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线性调频信号回波仿真

仿真题目二线性调频信号回波仿真

题目要求：产生线性调频信号的回波波形，并在加入移频干扰的情况下，将目标回波和干扰分离开来。 1. LFM 脉冲的匹配滤波

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信号,接收时采用匹配滤波器压缩脉冲。

从雷达回波信号()r s t 提取出表征目标特性的i τ(表征相对距离)和i σ(表征目标反射特性)，常用的方法是让()r s t 通过雷达发射信号()s t 的匹配滤波器，如图2.1

所示

图2.1 雷达回波信号匹配滤波处理

()s t 的匹配滤波器()r h t 为：

*()()r h t s t =- 于是， *()()*()()*()*()o r r s t s t h t s t s t h t ==- 如图3.1,()s t 经过系统()h t 得输出信号()o s t ，

222()()()()*()

()()()()()()c c o j f u j f t u j Ku j K t u s t s t h t s u h t u du h u s t u du u t u e rect e e rect e du T T ππππ∞

∞

-∞-∞

∞

----∞

= =

- =-

- =

? ???

当0t T ≤≤时,

202222

2()2sin ()T

T c c j Kt j Ktu t j Ktu T j f t

j Kt T j f t

s t e e du

e e e t j Kt K T t t e

πππππππππ---=

=?--- =?

(2.1)

当0T t -≤≤时,

202222

2()2sin ()T T c c t j Kt j Ktu

j Ktu T j f t

j Kt T j f t

s t e

e du

t e e e

j Kt K T t t e

πππππππππ+---=

+ =?--+ =? (2.2) 合并2.1和2.2两式：

20sin (1)()()2c j f t t

KT t

t T s t T

rect e KTt T

πππ-= （2.3） 2.3式即为LFM 脉冲信号经匹配滤波器得输出,它是一固定载频c f 的信号。当

t T ≤时，包络近似为辛克（sinc ）函数。

0()()()()()22t t

S t TSa KTt rect TSa Bt rect T T

ππ== （2.4）

图2.2 匹配滤波的输出信号

如图3.2，当Bt ππ=±时，1t B =±

为其第一零点坐标；当2Bt ππ=±时，12t B

=±，习惯上，将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。 11

22B B τ=

?= LFM 信号的压缩前脉冲宽度T 和压缩后的脉冲宽度τ之比通常称为压缩比D ， T

D TB τ

上式表明，压缩比也就是LFM 信号的时宽频宽积。

2. Matlab 仿真

Matlab 程序及运行结果如下： close all clear all

eps = 0.000001;

%输入脉冲带宽和带宽

B=200.0e6; %200 MHZ带宽

T=10.e-6; %脉冲宽度10us

mu=B/T;%计算调频系数

% 确定采样次数

Fs=2*B;Ts=1/Fs;

N=T/Ts;

t=linspace(-T/2,T/2,N);

fi=10e6;

St=exp(j*pi*mu*t.^2);%发射信号

Sr=exp(j*pi*mu*(t-1e-7).^2);%目标回波信号

Ht=exp(-j*pi*mu*t.^2);%匹配滤波函数

Jt=exp(j*2*pi*(mu.*t.^2/2+fi.*t));%杂波干扰信号

S_J=St+Jt;%有杂波干扰的回波信号

%经过匹配滤波运算

Sot=conv(St,Ht);

Sot1=conv(Sr,Ht);

Sot2=conv(S_J,Ht);

L=2*N-1;

t1=linspace(-T,T,L);

Z=abs(Sot);Z=Z/max(Z);%匹配滤波波形输出归一化

Z1=abs(Sot1);Z1=Z1/max(Z1);

Z2=abs(Sot2);Z2=Z2/max(Z2);

freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);

