隨機信號處理上機題

隨機信號處理上機題513104001515柏雄文2：仿真線性調(diào)頻連續(xù)波雷達的信號處理。設線性調(diào)頻帶寬為5MHz，時寬為102.2us，雷達載頻為10GHz，輸入輸出為高斯白噪聲，視頻輸入信噪比為-15dB，相干積累總時寬不大于10ms，給出回波視頻表達式，脈壓和FFT后的表達式；仿真給出脈壓和FFT后的輸出圖形；通過仿真說明各級處理的增益，與各級時寬和帶寬的關系；仿真說明脈壓時多卜勒敏感現(xiàn)象。線性調(diào)頻信號：LFM信號的數(shù)學表達式：式中為載波頻率，為矩形信號，線性調(diào)頻信號回波表達式設輸入信號為：sf=A*exp(j*2*pi*f0*t+j*pi*K*t.*t)；則回波信號為：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為發(fā)射機到目標的距離，C為光速。圖1：發(fā)射信號的時域波形圖2：上圖為回波信號的時域波形下圖為回波信號FFT后的頻域波形由于相干積累的時寬不大于10ms，所以取20個時寬為T的線性調(diào)頻脈沖做相干積累。圖3：脈壓后的時域波形LFM信號的壓縮前脈沖寬度T和壓縮后的脈沖寬度之比通常稱為壓縮比D，上式表明，壓縮比也就是LFM信號的時寬頻寬積。脈壓時多卜勒敏感現(xiàn)象：回波信號通過一個匹配濾波器就能對所有多普勒信號同時進行壓縮，所以線性調(diào)頻信號是多卜勒不敏感信號。附：MATLAB程序clc;clearall;closeall;%%%%%%%%%%%%%%參數(shù)設定%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%C=3e8;bw=5e6;%線性調(diào)頻帶寬T=1.022e-4;%信號脈沖寬度f0=10e9;%載波頻率A=1;%信號幅度N=512;%采樣點數(shù)K=bw/T;%調(diào)頻斜率Ts=T/N;%采樣間隔Fs=1/Ts;%采樣頻率SNR=-15;TT=2.044e-3;%相干積累總時間Numpulse=TT/T;%脈沖數(shù)R0=0;para=[10001500-15];%距離，速度，方位，信噪比Num=1;%目標個數(shù)%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回波信號%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%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));%產(chǎn)生線性調(diào)頻信號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([02e-4-11]);xlabel('時間t/s');ylabel('幅度');figure(2)subplot(2,1,1);plot(t,SR);axis([02.044e-4-0.20.2]);xlabel('時間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([05e601]);xlabel('頻率f/Hz');ylabel('歸一化幅度');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回波信號脈壓%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%Srw=fft(SR);Sw=fft(sf);Sot=fftshift(ifft(Srw.*conj(Sw)));figure(3)subplot(2,1,1);plot(t*C/2,Sot);axis([