雷达信号matlab仿真

雷达系统分析大作作者：陈雪娣学号：04104207271.最大不模糊距离：,max1252urCRkmf距离分辨率：1502mcRmB2.天线有效面积：220.07164eGAm半功率波束宽度：36.44odbG3.模糊函数的一般表示式为22*2;dtetstsfdfjd对于线性调频信号21RejtpptstcteTT则有：221;ReRepjtTjtdpppttfctcteedtTTTsin1;11dppdpdppfTTfTfTT分别令0,0df可得220;,;0dfsin0;dpddpfTffTsin1;011pppppTTTTT程序代码见附录1的T_3.m,仿真结果如下:4.程序代码见附录1的T_4.m,仿真结果如下:通过比较得知，加窗后的主副瓣比变大，副瓣降低到40db以下，但主瓣的宽度却增加了，约为未加窗时的1.5倍，主瓣也有一定的损失。5.由雷达方程221340(4)tPGTeSNRKTLFR计算可得1196.5540logSNRRdb作图输出结果如下，程序代码见附录1的T_5.m在R=70km时,计算得单个脉冲的SNR1=2.7497db,要达到要求的检测性能则需要12.5dB的最小检测输入信噪比，而M个相参脉冲积累可以将信噪比提高M倍，故10)1(SNRDM=9.4413因此要达到要求就需要10个以上的相参脉冲进行积累。可求得可积累脉冲数为：3256dbraNf其中,a为天线的搜索速度等于30o/s.rf是重复频率为1200hz.故满足要求.6.设t时刻弹舰径向与目标航向的夹角为a（t）,目标偏离弹轴方向的夹角为t（）,在t=0时,31oo（）,1o（0）.由几何关系知,sincosooOMRMPR经t秒后,''cos'''sin'saaMPMPVtVtOMOMVt''()''OMtarctanMP()()'ttsin'''()sin()sin()aOMVtOMRtttcos()cos()dasVVtVt又因为cos()cos(()')ttcos()cos'sin()sin'31cos()sin()22tttt故31cos()sin()cos()22dasVVttVt()dft31cos()sin()22dasVVVtt2231cos()sin()22ddasVfVVtt利用以上的关系式即可计算出第i个重复周期弹目间的距离()iRt和回波信号的多普勒频率()dft.仿真程序代码见附录1的T_6.m.实验结果如下:由仿真结果可知,()dft的变化不大,这表明相对速度的变化不大，同时可求得688/Vdms.7.(1)相干积累:由于相对速度的变化不大，所以在仿真时取定值688/Vdms。仿真程序代码见附录1的T_7_1.m.实验结果如下:相干积累前后的信噪比情况如下图所示：由仿真结果知，积累前匹配滤波器输出的信噪比为约12dB。已知M个脉冲相参积累可以将信噪比提高M倍，所以，64个脉冲相参积累后的信噪比将提高64倍（18db）。相干积累后输出的信噪比约30db，与预期效果相符。(2)非相干积累：双极点滤波器的时域框图如下：由此可的它的频域响应：22exp2/1dk其中212exp/1cos()ddk22exp2/1dk式中：0.63，2.2dN，N是半功率波束宽度。仿真程序代码见附录1的T_7_2.m.实验结果如下:非相干积累前后的信噪比情况如下图所示：由仿真结果知，积累前匹配滤波器的信噪比为约12dB。非相干积累后输出的信噪比约20db。将非相干的结果与相干积累的效果进行比较，可知，相干积累的效果明显优于非相干积累。附录1程序代码第3题:%%%%%%%%T_3.m%%%%clearallclcclftaup=1;%脉冲宽度100usb=10;%带宽up_down=-1;%up_down=-1正斜率，up_down=1负斜率x=lfm_ambg(taup,b,up_down);%计算模糊函数taux=-1.1*taup:.01:1.1*taup;fdy=-b:.01:b;figure(1)mesh(100*taux,fdy./10,x)%画模糊函数xlabel('Delay-\mus')ylabel('Doppler-MHz')zlabel('|\chi(\tau,fd)|')title('模糊函数')figure(2)contour(100.*taux,fdy./10,x)%画等高线xlabel('Delay-\mus')ylabel('Doppler-MHz')title('模糊函数等高线')gridonN_fd_0=(length(fdy)+1)/2;%fd=0的位置x_tau=x(N_fd_0,:);%时间模糊函数figure(3)plot(100*taux,x_tau)axis([-11011001])xlabel('Delay-\mus')ylabel('|\chi(\tau,0)|')title('时间模糊函数')gridonN_tau_0=(length(taux)+1)/2;%tau=0的位置x_fd=x(:,N_tau_0);%速度模糊函数figure(4)plot(fdy./10,x_fd)xlabel('Doppler-MHz')ylabel('|\chi(0,fd)|')title('速度模糊函数')gridonx_db=20*log10(x+eps);[I,J]=find(abs(x_db+6)0.09);%取6db点的位置I=(I-b/.01)/(1/.01);%Doppler维坐标变换J=(J-1.1*taup/