LFMFFT=fftshift(abs(fft(St)));

figure(1),subplot(211),plot(t*1e6,real(St)),grid; xlabel('时间/us'),title('实部'),axis([-1 1 -1 1]); subplot(212),plot(t*1e6,real(Sr),'r'),grid

axis([-1 1 -1 1]),xlabel('时间/us'),title('实部') figure(2),subplot(211),plot(t*1e6,imag(St)),grid

axis([-1 1 -1 1]),xlabel('时间/us'),title('虚部') subplot(212),plot(t*1e6,imag(Sr),'r'),grid

axis([-1 1 -1 1]),xlabel('时间/us'),title('虚部') figure(3),plot(freq*1e-6,LFMFFT),xlabel('频率/MHz') grid,title('LFM信号的频谱');

figure(4),plot(t1*B,Z) ,title('LFM匹配滤波后的波形'); hold,plot(t1*B,Z1),axis([-30 50 0 1]),grid;

figure(5),plot(t*1e6,real(S_J)),grid;

xlabel('时间/us'),ylabel('幅度');

axis([-1.5 1.5 -1.5 1.5]),title('有杂波干扰的回波信号') figure(6),plot(t1*B,Z2),axis([-200 100 0 1]),grid; title('有杂波干扰的回波信号匹配滤波输出');

xlabel('时间/us'),ylabel('幅度');

雷达线性调频信号(LFM)脉冲压缩

西南科技大学课程设计报告课程名称：设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理姓名：学号: 班级：指导教师：起止日期： 2010.12.25-----2011.1.5

课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理起止日期：2010、12、25——2011、1、03 指导教师：课程设计学生日志

课程设计考勤表课程设计评语表

雷达线性调频信号的脉冲压缩处理一、设计目的和意义掌握雷达测距的工作原理，掌握匹配滤波器的工作原理及其白噪声背景下的匹配滤波的设计，线性调频信号是大时宽频宽积信号；其突出特点是匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感以及更好的低截获概率特性。LFM 信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用；利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点，宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率，较好的解决了雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾；。而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力，还增强了抗干扰能力、灵活性，能满足雷达多功能、多模式的需要。二、设计原理 1、匹配滤波器原理：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)(t x ： )()()(t n t s t x += 其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No 。设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应： )()()(t n t s t y o o += 输入信号能量： ∞<=?∞ ∞-dt t s s E )()(2 输入、输出信号频谱函数： dt e t s S t j ?∞ ∞--=ωω)()( )()()(ωωωS H S o = ωωωπωωd e S H t s t j o ?∞ -=)()(21)( 输出噪声的平均功率： ωωωπ ωωπd P H d P t n E n n o o ??∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22 ) ()()(2)()(21 2 2 ωωωπ ωωπ ωωd P H d e S H SNR n t j o o ? ? ∞ ∞ -∞ ∞-=

线性调频信号数字脉冲压缩技术分析_郑力文

2011年1月1日第34卷第1期现代电子技术 M odern Electro nics T echnique Jan.2011V ol.34N o.1 线性调频信号数字脉冲压缩技术分析郑力文,孙晓乐 (中国空空导弹研究院,河南洛阳 471009) 摘要:在线性调频信号脉冲压缩原理的基础上,利用M atlab 对数字脉冲压缩算法进行仿真,得到了雷达目标回波信号经过脉冲压缩后的仿真结果。运用数字脉冲压缩处理中的中频采样技术与匹配滤波算法,对中频采样滤波器进行了优化,降低了实现复杂度,减少了运算量与存储量。最后总结了匹配滤波的时域与频域实现方法,得出在频域实现数字脉冲压缩方便,运算量小,更适合线性调频信号。关键词:线性调频信号;脉冲压缩;中频采样;匹配滤波中图分类号:T N911-34 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2011)01-0039-04 Digital Pulse C ompression Technology of Linear Frequency Modulation Signal ZH ENG L-i w en,SU N X iao -le (Chi na Airborne Missi le Academy,L uo yang 471009,China) Abstract :Based o n the pr inciple of pulse com pr essio n techno lo gy o f linear fr equency mo dulat ion signal,the simulatio n r e -sult of radar echo sig nal co mpressed by the pulse can be ga ined by using M atlab to simulate the dig ital pulse com pr essio n algo -r ithm.Co mbining the techno log y o f IF sampling with the matching filt er alg or ithm in the digit al pulse compression processing and optimazing the I F sampling filter,which can remarkably reduce the complex ity and decr ease t he mult iplier operation and the memo ry.Finally ,the implementation methods of matching filter algo rithm in time domain and fr equency doma in are summar ized,the dig ital pulse compression can be im plemented on frequency do main. Keywords :linear frequency modulatio n signal;pulse com pr essio n;IF sampling ;matching f ilter 收稿日期:2010-07-22 为了提高雷达系统的发现能力,以及测量精度和分辨能力,要求雷达信号具有大的时宽带宽积[1-2]。但是,在系统的发射和馈电设备峰值功率受限制的情况下,大的信号能量只能通过加大信号的时宽来得到。然而单载频脉冲信号的时宽和带宽乘积接近1,故大的时宽和带宽不可兼得。因此,对这种信号来说,测距精度和距离分辨力同测速精度和速度分辨力以及作用距离之间存在着不可调和的矛盾。在匹配滤波器理论的指导下,提出了线性调频脉冲压缩的概念,即在宽脉冲内附加线性调频,以扩展信号的频带,提供了一类信号,其时宽带宽乘积大于1,称之为脉冲压缩信号或大时宽带宽积信号。线性调频信号是应用最广泛的脉冲压缩信号,因此线性调频信号的特性、脉冲压缩的原理及其实现技术都是比较受人关注的[3-5]。 1 线性调频信号脉冲压缩基本原理1.1 线性调频信号简介线性调频信号是通过非线性相位调制或线性频率调制(LFM )来获得大的时宽带宽积[6-7],这种信号又称为chirp 信号,它是研究得最早而且应用最广泛的一种脉冲压缩信号。线性调频信号的时域波形如图1所示, 其频谱如图2所示。线性调频信号可以表示为: x (t)=A #r ect t S #exp j 2P f 0t +L t 2 2 (1) 式中:A 为信号幅度;rect (t/S )为矩形函数,即: rect (t/S )= 1, t/S \1/20, t/S <1/2 (2) 线性调频信号的瞬时角频率X i 为: X i =d U d t =2P f 0+L t (3) 图1 线性调频信号的时域波形在脉冲宽度S 内,信号的角频率由2P f 0-L S /2变

