线性调频[lfm]信号脉冲压缩仿真

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1、WORD整理版随机信号处理实验————线性调频（LFM）信号脉冲压缩仿真姓名：钱振宇学号：0904210144专业资料学习参考WORD整理版一、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

2、;%脉冲宽度B=400e6;%chirpsignal频带宽度400MHzK=B/T;%斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs;%采样频率与采样周期N=T/Ts%N=8000专业资料学习参考WORD整理版t=linspace(-T/2,T/2,N);%对时间进行设定St=exp(j*pi*K*t.^2)%产生chirpsignalfigure;subplot(2,1,1);plot(t*1e6,real(St));xlabel('Timeinusec');title('线性调频信号');gridon;axistight;subplot(2,1,

3、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('FrequencyinMHz');title('线性调频信号的幅频特性');gridon;axistight;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

4、系统的冲击响应为，其频率响应为，其输出响应：专业资料学习参考WORD整理版白噪声条件下，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

5、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。专业资料学习参考WORD整理版经计算得：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Ds(t),h(t),so(

6、t)均为复信号形式，Matab仿真时，只需考虑它们的复包络S(t),H(t),So(t)。以下Matlab程序段仿真了下图所示的过程。其中波形参数脉冲宽度=10，脉冲宽度B=400Mhz。仿真程序：%%demoofchirpsignalaftermatchedfilterT=10e-6;%脉冲持续时间10usB=400e6;%chirpsignal带宽400MHzK=B/T;%chirp信号频率的斜率Fs=10*B;Ts=1/Fs;%采样频率与采样周期N=T/Ts;%采样点的个数N=40000专业资料学习参考WORD整理版t=linsp

7、ace(-T/2,T/2,N);St=exp(j*pi*K*t.^2);%chirpsignalHt=exp(-j*pi*K*t.^2);%matchedfilter的冲激响应%Sw=fftshift(abs(fft(St)));%Hw=fftshift(abs(fft(Ht)));%figure;%subplot(2,1,1);plot(Sw);%subplot(2,1,2);plot(Hw);%figure;plot(Sw.*Hw);Sot=conv(St,Ht);%chirpsignalaftermatchedfilter%fig

8、ure;plot(abs(Sot));L=2*N-1;t1=linspace(-T,T,L);Z=abs(Sot);Z=Z/max(Z);%normalizeZ=20*log10(Z+1e-6);%Z+1e