.01)/(1/.01);%时间维坐标变换figure(5)%6db的等高线plot(J*100,I/10,'.')axis([-110110-11])xlabel('Delay-\mus')ylabel('Doppler-MHz')title('模糊函数6db的等高线')gridon%----模糊函数---functionx=lfm_ambg(taup,b,up_down)%taup脉冲宽度;%b带宽;%up_down=-1正斜率，up_down=1负斜率eps=0.0000001;i=0;mu=up_down*b/2./taup;fortau=-1.1*taup:.01:1.1*taupi=i+1;j=0;forfd=-b:.01:bj=j+1;val1=1-abs(tau)/taup;val2=pi*taup*(1-abs(tau)/taup);val3=(fd+mu*tau);val=val2*val3+eps;x(j,i)=abs(val1*sin(val)/val);endend%%%%%%%%%%%%%%%%%%第4题:%T_4.m%%%%%%%利用频域处理方法进行脉冲压缩%%%%%%%clearallclcclfeps=1e-10;Te=100e-6;%脉冲带宽Bm=1e6;%调频mu=Bm/Te;%调频斜率Ts=1/(2*Bm);%采样周期Ns=fix(Te/Ts);%采样点数Nf=1024;%fft点数t=0:Ts:Te-Ts;y=exp(j*pi*mu*t.^2);%脉冲压缩前的线形调频信号yfft=fft(y,Nf);h=zeros(1,Ns);fori=1:Nsh(i)=conj(y(Ns-i+1));endhfft=fft(h,Nf);%匹配滤波器的频域响应ycomp=abs(ifft(yfft.*hfft));%脉冲压缩maxval=max(ycomp);ycomp=eps+ycomp./maxval;%利用最大值归一化ycomp_db=20*log10(ycomp);%取对数%%%%%%%%%%%%%%加窗处理%%%%%%%win=hamming(Ns)';h_w=h.*win;%加窗hfft_w=fft(h_w,Nf);%加窗的匹配滤波器的频域响应ycomp_w=abs(ifft(yfft.*hfft_w));%脉冲压缩maxval1=max(ycomp_w);val=ycomp_w;ycomp_w=eps+ycomp_w./maxval;%利用ycomp的最大值归一化ycomp_w1=eps+val./maxval1;%利用ycomp_w的最大值归一化ycomp_w_db=20*log10(ycomp_w);%取对数ycomp_w1_db=20*log10(ycomp_w1);%取对数%%%%%%%%%%%%%%%%tt=0:Ts:2*Te-Ts;figure(1)plot(tt,ycomp_db(1:2*Ns),'g')axis([.2*Te1.8*Te-600])xlabel('t-seconds');ylabel('db')title('没有加窗的脉冲压缩输出')gridonfigure(2)plot(tt,ycomp_w1_db(1:2*Ns),'r')axis([.2*Te1.8*Te-600])xlabel('t-seconds');ylabel('db')title('加窗的脉冲压缩输出')gridonfigure(3)plot(tt,ycomp_db(1:2*Ns),'g',tt,ycomp_w_db(1:2*Ns),'r')axis([.7*Te1.3*Te-600])xlabel('t-seconds');ylabel('db')legend('未加窗','加窗');title('脉冲压缩输出对比')gridon%%%%%%%%%第5题:%T_5.m%%%%%%%%%SNR与距离的关系%%%%%%clearallclceps=1e-10;c=3.0e+8;%speedoflightlambda=0.03;%波长pt=20;%峰值功率lambda=0.03;%波长tao=100e-6;%发射脉冲宽度G_db=30;%天线增益indbsigma=1000;%RCSk=1.38e-23;%Boltzman'sconstantTo=290;%标准室温F_db=2;%噪声系数indbL_db=5;%系统损失indbR=70e3:-100:0;%距离val=10*log10((pt*tao*lambda^2*sigma)/((4*pi)^3*k*To))+2*G_db-F_db-L_db;SNR=val-40*log10(R);figure(1)plot(R./1e3,SNR)title('SNR与距离的关系')xlabel('距离-km')ylabel('SNR-db')gridonSNR1=val-40*log10(70e3)%计算R=70km时的SNR%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%第6题:%T_6.mclearallclclembda=0.03;%波长fr=1200;%重复频率tra=180/pi;%度到弧度的转化量alpha=31/tra;%t=0时弹舰径向与目标航向的夹角alpha_p=30/tra;%导弹运动方向与目标航向的夹角Ro=70e3;%t=0时的弹舰距离Vs=10;%舰船速度Va=680;%导弹速度OM=Ro*sin(alpha);%t=0