线性调频LFM信号脉冲压缩仿真.docVIP

随机信号处理实验 ———— 线性调频（LFM）信号脉冲压缩仿真 一、实验目的： 1、了解线性FM信号的产生及其性质； 2、熟悉MATLAB的基本使用方法； 3、利用MATLAB语言编程匹配滤波器。 4、仿真实现FM信号通过匹配滤波器实现脉压处理，观察前后带宽及增益。 5、步了解雷达中距离分辨率与带宽的对应关系。 二、实验内容： 1、线性调频信号 线性调频矩形脉冲信号的复数表达式为： 当（即大时宽带宽乘积）时，线性调频信号特性表达式如下： 程序如下： %%产生线性调频信号 T=10e-6; %脉冲宽度 B=400e6; %chirp signal频带宽度400MHz K=B/T; %斜率 Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期 N=T/Ts %N=8000 t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定 St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signal figure;subplot(2,1,1); plot(t*1e6,real(St)); xlabel(Time in u sec); title(线性调频信号); grid on;axis tight; subplot(2,1,2) freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); %对采样频率进行设定 plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St)))); xlabel(Frequency in MHz); title(线性调频信号的幅频特性); grid on;axis tight; Matlab程序产生chirp信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图： 2、匹配滤波器 在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为： 其中：为确知信号，为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为。 设线性滤波器系统的冲击响应为，其频率响应为，其输出响应： 白噪声条件下，匹配滤波器的脉冲响应： 如果输入信号为实函数，则与匹配的匹配滤波器的脉冲响应为： 为滤波器的相对放大量，一般。 匹配滤波器的输出信号： 匹配滤波器的输出波形是输入信号的自相关函数的倍，因此匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器，通常=1。 3、LFM信号的脉冲压缩 窄脉冲具有宽频谱带宽，如果对宽脉冲进行频率、相位调制，它就可以具有和窄脉冲相同的带宽，假设LFM信号的脉冲宽度为T，由匹配滤波器的压缩后，带宽就变为，且，这个过程就是脉冲压缩。 信号的匹配滤波器的时域脉冲响应为： 3.1 是使滤波器物理可实现所附加的时延。理论分析时，可令＝0，重写3.1式， 将3.1式代入2.1式得: 经过系统得输出信号。 经计算得： 上式即为LFM脉冲信号经匹配滤波器得输出,它是一固定载频的信号，这是因为压缩网络的频谱特性与发射信号频谱实现了“相位共轭匹配”，消除了色散；当时，包络近似为辛克（sinc）函数。 如上图，当时，为其第一零点坐标；当时，，习惯上，将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。 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 s(t),h(t),so(t)均为复信号形式，Matab仿真时，只需考虑它们的复包络S(t),