完整版雷达信号处理基本流程Word格式文档下载.docx
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）%归一化dB
-50
-100
-150
-200
-250
3000
4000
5000
6000
7000
-300
-350
2000
二、去斜处理（宽带的匹配滤波）
去斜处理“有源相关”，通常用来处理极大带宽的LFM波形（如果直接采样的话因为频带很宽所以在高频的时候需要的采样率就很大，采样点数就很多，所以要经过去斜处理）
Stretch方法是针对线性调频信号而提出的，其方法是将输入信号与参考信号（经适当延迟的本振信号，延迟量通常由窄带信号测距结果估计出）混频，则每一个散射点就对应一个混频后的单频分量，对混频输出的信号进行DFT处理，即可获得目标的距离像，对参考信号的要求是应具有与输入信号相同的调频斜率。
去斜处理流程：
输入信号频谱分析输出信号
混频过程为回波信号在时域与参考信号的共轭相乘混频后得到一个瞬时频率和目标距离成正比的单频信号，对其进行频谱分析即可得到目标的距离像；
去斜处理一般情况下可降低信号带宽；
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%去%%斜%处%理仿真程序%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%clc;
clearall;
closeall;
B=10e6;
%带宽10MHz
tp=10e-6;
%脉宽10us
k=B/tp;
%LFM系数
fs=50e6;
R0=3e3;
R1=2000;
R2=3500;
R=5000;
f0=60e6;
N=round（2*R/c*fs）;
fft_N=2^nextpow2（N）;
t=linspace（0,2*R/c,N）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%参%考%信%号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Sref=exp（2i*pi*f0*t）.*exp（1i*pi*k*t.^2）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回%%波%信%号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%Sb0=exp（1j*pi*k*（t-2*R0/c）.^2）.*exp（2j*pi*f0*（t-2*R0/c））;
Sb1=exp（1j*pi*k*（t-2*R1/c）.^2）.*exp（2j*pi*f0*（t-2*R1/c））;
Sb2=exp（1j*pi*k*（t-2*R2/c）.^2）.*exp（2j*pi*f0*（t-2*R2/c））;
Sb=Sb0+Sb1+Sb2;
f=fs*（0:
fft_N-1）/fft_N-fs/2;
%从-fs/2到fs/2
f=f*c*tp/2/B;
%瞬时频率对应的距离
sf=exp（-j*pi/k*f.^2）;
%滤波器传输函数
SSb=spectrum.*sf;
%从频域去距离扭曲，实现了压缩和去RVP
figure;
SSb=fftshift（SSb）;
SSb1=ifft（SSb）;
%消除了距离扭曲和RVP的时域信号
subplot（211）;
plot（f,db（abs（SSb）/max（SSb）））xlabel（'
距离/m'
）;
gridon
subplot（212）;
plot（f,abs（SSb））xlabel（'
三、加窗
信号的截取产生了能量泄漏，而用FFT算法计算频谱又产生了栅栏效应，在FFT分析中为了减少或消除频谱能量泄漏及栅栏效应可采用不同的截取函数对信号进行截短，截短函数称为窗函数，简称窗。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%窄%%带%加%窗处理%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clc;
closeallf0=10e9;
%载频fs=100e6;
%采样频率c=3e8;
%光速tau=2*R0/c;
fft_N-1）/fs;
s=rectpuls（t-tp/2,tp）.*exp（j*pi*k*（t-tp/2）.^2）;
%%发射信号spectrum_s=fft（s,fft_N）;
%参考信号频谱
spectrum_s=fftshift（spectrum_s）;
sb=rectpuls（t-tp/2-tau,tp）.*exp（j*pi*k*（t-tp/2-tau）.^2）.*exp（-2j*pi*f
0*tau）;
%%回波信号
%%时域加窗
sm=hamming（round（tp*fs））'
.*s（1:
round（tp*fs））;
%参考信号加窗
%%频域加窗
%找频谱的-4dB压缩点，窗函数严格与该压缩点之间的频谱对应hamming1=[zeros（1855,1）'
hamming（387）'
zeros（1854,1）'
];
spectrum_sm=hamming1.*spectrum_s;
%%脉压
fft_ssb=ifft（fft（sb）.*conj（fft（s）））;
fft_smsb=ifft（fft（sb）.*conj（fft（sm,length（sb））））;
fft_spsb=ifft（fft（sb）.*conj（fftshift（spectrum_sm）））;
归一化发射信号频谱
2
3
4
5
6
7
8
9
频率f/Hz
x10
50
150
时域加窗后的参考信号频谱图
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
