雷达信号处理基本流程

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1、基本雷达信号处理流程基本雷达信号处理流程一、脉冲压缩一、脉冲压缩窄带（或某些中等带宽）的匹配滤波： 相关处理相关处理，用 FFT 数字化执行，即快速卷积处理，可以在基带实现（脉冲压缩脉冲压缩）快速卷积，频域的匹配滤波快速卷积，频域的匹配滤波脉宽越小，带宽越宽，距离分辨率越高 ； 脉宽越大，带宽越窄，雷达能量越小，探测距离越近； D=BT（时宽带宽积） ； 脉压流程：脉压流程： 频域：回波谱和参考函数共轭相乘 时域：相关 即输入信号的输入信号的 FFT 乘上参考信号乘上参考信号 FFT 的共轭再逆的共轭再逆 FFT； Sc=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S);F FF FT T输

2、输入入信信号号共共轭轭相相乘乘逆逆F FF FT T参参考考信信号号的的F FF FT T匹匹配配滤滤波波器器输输出出Task1 f0=10e9;%载频 tp=10e-6;%脉冲宽度 B=10e6;%信号带宽 fs=100e6;%采样率 R0=3000;%目标初始距离 N=4096;c=3e8;tau=2*R0/c;beita=B/tp;t=(0:N-1)/fs;Sb=rectpuls(t-tp/2-tau,tp).*exp(j*pi*beita*(t-tp/2-tau).2).*exp(-2j*pi*f0*tau);%回波信号回波信号01000200030004000500060007000

3、-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8101000200030004000500060007000-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81012345678910 x 107020406080100120S=rectpuls(t-tp/2,tp).*exp(i*pi*beita*(t-tp/2).2);%发射信号发射信号（参考信号）00.511.522.533.544.5x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8100.511.522.533.544.5x 10-5-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.4

4、0.60.81012345678910x 107020406080100120So=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S);%脉压 figure(7);plot(t*c/2,db(abs(So)/max(So)%归一化 dB grid on01000200030004000500060007000-400-350-300-250-200-150-100-5002、去斜处理（宽带的匹配滤波）去斜处理（宽带的匹配滤波）去斜处理去斜处理“有源相关” ，通常用来处理极大带宽的 LFM 波形（如果直接采样的 话因为频带很宽所以在高频的时候需要的采样率就很大，采样点数就很多，所 以要经过去斜处

5、理）Stretch 方法是针对线性调频信号而提出的，其方法是将输入信号与参考信号 （经适当延迟的本振信号，延迟量通常由窄带信号测距结果估计出）混频混频，则 每一个散射点就对应一个混频后的单频分量，对混频输出的信号进行 DFT 处理处理， 即可获得目标的距离像，对参考信号的要求是应具有与输入信号相同的调频斜 率。去斜处理流程去斜处理流程：输入信号频谱分析输出信号参考信号混频过程为回波信号在时域与参考信号的共轭相乘混频过程为回波信号在时域与参考信号的共轭相乘 混频后得到一个瞬时频率和目标距离成正比的单频信号单频信号，对其进行频谱分析即可得到目标的距离像； 去斜处理一般情况下可降低信号带宽；% 去斜

6、处理仿真程序 % clc;clear all;close all;B=10e6;%带宽 10MHztp=10e-6;%脉宽 10usk=B/tp;%LFM 系数 fs=50e6;R0=3e3;R1=2000;R2=3500;R=5000;c=3e8;f0=60e6;N=round(2*R/c*fs);fft_N=2nextpow2(N);t=linspace(0,2*R/c,N);% 参考信号 % Sref=exp(2i*pi*f0*t).*exp(1i*pi*k*t.2);00.511.522.533.5x 10-5-101。 。 。 。 /t。 。 。 。 。 。 。00.511.522.

