线性调频信号回波处理

1、%程序：线性调频信号回波处理%LFMEchoProc.m clc; %清楚命令窗口信息clear; %清除工作区的变量close all; %清除绘图 %*参数设置*%fr=3e9; %射频f0=10e6; %中频pw=256e-6; %脉宽bw=2e6; %带宽pri=1e-3; %脉冲重复周期fs=70e6; %采样率 R=100e3; %距离v=0; %速度Pt=10*log10(1e6); %功率lamda=10*log10(0.1);%波长G=30; %天线增益dBL=6; %损耗dBFn=3; %噪声系数dBRCS=10*log10(2); %RCS %*信号参数计算*% Pr=P

2、t+2*G+2*lamda+RCS-3*10*log10(4*pi)-4*10*log10(R)-L; %回波功率计算A=sqrt(10(Pr/10); %回波信号幅度tou=2*R/3e8; %收发时间fd=2*v*fr/3e8; %回波多普勒频率k=bw/pw; %调频带宽频率变化率 %*发射信号产生*% t=(0:1/fs:pri).; %时间sampleTbegin=ceil(0*fs+1); %采样时间起始点sampleTEnd=ceil(pw*fs+1); %采样时间结束点sTrans=zeros(length(t),1); %产生发射信号sTrans(sampleTbegin:s

3、ampleTEnd,1)=. sin(2*pi*(f0*t(sampleTbegin:sampleTEnd,1)+k*t(sampleTbegin:sampleTEnd,1).2/2); %图像展示figure;plot(t*1e6,sTrans); %发射信号时域波形 xlabel(时间/us);ylabel(幅度);freTrans=fftshift(fft(sTrans); %发射信号频域波形f=linspace(-fs/2,fs/2,length(t);figure;plot(f/1e6,abs(freTrans);xlabel(频率/MHz);ylabel(幅度); %*回波信号产生

4、*% beginsample=ceil(tou*fs); %采样起始点endsample=ceil(tou+pw)*fs); %采样结束点sEcho=zeros(length(t),1); %产生回波信号sEcho(beginsample:endsample,1)=. A*sin(2*pi*(f0+fd)*(t(beginsample:endsample,1)-tou)+k*(t(beginsample:endsample,1)-tou).2/2); figure;plot(t*1e6,sEcho); %回波信号时域波形 xlabel(时间/us);ylabel(幅度);freEcho=fft

5、shift(fft(sEcho);f=linspace(-fs/2,fs/2,length(t);figure;plot(f/1e6,abs(freEcho); %回波信号频域波形xlabel(频率/MHz);ylabel(幅度); %*叠加接收机噪声*% kn=1.38e-23; T=290;Bn=bw;NoiseDev=kn*T*fs*10(Fn/10); %噪声功率，因后续要通过滤波器， %此处带宽用采样带宽，保证噪声功率密度noise=sqrt(NoiseDev)*randn(length(sEcho),1);sEcho=sEcho+noise; %信号混叠噪声Wn=fir1(50,(

6、f0-bw)/(fs/2) (f0+2*bw)/(fs/2); %带通滤波器设计sEcho=filter(Wn,1,sEcho); %带通滤波处理 figure;plot(t*1e6,sEcho); xlabel(时间/us);ylabel(幅度);freEcho=fftshift(fft(sEcho);f=linspace(-fs/2,fs/2,length(t);figure;plot(f/1e6,abs(freEcho);xlabel(频率/MHz);ylabel(幅度); %*正交鉴相*%LocalI=sin(2*pi*f0*t);LocalQ=cos(2*pi*f0*t);sI=sE

7、cho.*LocalI;sQ=sEcho.*LocalQ;filtWn=fir1(50,0.2); %低通滤波器设计filsI=filter(filtWn,1,sI); %低通滤波处理filsQ=filter(filtWn,1,sQ); %低通滤波处理fils=filsI+sqrt(-1).*filsQ; %组成复信号 figure;plot(t*1e6,fils); %零中频信号xlabel(时间/us);ylabel(幅度);frefilsI=fftshift(fft(fils);f=linspace(-fs/2,fs/2,length(t);figure;plot(f,abs(frefi

8、lsI);xlabel(频率/MHz);ylabel(幅度); %*匹配滤波*% tlocal=(0:1/fs:pw).;slocal=exp(j*2*pi*(k*tlocal.2/2);%窗是对称的，因此窗长为奇数if rem(length(slocal),2)=0 slocal=slocal;0;endwrect=window(rectwin,length(slocal);srect=slocal.*wrect;srectproc=ifft(conj(fft(srect,length(sEcho).*fft(fils); figure;plot(t*3e8/2/1e3,20*log10(a

9、bs(srectproc)-max(20*log10(abs(srectproc),b);xlabel(距离/Km);ylabel(幅度/dB); %*加窗处理*%wrect=window(rectwin,length(slocal);srect=slocal.*wrect;srectproc=ifft(conj(fft(srect,length(sEcho).*fft(fils);whamming=window(hamming,length(slocal);shamming=slocal.*whamming;shammingproc=ifft(conj(fft(shamming,length

10、(sEcho).*fft(fils);wblackman=window(blackman,length(slocal);sblackman=slocal.*wblackman;sblackmanproc=ifft(conj(fft(sblackman,length(sEcho).*fft(fils); figure;plot(wrect,b);hold on;plot(whamming,r);hold on;plot(wblackman,k);xlabel(采样点);ylabel(幅度); figure;plot(t*3e8/2/1e3,20*log10(abs(srectproc)-max(

11、20*log10(abs(srectproc),b);hold on;plot(t*3e8/2/1e3,20*log10(abs(shammingproc)-max(20*log10(abs(shammingproc),r);hold on;plot(t*3e8/2/1e3,20*log10(abs(sblackmanproc)-max(20*log10(abs(sblackmanproc),k);xlabel(距离/Km);ylabel(幅度/dB);Figure1为发射信号时域波形Figure2为发射信号幅频特性曲线Figure3为回波信号时域波形图Figure4为回波信号幅频特性曲线Figure5为叠加高斯噪声后的回波信号时域波形Figure6为叠加噪声后的回波信号幅频特性曲线Figure7为接收信号下变频至零中频信号时的波形图Figure8为零中频信号的幅频特性曲线Figure9为回波信号在接