时域
加
窗前
的
参考
信号
频
谱图
01
-400
窄带加窗与否对比图
距离/m
窄带频域加窗与否对比图
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%去%斜%加%窗%处理%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%带宽10MHztp=10e-6;
%脉宽10usu=B/tp;
%fs>
=2*B/tp*tauR0=3000;
%初始距离R=4500;
%距离波门
f0=60e6;
%载频
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%参%考%信%号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%Sref=exp（1i*pi*u*t.^2）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%回%波%信%%号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%Sb=rectpuls（t-2*R0/c,tp）.*exp（1j*pi*u*（t-2*R0/c）.^2）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%混%频%信%%号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%ssb=Sref.*conj（Sb）;
%%加窗
%w=hamming（502）'
;
%hamming=[zeros（749,1）'
w-min（w）,zeros（249,1）'
%hamming=abs（hamming）/max（hamming）;
hamming=[zeros（749,1）'
hamming（502）'
zeros（249,1）'
ssb0=hamming.*ssb;
spectrum_ssb0=fft（ssb0,fft_N）;
%一维距离像
spectrum_ssb=fft（ssb,fft_N）;
%%图6
plot（f,db（abs（fftshift（spectrum_ssb））/max（fftshift（spectrum_ssb））））holdon
plot（f,db（abs（fftshift（spectrum_ssb0））/max（fftshift（spectrum_ssb0）））,
'
r'
）
holdoff
-120
度
幅
化
归
-4000
消除了RVP和距离扭曲的混频信号
-3000
-2000
-1000
检测
1、脉冲多普勒（PD处理）多普勒效应：
fd=2v/c*f0，v为镜像速度；
慢时间维上的采样点做FFT可以测出目标的速度；
使用复信号：
频率正负可测量目标速度的方向；
clc;
f0=10e9;
%脉冲宽度
%带宽
fs=100e6;
%采样频率
R0=3000;
%初始距离
%光速
R=4500;
gate=R+tp*c/2;
%距离波门加脉宽对应距离
N=round（2*gate/c*fs）;
%波门内采样点个数
fft_N=2^nextpow2（N）;
t=0:
1/fs:
tp;
%信号长度
echo_t=linspace（0,2*gate/c,N）;
%波门长度
%调频系数
Tr=100e-6;
%脉冲重复周期
CPI=64;
%总脉冲个数
v=60;
%目标速度，朝向雷达
%发射信号
s=exp（i*pi*k*t.^2）;
%回波信号
form=1:
CPI
sb（m,:
）=rectpuls（（echo_t-2*（R0-（m-1）*v*Tr）/c-tp/2）/（tp））.*exp（1i*pi*k*（echo_t-2*（R0-（m-1）*v*Tr）/c）.^2-1i*pi*2*f0*round（2*R0/c*fs）+1i*2*pi*（2*f0*v/c）*（m-1）*Tr）+sqrt（0.1）*（randn（1,N）+1i*randn（1,N））;
end
%脉压
fft_n=2^nextpow2（length（t）+N-1）;
fft_s=fft（s,fft_n）;
1:
fft_sb（m,:
）=fft（sb（m,:
）,fft_n）;
fft_ssb（m,:
）=ifft（fft_sb（m,:
）.*conj（fft_s））;
z（m,:
）=abs（fft_ssb（m,（1:
N）））;
z1（m,:
）=z（m,:
）/max（z（m,:
））;
）=20*log10（z1（m,:
[maxval,maxpo]=max（z1（m,:
%FFT
forfm=1:
N
dop（:
fm）=fft（fft_ssb（:
fm））;
a_dop（:
fm）=fftshift（abs（dop（:
fm）））;
%求极大值对应的坐标
[maxva,max_v]=max（a_dop（:
maxpo））;
%PD测速
fd=（max_v-33）/CPI/Tr;
v_pd=fd*c/2/f0
%测速范围
fd_max=1/Tr/2;
v_max=fd_max*c/2/f0
%测速精度
det_fd=1/Tr/64;
det_v=det_fd*c/2/f0
mesh（echo_t*c/2,linspace（-75,75,64）,a_dop）;
axistight;
xlabel（'
距离：
m'
ylabel（'
速度：
m/s'
title（'
二维距离-多普勒平面'
v_pd=60.9375v_max=75det_v=2.3438
2、形心法测距测速
