线性调频波形测距测速信号处理——全代码+注释

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%% 参数设置

fs=600e6;%采样率

fc=10.45e9;% 波形发射载频

t=10e-6;%脉宽

f0=50e6;%波形中频频率

B=10e6;%带宽

u=B/(2*t);%调频斜率

Tv=100e-6;% 脉冲重复周期

Num=64;% 测速脉冲数

lamd=fs/B;% 抽取带宽

Ns=round(fs*t);

NTv=round(fs*Tv);

tt=0:1/fs:t-1/fs;

ff=0:1/t:fs-1/t;

%% 线性调频波形调制

yf=exp(1i*2*pi*((f0-B).*tt+u*tt.^2));

y_lfm=real(yf);

y_lfm_fft=fft(y_lfm);

figure

plot(tt.*1e6,y_lfm./max(y_lfm),'k')

xlabel('时间(us)')

ylabel('归一化幅度')

title('线性调频波形时域')

set(gca,'FontName','宋体','FontSize',12);

figure

plot((ff-fs/2)./1e6,abs(fftshift(y_lfm_fft))./max(abs(y_lfm_fft)),'k')

xlabel('时间(us)')

ylabel('归一化幅度')

title('线性调频波形频域')

set(gca,'FontName','宋体','FontSize',12);

%% 匹配副本处理

bellm=exp(1i*2*pi*f0.*tt);%匹配副本的下变频本振

y_match=yf.*bellm;%发射波形下变频

window_h=hamming(length(y_match));%汉明窗函数

y_match_w=y_match.*window_h';%匹配副本加窗

%% 探测目标设定

c=3e8; % 光传播速度

R=50;% 目标距离

dt=R*1e3*2/c; % 回波时延

Ndt=round(fs*dt);

v=20; % 目标径向速度

df=2*v/(c/fc);% 速度对应的多普勒频移

tt_v=0:1/fs:(Num*NTv-1)*1/fs;

fd=exp(2*j*pi*df.*tt_v);% 多普勒频率调制函数

%% 接收处理仿真

for k=1:Num;

yr(k,:)=[zeros(1,Ndt),y_lfm.*fd((k-1)*NTv+1:(k-1)*NTv+Ns)];% 回波延时

yr_n(k,:)=awgn(yr(k,:),20,'measured');% 加性噪声

tt_r=0:1/fs:(length(yr_n(k,:))-1)*1/fs;

bell_i=cos(2*pi*f0.*tt_r);% 回波下变频本振I路信号

bell_q=sin(2*pi*f0.*tt_r);% 回波下变频本振Q路信号

yr_n_i(k,:)=yr_n(k,:).*bell_i;% 正交调制

yr_n_q(k,:)=yr_n(k,:).*bell_q;% 正交调制

% yr_n_l_i(k,:)=filter(b_d,a_d,yr_n_i(k,:));% 低通滤波

% yr_n_l_q(k,:)=filter(b_d,a_d,yr_n_q(k,:));% 低通滤波

yr_n_l(k,:)=yr_n_i(k,:)+1i*yr_n_q(k,:);

yr_n_l_fft(k,:)=fft(yr_n_l(k,:));

y_match_w_fft=fft(y_match_w,length(yr_n_l_fft(k,:)));

%脉冲压缩

res_fft(k,:)=yr_n_l_fft(k,:).*conj(y_match_w_fft);

res(k,:)=ifft(res_fft(k,:));

res_c(k,:)=res(k,1:lamd:end);%等带宽抽取

end

%% 测距

res_c_1=res_c(1,:);

tt_s=0:1/fs*lamd:(length(res_c_1)-1)*1/fs*lamd;

dd_s=tt_s*c/2;

figure

plot(dd_s./1e3,-20*abs(log10(abs(res_c_1)./max(abs(res_c_1)))),'k');

ylim([-100 0])

xlabel('距离(km)')

ylabel('幅度(dB)')

title('脉冲压缩测距')

set(gca,'FontName','宋体','FontSize',12);

%% 测速

for k=1:length(res_c(1,:));

res_c_fft(:,k)=fft(res_c(:,k));

end

\~,ind_s_temp\]=max(abs(res_c(1,:))); res_v=abs(res_c_fft(:,ind_s_temp)); vv_s=0:1/(Num\*Tv)\*(c/fc)/2:(Num-1)\*1/(Num\*Tv)\*(c/fc)/2; figure plot(vv_s,res_v./max(res_v),'k'); xlabel('速度(m/s)') ylabel('归一化幅度') title('相参测速') set(gca,'FontName','宋体','FontSize',12); %% 相参处理后距离-速度三维图 res_c_fft=fft(res_c); %相参积累 figure surf(dd_s,vv_s,abs(res_c_fft)./max(max(abs(res_c_fft)))) xlabel('距离(m)') ylabel('速度(m/s)') zlabel('归一化幅度') set(gca,'FontName','宋体','FontSize',12); shading interp

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