7、533.5x 10-5-101。 。 。 。 /t。 。 。 。 。 。 。-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5x 107050100。 。 f/Hz。 。 。 。 。 。 。% 回波信号 % Sb0=exp(1j*pi*k*(t-2*R0/c).2).*exp(2j*pi*f0*(t-2*R0/c);Sb1=exp(1j*pi*k*(t-2*R1/c).2).*exp(2j*pi*f0*(t-2*R1/c);Sb2=exp(1j*pi*k*(t-2*R2/c).2).*exp(2j*pi*f0*(t-2*R2/c);Sb=Sb0+Sb1+Sb2;00.511.522.53

8、3.5x 10-5-101。 。 。 。 t/s。 。 。 。 。 1。 。00.511.522.533.5x 10-5-101。 。 。 。 t/s。 。 。 。 。 2。 。00.511.522.533.5x 10-5-101。 。 。 。 t/s。 。 。 。 。 3。 。00.511.522.533.5 x 10-5-3-2-10123。 。 t/s。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。% 混频信号 %SSb=Sref.*conj(Sb);%去斜后时域信号spectrum=fft(SSb,fft_N);%去斜后频域信号f=fs*(0:fft_N-1)/fft_N-f

9、s/2;%从-fs/2 到 fs/2f=f*c*tp/2/B;%瞬时频率对应的距离sf=exp(-j*pi/k*f.2);%滤波器传输函数SSb=spectrum.*sf;%从频域去距离扭曲，实现了压缩和去 RVP figure;SSb=fftshift(SSb);SSb1=ifft(SSb);%消除了距离扭曲和 RVP 的时域信号 subplot(211);plot(f,db(abs(SSb)/max(SSb)xlabel(距离/m); grid onsubplot(212);plot(f,abs(SSb)xlabel(距离/m); grid on-4000-3000-2000-100001

10、000200030004000-80-60-40-200。 。 /m-4000-3000-2000-1000010002000300040000500100015002000。 。 /m三、加窗三、加窗信号的截取产生了能量泄漏，而用 FFT 算法计算频谱又产生了栅栏效应，在 FFT 分析中为了减少或消除频谱能量泄漏及栅栏效应可采用不同的截取函数对 信号进行截短，截短函数称为窗函数，简称窗。% 窄带加窗处理 %clc;clear all;close all;f0=10e9;%载频 B=10e6;%信号带宽 tp=10e-6;%脉冲宽度 fs=100e6;%采样频率 k=B/tp;%LFM 系数，

11、线性调频率 R0=3000;%初始距离c=3e8;%光速 R=6000; tau=2*R0/c;N=round(2*R/c*fs);fft_N=2nextpow2(N);t=(0:fft_N-1)/fs;s=rectpuls(t-tp/2,tp).*exp(j*pi*k*(t-tp/2).2); % 发射信号spectrum_s=fft(s,fft_N);%参考信号频谱 spectrum_s=fftshift(spectrum_s);sb=rectpuls(t-tp/2-tau,tp).*exp(j*pi*k*(t-tp/2-tau).2).*exp(-2j*pi*f0*tau); % 回波信

12、号% 时域加窗sm=hamming(round(tp*fs).*s(1:round(tp*fs);%参考信号加窗 % 频域加窗%找频谱的-4dB 压缩点，窗函数严格与该压缩点之间的频谱对应 hamming1=zeros(1855,1),hamming(387),zeros(1854,1);spectrum_sm=hamming1.*spectrum_s;% 脉压 fft_ssb=ifft(fft(sb).*conj(fft(s);fft_smsb=ifft(fft(sb).*conj(fft(sm,length(sb);fft_spsb=ifft(fft(sb).*conj(fftshift(

13、spectrum_sm);012345678910 x 107-90-80-70-60-50-40-30-20-100。 。 f/Hz。 。 /dB。 。 。 。 。 。 。 。 。01002003004005006007008009001000050100150。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。012345678910 x 107050100150。 。 f/Hz。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。012345678910 x 107050100150。 。 f/Hz。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。012345678910 x 10

14、7050100150。 。 f/Hz。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。01000200030004000500060007000-400-350-300-250-200-150-100-500。 。 /m。 。 /db。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。01000200030004000500060007000-400-350-300-250-200-150-100-500。 。 /m。 。 /db。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。% 去斜加窗处理 %B=10e6;%带宽 10MHz tp=10e-6;%脉宽 10us u=B/tp;%LFM 系数fs=50e6;%fs=2*B/tp*tau R0=3000;%初始距离 R=4500;%距离波门c=3e8; f0=60e6;%载频 N=round(2*R/c*fs); fft_N=2nextpow2(N); t=linspace(0,2*R/c,N);f=fs*(0:fft_N-1)/fft_N-fs/2;%从-fs/2 到 fs/2% 参考信号 % Sref=exp(1i*pi*u*t.2);% 回波信号 %