随机信号上机作业1.docx

上传人:b****1 文档编号:14134433 上传时间:2023-06-20 格式:DOCX 页数:18 大小:295.69KB
下载 相关 举报
随机信号上机作业1.docx_第1页
第1页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第2页
第2页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第3页
第3页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第4页
第4页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第5页
第5页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第6页
第6页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第7页
第7页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第8页
第8页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第9页
第9页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第10页
第10页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第11页
第11页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第12页
第12页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第13页
第13页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第14页
第14页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第15页
第15页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第16页
第16页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第17页
第17页 / 共18页
随机信号上机作业1.docx_第18页
第18页 / 共18页
亲,该文档总共18页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
下载资源
资源描述

随机信号上机作业1.docx

《随机信号上机作业1.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《随机信号上机作业1.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。

随机信号上机作业1.docx

随机信号上机作业1

 

随机信号分析上机作业

 

姓名:

***

学号:

*********

学院:

电光学院

指导老师:

***

 

一:

仿真伪相位编码连续波雷达的信号处理。

设码频为5MHz,伪码周期内码长为511,雷达载频为10GHz,输入噪声为高斯白噪声,视频输入信噪比为-15dB,相干积累总时宽不大于10ms,给出回波视频表达式,脉压和FFT后的表达式;仿真给出脉压和FFT后的输出图形;通过仿真说明各级处理的增益,与各级时宽和带宽的关系;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)

回波视频表达式:

脉压后的表达式:

FFT后的表达式:

仿真:

a)脉压后的输出图形(有噪声)

脉压增益为:

G1=511

与时宽带宽的关系:

脉压增益=时宽带宽积

b)FFT后的输出图形(有噪声)

FFT的增益为:

G2=N/2=97/2=48.5

脉压多普勒敏感现象

c)无多普勒时,脉压输出图形

d)小多普勒时,脉压输出图形

e)脉压长度为多普勒整周期时,脉压输出图形

由图可以看出:

无多普勒时,脉压比为511,小多普勒的时候,脉压比小于511,脉压长度为多普勒整周期时,脉压输出基本为0。

多普勒容限

f)脉压长度刚好为多普勒信号一个周期一半时,脉压输出图形

脉压长度刚好为多普勒信号一个周期一半时,脉压输出损失2.94db。

性能损失

改变多普勒频率,记录主旁瓣比,如表一所示:

表一

Fd/KHz

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

主旁瓣比/db

80

52

39

34

29

4

24

20

17

10

5

g)主旁瓣比与多普勒频率关系

附MATLAB程序:

clc;

clear;

fm=5e6;%码频

fs=30e6;

fc=10e9;%载频

t=10e-3;%相干积累总时宽

T=1/fm*511;%周期

N=97;%积累时间不大于10ms,N

snr=-15;%信噪比

%----------------511位m序列产生---------------------%

fbconnection=[000100001];

n=length(fbconnection);

m=2^n-1;

register=[101010101];%定义移位寄存器的初始状态

mseqmatrix

(1)=register(n);

fori=2:

m

newregister

(1)=mod(sum(fbconnection.*register),2);

forj=2:

n

newregister(j)=register(j-1);

end

register=newregister;

mseqmatrix(i)=register(n);

end

m_511=2*mseqmatrix-1;

%------------------0延时,0多普率的回波--------------------------%

hb=repmat(m_511,1,N);

hb=awgn(hb,snr,'measured');

hb1=hb;

%------------------脉压————————————%

pipei=fliplr(m_511);

hbb1=conv(pipei,hb1);

figure;plot(hbb1);

%-----------------距离门重排------------------%

forr=1:

N

forh=1:

m

s_hb1(h,r)=hbb1((r-1)*m+h);

end

end

figure;mesh(1:

N,1:

511,s_hb1);

%%------------------------------------------------

forh=1:

m

r_fft(h,:

)=abs(fft(s_hb1(h,:

)));

end

figure;

mesh(1:

N,1:

511,r_fft);

%-------------------------------------------------

%fora=1:

10

%fd=a*1e3;

fd=5e6/511/4;

i=1:

511*N;

duopule=cos(2*pi*fd/fm*i);

hb2=hb.*duopule;

%------------------脉压————————————%

pipei=fliplr(m_511);

hbb2=conv(pipei,hb2);

m_hb1=abs(hbb2);

m_hb=abs(hbb2)/max(m_hb1);

m_hb=10*log(m_hb);

figure;plot(m_hb);

%-----------------距离门重排------------------%

forr=1:

N

forh=1:

m

s_hb2(h,r)=hbb2((r-1)*m+h);

end

end

figure;mesh(1:

N,1:

511,s_hb2);

%-------------------------------------------

forh=1:

m

r_fft2(h,:

)=abs(fft(s_hb2(h,:

)));

end

figure;

mesh(1:

N,1:

511,r_fft2);

%---------------------------------------------------

%end

二:

仿真线性调频连续波雷达的信号处理。

设线性调频带宽为5MHz,时宽为102.2us,雷达载频为10GHz,输入输出为高斯白噪声,视频输入信噪比为-15dB,相干积累总时宽不大于10ms,给出回波视频表达式,脉压和FFT后的表达式;仿真给出脉压和FFT后的输出图形;通过仿真说明各级处理的增益,与各级时宽和带宽的关系;仿真说明脉压时多卜勒敏感现象。

