随机信号处理MATLAB仿真报告.docxVIP

南京理工大学

NANJINGUNIVERSITYOFSCIENCETECHNOLOGY

随机信号处理仿真报告

学院：电光学院

姓名：赖佳彬

学号：116104000585

指导教师：顾红

Question:仿真多普勒雷达信号处理

设脉冲宽度为各学生学号末两位，单位为us,重复周期为200us,雷达载频为

10GHz,输入噪声为高斯白噪声。

目标回波输入信噪比可变(-35dB~10dB),目标速度可变(0~1000m/s),目标

距离可变(0~10000m),相干积累总时宽不大于10ms。程序要参数化可设。

(1)仿真矩形脉冲信号自相关函数；

(2)单目标时：

给出回波视频表达式；脉压和FFT后的表达式；

给出雷达脉压后和MTD(FFT加窗和不加窗)后的输出图形，说明FFT加窗

抑制频谱泄露效果；

通过仿真说明脉压输出和FFT输出的SNR、时宽和带宽，是否与理论分析

吻合；

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)。

(3)双目标时：

仿真出大目标旁瓣掩盖小目标的情况；

仿真出距离分辨和速度分辨的情况。

幅度1、矩形脉冲自相关函数

幅度

自相关函数：Rs(t,t2)=E[s(h)s(12)]

脉冲视频信号

时间/s

矩形脉冲信号自相关函数

x

.3

10

区间

2、混频后的信号

回波视频表达式：S(1)=Ad(1-t)cos2t-t)e22

混频后的信号：s(t)=Adt-t)e2a

时延：T=2R/c

将原始信号循环移位，移位的长度为r,再乘以多普勒频移e/2r/,

白噪声，形成回波信号。

x10?

并加上高斯

单目标回波

x10?

双目标回波

x10?

3、回波信号脉压

接收到的宽脉冲输入到匹配滤波器，经过处理后，宽输入脉冲被压缩为非常

窄的脉冲。对发射波形的宽带调制和随后的匹配滤波接收实现了脉冲压缩处理。

假定雷达目标回波信号为S(o),接收机传递函数为H(o)。如果接收机与接

收到的信号匹配，那么接收机的传递函数将是与输入端接收信号的复共轭，即：

H(o)=S*(o),那么G(φ)=S(o)S(o)。

频域中函数的复共轭等于时域中对应信号的反转，所以：

将原始信号的单个周期取反后与混频后的回波信号

进行卷积，即作匹配滤波，从而实现脉压。

单目标脉压图

×103

双目标脉压图

×103

4、距离门重排、FFT

FFT后的表达式：

单目标的距离门重排

x10

双目标的距离门重排

00x10

00

图4.1

单目标的距离门重排

双目标的距离门重排

图4.2X轴视图

单目标重排后的FFT(不加商)

x10速度m/s

x10

速度m/s

双目标重排后的FFT(不加商)

速度m/s

距离/m

x10

图4.3重排后FFT

单目标重排后的FFT(不加商)

速度m/s

双目标重排后的FFT(不加窗)

速度m/s

图4.4重排后FFT的速度视图(不加窗)

单目标重排后的FFT(加窗)

速度m/s

双目标重排后的FFT(加窗)

速度m/s

加窗后旁瓣减小，对旁瓣有良好的抑制效果!

图4.5重排后FFT的速度视图(加窗)

单目标重排后的FFT(不加窗)

单目标重排后的FFT(不加窗)

距离/m

双目标重排后的FFT(不加窗)

距离/m

4x10

x104

图4,6重排后FFT的距离视图

x103

5、脉压和FFT输出的SNR增益，时宽和带宽

(1)脉压输出的SNR增益，时宽和带宽

单目标脉压分贝图

x103

双目标脉压分贝图

x10^3

单目标脉压分贝图

x103

双目标脉压分贝图

幅度/dB

幅度/dB

幅度/dB

脉压信号增益=脉压的时宽压缩比=脉压的带宽压缩比=脉压信号时宽带宽积

=10*log[0.000085/(0.001864-0.001802)]=10*log(1.37)=1.37dB

脉压后时宽62us,带宽16.13kHz

(2)FFT输出的SNR增益：理论值=10log40=16.02dB!

单目标

单目标MTD的速度视图(不加窗)

速度m/s

单目标

单目标MTD的速度视图(加窗)

速度m/s

从图中可以读出FFT后的总信噪比增益为77.84-52.57=25.27dB,则

FFT级增益=25.27-10=15.27,与理论值相符合

6、距离分辨率与速度分辨率

1、距离分辨率

距离分辨率：c*t/2=12750m

当R1=10000m,R2=20000m时，分不清两个目标

单目标重排后的

单目标重排后的FFT(不加窗)

距离/m

双目标重排后的FFT(不