【雷达通信】线性调频（LFM）脉冲压缩雷达仿真【Matlab 215期】

一、简介

1．雷达工作原理
雷达是Radar（RAdio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。典型的雷达系统如图1.1，它主要由发射机，天线，接收机，数据处理，定时控制，显示等设备组成。利用雷达可以获知目标的有无，目标斜距，目标角位置，目标相对速度等。现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念，使它具有对运动目标(飞机，导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。雷达的应用越来越广泛。
在这里插入图片描述

2．线性调频（LFM）信号
脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。
脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter）压缩脉冲。
LFM信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为：
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3. LFM脉冲的匹配滤波
信号的匹配滤波器的时域脉冲响应为：

二、源代码

%%demo of LFM pulse radar
%==================================================================
function LFM_radar(T,B,Rmin,Rmax,R,RCS)
if nargin==0
    T=10e-6;                                          %pulse duration 10us
    B=30e6;                                           %chirp frequency modulation bandwidth 30MHz
    Rmin=10000;Rmax=15000;              %range bin
    R=[10500,11000,12000,12008,13000,13002];  %position of ideal point targets
    RCS=[1 1 1 1 1 1];                           %radar cross section
end
%==================================================================
%%Parameter
C=3e8;                                            %propagation speed
K=B/T;                                             %chirp slope
Rwid=Rmax-Rmin;                           %receive window in meter
Twid=2*Rwid/C;                               %receive window in second
Fs=5*B;Ts=1/Fs;                             %sampling frequency and sampling spacing
Nwid=ceil(Twid/Ts);                         %receive window in number
%==================================================================
%%Gnerate the echo      
t=linspace(2*Rmin/C,2*Rmax/C,Nwid); %receive window
                                                            %open window when t=2*Rmin/C
                                                            %close window when t=2*Rmax/C                            
M=length(R);                                        %number of targets                                        
td=ones(M,1)*t-2*R'/C*ones(1,Nwid);
Srt=RCS*(exp(j*pi*K*td.^2).*(abs(td)<T/2));%radar echo from point targets  
%%demo of chirp signal
T=10e-6;                                  %pulse duration10us
B=30e6;                                   %chirp frequency modulation bandwidth 30MHz
K=B/T;                                      %chirp slope
Fs=2*B;Ts=1/Fs;                      %sampling frequency and sampling spacing
N=T/Ts;
t=linspace(-T/2,T/2,N);
St=exp(j*pi*K*t.^2);                    %generate chirp signal

三、运行结果

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四、备注