线性调频信号:

LFM信号的数学表达式:

式中

为载波频率,

为矩形信号,

线性调频信号回波表达式

设输入信号为:

sf=A*exp(j*2*pi*f0*t+j*pi*K*t.*t);

则回波信号为:

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为发射机到目标的距离,C为光速。

图1:

发射信号的时域波形

图2:

上图为回波信号的时域波形

下图为回波信号FFT后的频域波形

由于相干积累的时宽不大于10ms,所以取20个时宽为T的线性调频脉冲做相干积累。

图3:

脉压后的时域波形

LFM信号的压缩前脉冲宽度T和压缩后的脉冲宽度

之比通常称为压缩比D,

上式表明,压缩比也就是LFM信号的时宽频宽积。

脉压时多卜勒敏感现象:

回波信号通过一个匹配滤波器就能对所有多普勒信号同时进行压缩,所以线性调频信号是多卜勒不敏感信号。

附:

MATLAB程序

clc;

clearall;

closeall;

%%%%%%%%%%%%%%参数设定%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

C=3e8;

bw=5e6;%线性调频带宽

T=1.022e-4;%信号脉冲宽度

f0=10e9;%载波频率

A=1;%信号幅度

N=512;%采样点数

K=bw/T;%调频斜率

Ts=T/N;%采样间隔

Fs=1/Ts;%采样频率

SNR=-15;

TT=2.044e-3;%相干积累总时间

Numpulse=TT/T;%脉冲数

R0=0;

para=[10001500-15];%距离,速度,方位,信噪比

Num=1;%目标个数

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回波信号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

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));%产生线性调频信号

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('时间t/s');ylabel('幅度');

figure

(2)

subplot(2,1,1);

plot(t,SR);axis([02.044e-4-0.20.2]);xlabel('时间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('频率f/Hz');ylabel('归一化幅度');

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回波信号脉压%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Srw=fft(SR);

Sw=fft(sf);

Sot=fftshift(ifft(Srw.*conj(Sw)));

figure(3)

subplot(2,1,1);

plot(t*C/2,Sot);axis([03e40140]);xlabel('距离');ylabel('幅度');

subplot(2,1,2);

plot(t*C/2,Sot);xlabel('距离');ylabel('幅度');

三:

假设有一个二坐标雷达对一平面上运动目标的进行观察,目标在t=0~400s沿y轴做恒速直线运动,运动速度为-15m/s,目标的起点为(2000m,10000m)雷达扫描周期为2s,x和y独立的进行观察,观察噪声的标准差均为100m。

试建立雷达对目标的跟踪算法,并进行仿真分析,给出仿真结果,画出目标真实轨迹,对目标的观察和滤波曲线。

仿真结果:

三种曲线比较显示:

附matlab程序:

clc;

clear;

T=2;%雷达扫描周期

t=0:

T:

400;%目标运动时间

%目标起点

x0=2000;y0=10000;

%目标速度

vx=0;

vy=-15;

x=x0+vx.*t;

y=y0+vy.*t;

figure;

plot(x,y);axis([1000,3000,3000,11000]);xlabel('x(单位:

m)');ylabel('y(单位:

m)');title('目标真实轨迹');

x_noise=x+normrnd(0,100,1,length(t));

y_noise=y+normrnd(0,100,1,length(t));

figure;

plot(x_noise,y_noise);axis([1000,3000,3000,11000]);xlabel('x(单位:

m)');ylabel('y(单位:

m)');title('对目标的观察曲线');

A=[1T;01];%状态转移矩阵

C=1;

K=0.2*(1.8-2*sqrt(0.8))/T;

X=zeros(2,length(t));

Y=zeros(2,length(t));

Sx=zeros(2,length(t));

Sy=zeros(2,length(t));

%X

fork=1:

length(t)

X(:

k)=[x_noise(k);vx];

end

Sx(:

1)=X(:

1);

fork=2:

length(t)

Sx(:

k)=A*Sx(:

k-1)+K*(X(:

k)-C*A*(A*Sx(:

k-1)));

end

%Y

fork=1:

length(t)

Y(:

k)=[y_noise(k);vy];

end

Sy(:

1)=Y(:

1);

fork=2:

length(t)

Sy(:

k)=A*Sy(:

k-1)+K*(Y(:

k)-C*A*(A*Sy(:

k-1)));

end

x_k=zeros(1,length(t));

y_k=zeros(1,length(t));

fork=1:

length(t)

x_k(k)=Sx(1,k);

y_k(k)=Sy(1,k);

end

figure;

plot(x_k,y_k);axis([1000,3000,3000,11000]);xlabel('x(单位:

m)');ylabel('单位:

m)');title('滤波后的曲线');

figure;

plot(x,y,':

r',x_noise,y_noise,'--g',x_k,y_k,'-b');axis([1000,3000,3000,11000]);xlabel('x(单位:

m)');ylabel('y(单位:

m)');

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 法律文书 > 调解书

copyright@ 2008-2023 冰点文库 网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备19020893号-2