【雷达LFM】线性调频脉冲雷达仿真【含Matlab源码 2874期】

Matlab武动乾坤

已于 2024-11-03 09:21:53 修改

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分类专栏： Matlab信号处理（进阶版）文章标签： matlab

于 2023-12-25 12:11:12 首次发布

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🔊博主简介：985研究生，Matlab领域科研开发者；

🚅座右铭：行百里者，半于九十。

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⛄一、简介

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。
在这里插入图片描述

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：
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3 LFM脉冲的匹配滤波
信号的匹配滤波器的时域脉冲响应为：

线性调频脉冲雷达仿真是一种通过使用线性调频脉冲压缩算法来模拟雷达系统的工作原理和性能的方法。在仿真中，可以使用MATLAB中的phased.LinearFMWaveform函数来创建线性调频脉冲波形，并自定义波形特征，如采样率、脉宽、脉冲重复频率、扫频带宽和扫频方向等[1]。通过仿真，可以模拟雷达发射信号经过线性时不变系统后的回波信号，从而实现对雷达的性能评估和优化。

⛄二、部分源代码

close all; %关闭所有图形
clear all; %清除所有变量
clc;
%% 雷达参数设置
% ===================================================================================%
C=3.0e8; %光速 (m/s)
RF=3.140e9/2; %雷达射频
Lambda=C/RF; %雷达工作波长
PulseNumber=16; %回波脉冲数
BandWidth=2.0e6; %发射信号带宽2G
TimeWidth=42.0e-6;%发射信号时宽42us
PRT=240e-6; %雷达发射脉冲重复周期(s)=240us，对应1/2240300=36000米
PRF=1/PRT;
Fs=2.0e6; %采样频率2M
NoisePower=-12;%(dB);%噪声功率（目标为0dB）
% ---------------------------------------------------------------%
SampleNumber=fix(FsPRT); %计算一个脉冲周期的采样点数480；
TotalNumber=SampleNumberPulseNumber;%总的采样点数48016=TotalNumber；
BlindNumber=fix(FsTimeWidth); %计算一个脉冲周期的盲区-遮挡样点数=84；

%=%
%% 目标参数设置
%=%
X=9;Y=2;Z=0; %这三个参数可控制目标的距离和速度

TargetNumber=4; %目标个数

SigPower(1:TargetNumber)=[1 1 0.25 1]; %目标功率,无量纲

TargetDistance(1:TargetNumber)=[2800 8025 8025 9000+(Y*10+Z)200]; %目标距离,单位m 9200需要改9000+(Y10+Z)*200

DelayNumber(1:TargetNumber)=fix(Fs2TargetDistance(1:TargetNumber)/C);% 把目标距离换算成采样点（距离门）

TargetVelocity(1:TargetNumber)=[50 -100 0 (200+X10+Y10+Z)]; %目标径向速度单位m/s 230需要改为(200+X10+Y10+Z)

TargetFd(1:TargetNumber)=2*TargetVelocity(1:TargetNumber)/Lambda; %计算目标多卜勒

%%
%% 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+1=83+1
if rem(number,2)~=0
number=number+1;
end

for i=-fix(number/2):fix(number/2)-1
Chirp(i+fix(number/2)+1)= exp(j*(pi*(BandWidth/TimeWidth)(i/Fs)^{2));%exp(j*pi*ut}2)，u为调制斜率
freq(i+fix(number/2)+1) = (BandWidth/TimeWidth)(i/Fs);%f=ut
end
coeff=conj(fliplr(Chirp));%产生脉压系数，对称反转，复共轭，h(t)=s*(-t)

%% 线性调频信号图示
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(real(Chirp),‘r-’);title(‘线性调频信号的实部(红色)和虚部（蓝色）’);
hold on;
plot(imag(Chirp),‘b-’);
hold off;
subplot(2,1,2);plot(freq);title(‘频率变化曲线’);
%========================================================

⛄三、运行结果

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⛄四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1]廖建国,李永,李继杰.线性调频脉冲压缩雷达仿真研究[J].空间电子技术. 2010,7(02)

3 备注
简介此部分摘自互联网，仅供参考，若侵权，联系删除

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8 电力系统方面
微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置

9 元胞自动机方面
交通流人群疏散病毒扩散晶体生长

10 雷达方面
卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合