线性调频脉冲雷达信号matlab仿真

二〇一年十月课题小论文题目：线性调频（LFM ）脉冲压缩雷达仿真学院：专业：学生姓名：刘斌学号：年级：指导教师：

线性调频（LFM ）脉冲压缩雷达仿真一．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。图1.1：简单脉冲雷达系统框图雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform ），然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。假设理想点目标与雷达的相对距离为R ，为了探测这个目标，雷达发射信号()s t ,电磁波以光速C 向四周传播，经过时间R 后电磁波到达目标，照射到目标上的电磁波可写成： ()R s t C - 。电磁波与目标相互作用，一部分电磁波被目标散射，被反射的电磁波为()R s t C σ?-，其中σ为目标的雷达散射截面（Radar Cross Section ,简称RCS ），反映目标对电磁波的散射能力。再经过时间R 后，被雷达接收天线接收的信号为(2)R s t C σ?-。如果将雷达天线和目标看作一个系统，便得到如图1.2的等效，而且这是一个LTI （线性时不变）系统。图1.2：雷达等效于LTI 系统等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1 ()() M i i i h t t σδτ==-∑(1.1)

线性调频(LFM)信号脉冲压缩仿真

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

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： ()()2001222j f t j f t ut lfm t t u t Arect S e e ππτ??+ ?????== ??? ()211,210,2 j ut t t t u t Arect rect t e πττττ?≤??????==? ? ??????>??为信号的复包络，其中为矩形函数。 0u f τ式中为脉冲宽度,为信号瞬时频率的变化斜率，为发射频率。当1B τ≥（即大时宽带宽乘积）时，线性调频信号特性表达式如下： 0()2LFM f f f rect u B S -??= ???幅频特性： 2 0()()4LFM f f f u ππφ-=+相频特性： 20011222i d f f t ut f ut dt ππ????=+=+ ???? ???信号瞬时频率：程序如下： %%产生线性调频信号 T=10e-6; %脉冲宽度 B=400e6; %chirp signal 频带宽度400MHz K=B/T; %斜率 Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期 N=T/Ts %N=8000 t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定 St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signal

基于MATLAB的线性调频信号的仿真..