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%形%心%%法%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%clc;
closeall
%载频tp=10e-6;
%带宽fs=100e6;
N=4096;
%此为培训期间数据，实际情况可以根据波门和信号宽度求出N
snr=20;
sigmaf=1^2/（10^（snr/10））;
%发射信号
%figure;
%plot（t,real（s））
%xlabel（'
时间/s'
）;
%ylabel（'
幅度'
%title（'
发射信号实部'
%gridon
CPItaum=2*（R0-m*Tr*v）/c;
sb=rectpuls（t-taum-tp/2）.*exp（j*pi*k*（t-taum-tp/2）.^2）.*exp（-2j*pi*f0
%加噪声的回波
*taum）;
%回波信号sb_noise=sb+sqrt（sigmaf/2）*（randn（1,N）+1i*randn（1,N））;
%脉压处理
fft_ssb_snr=ifft（fft（sb_noise）.*conj（fft（s）））;
Group（m,1:
N）=fft_ssb;
Group_snr（m,1:
N）=fft_ssb_snr;
imagesc（t*c/2,1:
CPI,abs（fft_ssb））
imagesc（t*c/2,1:
CPI,abs（fft_ssb_snr））
forn=1:
Group2=fft（Group（1:
CPI,n））;
%纵向做FFT
Group2_2=fftshift（abs（Group2））;
Group3（n,1:
CPI）=Group2_2;
forn1=1:
Group2_snr=fft（Group_snr（1:
CPI,n1））;
Group2_2_snr=fftshift（abs（Group2_snr））;
Group3_snr（n1,1:
CPI）=Group2_2_snr;
mesh（abs（Group3））
mesh（abs（Group3_snr））
[line,row]=find（abs（Group3）==max（max（abs（Group3））））;
[line_snr,row_snr]=find（abs（Group3_snr）==max（max（abs（Group3_snr））））;
Range=t*c/2;
PRF=1/Tr;
fd=（-CPI/2:
CPI/2-1）*PRF/CPI;
v=fd*c/2/f0;
forRa=line-3:
line+3amp=abs（Group3（Ra,row））;
C（Ra）=amp*Range（Ra）;
D（Ra）=sum（amp）;
sum（C）/sum（D）
forV=row-3:
row+3index=abs（Group3（line,V））;
E（V）=index*v（V）;
F（V）=sum（index）;
sum（E）/sum（F）
forRa_snr=line_snr-3:
line_snr+3amp_snr=abs（Group3_snr（Ra_snr,row_snr））;
C_snr（Ra_snr）=amp_snr*Range（Ra_snr）;
D_snr（Ra_snr）=sum（amp_snr）;
sum（C_snr）/sum（D_snr）
forV_snr=row_snr-3:
row_snr+3index_snr=abs（Group3_snr（line_snr,V_snr））;
E_snr（V_snr）=index_snr*v（V_snr）;
F_snr（V_snr）=sum（index_snr）;
sum（E_snr）/sum（F_snr）
结果：
ans=3.0000e+003
ans=60.3560
ans=60.3533
3、信号检测
mean_noise=0.0010+0.0079i
var_noise=1.0123
pf1=1.0000e-003
高斯白噪声取模值后的波形以及检测门限
3.5
检测概率相对于SNR曲线
98765432
00000000
率概测检
468101214161820
SNR/dB
4、单脉冲测角仿真
单脉冲跟踪雷达是通过比较来自两个或多个同时波束的信号获得目标角位置信息的一种雷达；
目前常用的单脉冲测角方法主要有幅度和差单脉冲测角和相位和差单脉冲测角。
幅度和差单脉冲测角通过比较两个相位中心重合但指向不同的波束得到目标角度信息；
相位和差单脉冲测角则通过比较两个相位中心有一定距离但波束指向相互平行的波束得到目标角度信息。
相位和差单脉冲与幅度和差单脉冲的相似之处在于：
目标角度坐标都是由一个和通道和两个差通道来提取的。
主要不同之处在是，幅度和差单脉冲产生的四个信号具有相同的相位但具有不同的幅度，而相位和差单脉冲信号具有相同的幅度但有不同的相位。
相位和差单脉冲对每个坐标系（方位和俯仰坐标）使用最少由两个阵元组成的阵列天线。
相位误差信号是由于不同天线阵元产生的信号之间的相位差来计算得出的。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%单%%脉%冲%测角仿真%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f0=10e6;
%目标距0号阵元的距离d=10;
%阵列接收天线之间的距离theta0=0.2*pi/180;
%目标角度
%R0=R0+d*sin（theta0）/2;
lamda=c/f0;
tau0=2*R0/c;
%到0号阵元的时延
theta=linspace（-1*pi/180,1*pi/180,1000）;
thetaP=0.15*pi/180;
%偏置角
N=4;
%天线个数
%%幅度和差单脉冲测角
%相同相位不同幅度
%波束形
升级会员 