随机信号处理MATLAB仿真报告.docx

随机信号处理仿真报告学院：电光学院姓名：赖佳彬学号：116104000585指导教师：顾红Question：仿真多普勒雷达信号处理设脉冲宽度为各学生学号末两位单位为us重复周期为200us雷达载频为10GHz输入噪声为高斯白噪声。目标回波输入信噪比可变（-35dB~10dB）目标速度可变（0~1000m/s）目标距离可变（0~10000m）相干积累总时宽不大于10ms。程序要参数化可设。（1)仿真矩形脉冲信号自相关函数；（2）单目标时：给出回波视频表达式；脉压和FFT后的表达式；给出雷达脉压后和MTD（FFT加窗和不加窗）后的输出图形说明FFT加窗抑制频谱泄露效果；通过仿真说明脉压输出和FFT输出的SNR、时宽和带宽是否与理论分析吻合；仿真说明脉压时多卜勒敏感现象和多卜勒容限及其性能损失（脉压主旁比与多卜勒的曲线）。（3）双目标时：仿真出大目标旁瓣掩盖小目标的情况；仿真出距离分辨和速度分辨的情况。1、矩形脉冲自相关函数自相关函数：2、混频后的信号回波视频表达式：混频后的信号：时延：将原始信号循环移位移位的长度为再乘以多普勒频移并加上高斯白噪声形成回波信号。3、回波信号脉压接收到的宽脉冲输入到匹配滤波器经过处理后宽输入脉冲被压缩为非常窄的脉冲。对发射波形的宽带调制和随后的匹配滤波接收实现了脉冲压缩处理。假定雷达目标回波信号为接收机传递函数为。如果接收机与接收到的信号匹配那么接收机的传递函数将是与输入端接收信号的复共轭即：那么。频域中函数的复共轭等于时域中对应信号的反转所以：将原始信号的单个周期取反后与混频后的回波信号进行卷积即作匹配滤波从而实现脉压。4、距离门重排、FFTFFT后的表达式：图4.1图4.2X轴视图图4.3重排后FFT图4.4重排后FFT的速度视图（不加窗）加窗后旁瓣减小对旁瓣有良好的抑制效果！图4.5重排后FFT的速度视图（加窗）图46重排后FFT的距离视图5、脉压和FFT输出的SNR增益时宽和带宽(1)脉压输出的SNR增益时宽和带宽脉压信号增益=脉压的时宽压缩比=脉压的带宽压缩比=脉压信号时宽带宽积=10*log[0.000085/(0.001864-0.001802)]=10*log(1.37)=1.37dB脉压后时宽62us带宽16.13kHzFFT输出的SNR增益：理论值=10log40=16.02dB！从图中可以读出FFT后的总信噪比增益为77.84-52.57=25.27dB则FFT级增益=25.27-10=15.27与理论值相符合6、距离分辨率与速度分辨率1、距离分辨率距离分辨率：当R1=10000mR2=20000m时分不清两个目标当R1=10000mR2=25000m时能分清两个目标（距离模糊：）2、速度分辨率速度分辨率：(1/fd)<T*PulseNumVf=c/(2*fc*T*PulseNum)=1.8750m当速度A1=Av1=10m/s；A1=4*Av2=20m/s时可辨别两不同速度目标当速度A1=Av1=18m/s；A1=8*Av2=20m/s时大目标速度掩盖小目标速度（速度模糊：vmax=37.5m/s）多卜勒敏感现象、多卜勒容限当多普勒频率发生变化（目标速度发生变化）时得到的主瓣峰值下降但是并不是无限下降存在最小值这就是多普勒敏感现象和多普勒容限。附录：MATLAB源代码%脉冲多普勒雷达信号处理%脉冲宽度：85us；重复周期：200us；载频：10GHz；输入噪声：高斯白噪声%目标回波输入信噪比：-35~10dB；目标速度：0~1000m/s；目标距离：0~10000m%相干累计总时宽：不大于10msclearall;closeall;clc;c=3e8;fc=10e9;%载频fs=3e6;%采样率Ts=1/fs;%采样间隔T=2e-4;%脉冲重复周期fm=1/T;%脉冲重复频率PW=85e-6;%脉冲宽度B=1/PW;D=100*PW/T;%占空比N=round(T/Ts);%单周期内采样点数PulseNum=40;%脉冲数目相干累积时间不超过10ms(PulseNum<50)Tr=PulseNum*T;%信号总长度t=0:Ts:(Tr-Ts);s=(square(2*pi*fm*tD)+1)/2;%脉冲视频信号figure(1);subplot(211)plot(ts);xlabel('时间/s');ylabel('幅度');title('脉冲视频信号');axis([0Tr-11.5]);[rlags]=xcorr(ss(1:round(T/Ts)));subplot(212)plot(lagsr)axis([02.4*1