存档编号________ 基于MATLAB的线性调频信号的仿真教学学院届别专业学号指导教师完成日期

内容摘要：线性调频信号是一种大时宽带宽积信号。线性调频信号的相位谱具有平方律特性，在脉冲压缩过程中可以获得较大的压缩比，其最大优点是所用的匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感，即可以用一个匹配滤波器处理具有不同多普勒频移的回波信号，这些都将大大简化雷达信号处理系统，而且线性调频信号有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率。因此线性调频信号是现代高性能雷达体制中经常采用的信号波形之一，并且与其它脉压信号相比，很容易用数字技术产生，且技术上比较成熟，因而可在工程中得到广泛的应用。关键词：MATLAB；线性调频；脉冲压缩；系统仿真

Abstract：Linear frequency modulation signal is a big wide bandwidth signal which is studied and widely used. The phase of the linear frequency modulation signal spectra with square law characteristics, in pulse compression process can acquire larger compression, its biggest advantage is the use of the matched filter of the echo signal doppler frequency is not sensitive, namely can use a matched filter processing with different doppler frequency shift of the echo signal, these will greatly simplified radar signal processing system, and linear frequency modulation signal has a good range resolution and radial velocity resolution. So linear frequency modulation signal is the modern high performance radar system often used in one of the signal waveform, and compared with other pulse pressure signal, it is easy to use digital technologies to produce, and the technology of the more mature, so in engineering can be widely applied. Keywords：MATLAB, LFM, Pulse compression, System simulation

USB-chirp序列测试

USBchirp信号测试 1 信号及原理分析 1.1 KJ信号说明 USBchirp信号分为K信号和J信号。根据USB速率将chirp信号做如下区别： RenGE注：不同的速率模式，对于K、J的形态定义是不同的。 DP表示D+ PIN，DM表示D- PIN。 SE0是一种D+和D-都为0电平的特殊状态。多用于表示End-Of-Packet。 1.2 USB全速高速识别过程分析根据规范，全速（Full Speed）和低速（Low Speed）很好区分。因为在设备端有一个1.5k的上拉电阻，当设备插入hub或上电（固定线缆的USB设备）时，有上拉电阻的那根数据线就会被拉高，hub根据D+/D-上的电平判断所挂载的是全速设备还是低速设备。 USB全速/低速识别相当简单，但USB2.0，USB1.x就一对数据线，不能像全速/低速那样仅依靠数据线上拉电阻位置就能识别USB第三种速度——高速。因此对于高速设备的识别就显得稍微复杂些。

表1中图3展示了一个高速设备连接到USB 2.0的hub上的协商（negotiation）情形。高速设备初始是以一个全速设备的身份出现的，即和全速设备一样，D+线上有一个1.5k的上拉电阻。USB2.0的hub把它当作一个全速设备，之后，hub 和设备通过一系列握手信号确认双方的身份。在这里对速度的检测是双向的，比如高速的hub需要检测所挂上来的设备是高速、全速还是低速，高速的设备需要检测所连上的hub是USB2.0的还是1.x的，如果是前者，就进行一系列动作切到高速模式工作，如果是后者，就以全速模式工作。 hub检测到有设备插入/上电时，向主机通报，主机发送Set_Port_Feature请求让hub复位新插入的设备。设备复位操作是hub通过驱动数据线到复位状态SE0(Single-ended 0，即D+和D-全为低电平)，并持续至少10ms。高速设备看到复位信号后，通过内部的电流源向D-线持续灌大小为17.78mA 电流。因为此时高速设备的1.5k上拉电阻还未撤销，在hub端，全速/低速驱动器形成一个阻抗为45欧姆(Ohm)的终端电阻，2电阻并联后仍是45欧姆左右的阻抗，所以在hub端看到一个约800mV的电压（45欧姆*17.78mA），这就是Chirp K信号。Chirp K信号的持续时间是1ms~7ms。在hub端，虽然下达了复位信号，并一直驱动着SE0，但USB2.0的高速接收器一直在检测Chirp K信号，如果没有Chirp K信号看到，就继续复位操作, 直到复位结束，之后就在全速模式下操作。如果只是一个全速的hub，不支持高速操作，那么该hub不理会设备发送的Chirp K信号，之后设备也不会切换到高速模式。设备发送的Chirp K信号结束后100us内，hub必须开始回复一连串的KJKJKJ....序列，向设备表明这是一个USB2.0的hub。这里的KJ序列是连续的，中间不能间断，而且每个K或J的持续时间在40us~60us之间。KJ序列停止后的100~500us内结束复位操作。hub发送Chirp KJ序列的方式和设备一样，通过电流源向差分数据线交替灌17.78mA的电流实现。再回到设备端来。设备检测到6个hub发出的Chirp 信号后（3对KJ序列），

