基于MATLAB的雷達(dá)信號(hào)處理仿真

殷俊麗+丁康利+郝鵬飛

摘要

在現(xiàn)代脈沖雷達(dá)系統(tǒng)中，相位編碼信號(hào)以其較好的抗干擾性能，越來越被重視和使用。MATLAB作為一種仿真工具，經(jīng)常被用于雷達(dá)信號(hào)處理方案設(shè)計(jì)中。本文用MATLAB對(duì)相位編碼信號(hào)的信號(hào)處理過程進(jìn)行仿真，對(duì)信號(hào)處理過程中各節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行分析，為雷達(dá)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】MATLAB 相位編碼 雷達(dá)信號(hào)處理 仿真

1前言

相位編碼信號(hào)因其靈活的編碼方式、低截獲概率的特點(diǎn)，在具有抗干擾性能的雷達(dá)系統(tǒng)中經(jīng)常被使用。在其信號(hào)處理過程中，因其對(duì)多普勒的敏感性，在脈沖壓縮之前，要先用預(yù)測的多普勒值對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，計(jì)算量龐大，在前期設(shè)計(jì)中，一般借助于MATLAB強(qiáng)大的仿真平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行直觀的分析。

2仿真信號(hào)產(chǎn)生

MATLAB提供了idinput函數(shù)，可根據(jù)需要設(shè)置參數(shù)產(chǎn)生不同相位編碼序列，調(diào)用格式如下為：u=idinput（N，type，band，levels），其中N為碼長，type為編碼類型，band為頻率成分，levels信號(hào)水平。基于此函數(shù)，我們產(chǎn)生碼長為255的二值偽隨機(jī)信號(hào)（M序列碼），對(duì)其進(jìn)行fs=20MHz抽樣，加入fd=20Hz的多普勒頻率，并模擬加入具有高斯分布特性的空間熱噪聲，得到仿真回波信號(hào)如圖1所示。

3多普勒補(bǔ)償及脈沖壓縮

相位編碼信號(hào)對(duì)多普勒敏感，降低了脈沖壓縮（匹配濾波）的性能，對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)的檢測常常由于這一缺點(diǎn)造成困難。在信號(hào)處理中，通常的做法是根據(jù)預(yù)先推測的多普值對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，消除多普勒頻率對(duì)脈沖壓縮的影響，再對(duì)壓縮后的信號(hào)進(jìn)行檢測。多普勒補(bǔ)償?shù)墓綖椋篈=exp（-j27c*fdl*m/fs），其中，fdl為預(yù)測的多普勒頻率，fs為抽樣率，m=0，l，2……N-1為索引值，N為處理點(diǎn)數(shù)。利用多普勒補(bǔ)償公式對(duì)上述回波信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果如圖2所示。

可以看出，多普勒補(bǔ)償消除了多普勒帶來的信號(hào)調(diào)制。分別對(duì)補(bǔ)償前和補(bǔ)償后的回波信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮處理后的結(jié)果如圖3所示。

可以看出，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行多普勒補(bǔ)償，再做脈壓處理，回波信號(hào)中目標(biāo)信號(hào)的幅值增大，信噪比增強(qiáng)，提高了檢測概率。

4結(jié)束語

利用MATLAB對(duì)信號(hào)處理過程進(jìn)行仿真，處理精度高，并具有靈活性、直觀性的特點(diǎn)，可隨時(shí)根據(jù)需求對(duì)處理模型、參數(shù)、過程、性能進(jìn)行對(duì)比和調(diào)整，是雷達(dá)信號(hào)處理專業(yè)人員經(jīng)常使用的工具。本文仿真產(chǎn)生了帶有高斯白噪聲，且被多普勒頻率調(diào)制的相位編碼回波信號(hào)，以及對(duì)其進(jìn)行多普勒補(bǔ)償和脈沖壓縮的過程，可看出多普勒補(bǔ)償、脈沖壓縮對(duì)相位編碼信號(hào)處理的重要性，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和信號(hào)處理的軟件編程具有指導(dǎo)意義。

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