doppler radar system Dynamic signal processing, the final combination of the characteristics of MIMO radar signal, indicating the use of Matlab simulation of the radar signal processing system characterized by convenient and efficient.