雷达信号处理和数据处理

脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真姓名：-------- 学号：---------- 2014-10-28 - 0 - 西安电子科技大学

一、雷达工作原理雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform），然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾，为了解决这个矛盾，我们采用脉冲压缩技术，即使用线性调频信号。二、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信号的数学表达式： - 1 -

- 2 - （2.1）其中c f 为载波频率，()t rect T 为矩形信号：（ 2.2）其中B K T =是调频斜率，信号的瞬时频率为()22c T T f Kt t + -≤≤，如图（图2.1.典型的LFM 信号（a ）up-LFM(K>0)（b ）down-LFM(K<0)）将式1改写为：（2.3）其中

线性调频信号matlab仿真

实验一雷达信号波形分析实验报告一、实验目的要求 1. 了解雷达常用信号的形式。 2. 学会用仿真软件分析信号的特性。 3了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。二、实验参数设置信号参数范围如下：（1）简单脉冲调制信号：（2）载频：85MHz （3）脉冲重复周期：250us （4）脉冲宽度：8us （5）幅度：1V （2）线性调频信号载频:85MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：20us 信号带宽：15MHz 幅度：1V 三、实验仿真波形 1.简单的脉冲调制信号程序： Fs=10e6; t=0:1/Fs:300e-6; fr=4e3; f0=8.5e7; x1=square(2*pi*fr*t,3.2)./2+0.5; x2=exp(i*2*pi*f0*t); x3=x1.*x2; subplot(3,1,1);

plot(t,x1,'-'); axis([0,310e-6,-1.5,1.5]); xlabel('时间/s') ylabel('幅度/v') title('脉冲信号重复周期T=250US 脉冲宽度为8us') grid; subplot(3,1,2); plot(t,x2,'-'); axis([0,310e-6,-1.5,1.5]); xlabel('时间/s') ylabel('幅度/v') title('连续正弦波信号载波频率f0=85MHz') grid; subplot(3,1,3); plot(t,x3,'-'); axis([0,310e-6,-1.5,1.5]); xlabel('时间/s') ylabel('·幅度/v') title('脉冲调制信号') grid; 仿真波形： 0123x 10-4-101 时间 /s 幅度 / v 脉冲信号重复周期T=250us 脉冲宽度为8us 1 2 3 x 10 -4 -1 1 时间/s幅度/v连续正弦波信号

基于AD9910的线性调频信号发生技术(1)

