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调频斜率matlab代码

发布时间:2025-02-26 17:33:00

1. 常见雷达信号模糊函数(CW、LFM、HFM、Bark、Costas)【附MATLAB代码

一、常规雷达信号(CW信号)

常规雷达信号通常指的是相位保持恒定的一种信号,这类信号在脉冲雷达系统中比较常见。在单载频信号中,相位不随时间变化,因此对应的c(t)函数为常数0。常规雷达信号的数学表达式如下所示:

通过仿真,可以观察到信号在时间轴上的稳定表现。

二、线性调频雷达信号(LFM信号)

LFM信号在雷达应用中较为广泛,其相位随时间呈二次函数变化,表达式为c(t)=πkt^2。这里的k表示调频斜率,B =kT为信号带宽,其中T为脉冲宽度,B决定了雷达的分辨率。LFM信号的模型如下所示:

仿真结果展示出信号随时间变化的线性调频特性。

三、高斯调频雷达信号(HFM信号)

HFM信号的表达式较为复杂,涉及脉冲宽度T、调频参数b、线性调频斜率k和信号带宽B等参数。该信号的数学描述如下所示:

通过仿真,可以直观地观察到HFM信号的调频特性。

四、巴克编码雷达信号

巴克编码雷达信号通过副包络u(t)和相位调制函数φ(t)实现。其中,u(t)与幅度调制函数相关,φ(t)代表相位调制,而f0是载波频率。巴克编码的数学模型如下所示:

通过仿真,可以观察到巴克码雷达信号的自相关性能。

五、Costas频率编码信号

Costas频率编码信号采用多个按照Costas序列跳变的频率,每个频率只出现一次,持续时间相同。Costas序列长度多样,本文采用长度为16的序列。Costas序列的数学模型如下所示:

通过仿真,可以观察到Costas频率编码信号的时间-频率关系。

MATLAB代码用于实现上述雷达信号的生成和仿真,具体代码略。

2. 干货:FMCW雷达系统信号处理建模与仿真(含matlab代码)

五一假期学习新指南:“技术探索者”精心分享的FMCW雷达信号处理与仿真实战教程,带你走进MATLAB世界,从基础理论到实战模拟,一网打尽。


发射信号的秘密藏在LFMCW波形的公式(1)和(2)中,通过调频斜率和周期时间,我们可以计算出最大距离(maxR)下的IFmax频率。MATLAB函数,如 Tx(i) = ...,帮你可视化发射信号的构造。在这个过程中,关键参数如雷达的最大距离、距离分辨率和速度范围,都在仿真中精细设定,便于你理解和实践。


在深入解析中,空闲时间tle_time=6.3e-6秒,调频斜率决定了中频频率变化。速度分辨率,采样频率,以及发射和接收信号的采样时间,都以公式精确计算。回波信号的旅途从接收信号Rx的MATLAB表达式开始,通过时域图和时频图,清晰展示接收信号的演变过程。


混频魔术:接收到的信号经过混频,生成中频信号模型。静止目标测距,是通过计算差频信号的相位、中频频率与距离的关系;对于运动目标,τ的变化会导致中频信号呈现线性调频特性。在频率域,中频信号参数与时带宽积的分析,揭示了信号的精髓。


尽管公式(11)提供了近似值,但多普勒效应的影响在FMCW雷达中相对较小。混频操作Mix(i) = Tx(i).*Rx(i)产生混合信号,其频谱在图8中呈现。然而,数字信号模拟可能导致失真,如“和频”信号因欠采样丢失高频,但这并不影响对原理的理解。


低通滤波是信号处理的关键步骤,图10至12展示了滤波效果的提升。图13放大后的频率保留了关键信息,而正交采样和距离估计部分将在后续章节展开。公式(12)的简化版距离估计,系数K受采样点数影响,二维矩阵形式如图14所示。


在MATLAB中,图15展示了第一个chirp脉冲距离维的FFT,半个频谱的保留呈现深度解析。图16则进一步展示了FFT结果矩阵,清晰地展示了目标距离和速度的解算路径。例如,速度解算公式与分辨率和门号紧密相关,如图17中的多普勒门号10对应速度10.04m/s。


完整代码实例和更多深度解析请访问公众号“技术探索者的FMCW雷达秘籍”,期待你的深度探索与反馈。让我们一起在信号处理的旅程中,解锁雷达世界的奥秘!

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