科技信息2010年第17期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 基于AD9910的线性调频信号发生技术时慧（中国电子科技集团公司第四十一研究所山东青岛266555）【摘要】本文主要介绍了DDS的工作原理以及专用芯片AD9910的功能特点，并重点论述了利用可编程逻辑器件控制DDS产生线性调频信号的设计方案。该设计实现了高度集成化，降低了成本且易于调试。【关键词】直接数字频率合成；AD9910；线性调频信号 Generating Technology of LFM Signal Based on AD9910 【Abstract】This paper introduces the theory of DDS and the characteristics of AD9910,and particularly discuss a scheme using FPGA control DDS to generate LFM signal.The scheme realize integration,reduce the cost and easy to adjust. 【Key words】Direct digital synthesis;AD9910；L inear frequency modulation signal 0前言线性调频信号（LFM，也称为Chirp信号），是一种最常用的雷达信号，因其具有良好的脉冲压缩特性和分辨能力，在合成孔径雷达以及相控阵雷达中得到了广泛的应用[1。数字频率合成技术（DDS）以其相对带宽较宽、频率转换时间短、相位连续性好以及集成化度高等优点成为线性调频信号发生技术的设计主流[2]。在某型号信号模拟系统中，要求产生中心频率250M，扫频带宽为200M的宽带扫频信号。根据设计要求，选用AD公司的DDS芯片AD9910，配以FPGA来实现宽带扫频信号的产生。 1DDS芯片AD9910简介 AD9910是Analog Device公司近年来推出的一款性价比很高的DDS芯片,它集成了14bit数模转换器（DAC）并且支持高达1GSPS 的采样率，理想频率分辨率可以达到0.23Hz,具有32位相位累加器，自带线性或任意频率、相位或幅度扫频电路。内部自带反sinc修正电路，8个频率和相偏备份用于快速调频或调相。1024×32位内部RAM 用于预先定义好的调制[3]。 AD9910主要有4种工作方式：单频模式、RAM调制模式、DRG 调制模式和并口调制模式。在单频模式下,AD9910输出点频信号。AD9910共有8个64位单频信号寄存器，可以存储8个单一频率控制字，每个寄存器中包含了频率控制参数、相位控制参数和幅度控制参数。利用用芯片管脚PROFILE0～2可以选择使用哪个Profile寄存器。在RAM调制模式下，用户可以任意改变DDS信号控制参数来产生各种信号，典型应用如FSK、PSK、ASK以及用户可自定义的非线性扫描信号。这种模式下的RAM寄存器和单点调制模式下的单频信号寄存器复用同一地址，通过芯片的功能控制寄存器CFR1～CFR2来控制选用哪种模式。 DRG调制模式与RAM调制模式实现功能相类似，不同点是该模式利用累加器对DDS所需的信号参数进行调制。在这种模式下，可以产生较好的线性调频信号。并口调制模式主要应用于需要频率或者相位极快变化的场合，例如跳频合成器、高速波形发生器等。因为AD9910提供了更新速率可达250MHz的l6bit快速编程的并行接口，每隔8ns即可更新一次32 bit的频率控制字。在各个工作模式下对芯片的操作只需要选择相应的模式,并写入相应的控制字即可。根据AD9910的功能特点及设计要求，在本文中选择使用的是线性调频模式即DRG调制模式。 2系统设计系统主要由上位机，FPGA单元，DDS单元，参考时钟以及波形输出模块组成，如图1所示：图1系统总体框图2.1时钟设计由DDS的原理可知，整个DDS系统在一个统一的时钟信号即采样时钟下工作。该时钟的质量直接决定了最终输出波形频率的精度、稳定度以及输出信号的相噪，在本设计中采用了晶体振荡器。高稳定的10M晶振产生的时钟信号通过REF_CLK引脚输入到AD9910，经过AD9910内部的锁相环100倍频后生成1G的采样时钟。 2.2控制接口电路上位机根据用户设定的线性调频信号带宽，扫描时间等参数，计算出AD9910相应的配置数据，送入FPGA，FPGA接受到上位机的控制数据后按照AD9910的时序送入到AD9910中，完成DDS模块的设置。AD9910是通过串行模式来接受各种配置数据，主要通过使用了nCS，SCLK，SDIO以及IO_UPDATA。在片选信号nCS为低的时候，AD9910在SCLK的上升沿采样SDIO信号，前八个SCLK周期为指令周期，后面跟着若干数据周期。指令周期由1位读写位（Bit7），2个无关位（Bit6,Bit5）和5个地址位（Bit4~Bit0）组成。根据不同的地址，数据周期的长度为16位，32位或64位不等。尽管AD9910的送数可以MSB优先或LSB优先，为了方便，在设计中，采用AD9910默认的MSB优先模式。 2.3波形输出电路波形输出单元主要由电阻，变压器，放大器和低通滤波器组成，主要完成DDS输出信号的滤波、放大等功能。其电路如图2所示：图2波形输出电路 AD9910输出的20mA电流信号经过R55，R56电阻转换成差分电压信号，再经过变压器（T1）转换成单端电压信号，150M~350M的带通滤波器滤除其带外杂散和镜像后再通过数控衰减器来控制信号输出功率，衰减器的输出经过隔直放大后输出。图3软件流程图（下转第426页）○百家论剑○ 423

雷达线性调频信号的脉冲压缩处理

题目：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理线性调频脉冲信号，时宽 10us ，带宽 40MHz ，对该信号进行匹配滤波后，即脉压处理，脉压后的脉冲宽度为多少？用图说明脉压后的脉冲宽度，内差点看 4dB 带宽，以该带宽说明距离分辨率与带宽的对应关系。分析过程： 1、线性调频信号( LFM ) LFM 信号(也称 Chirp 对于一个理想的脉冲压缩系统，要求发射信号具有非线性的相位谱，并使其包络接近矩形；其中 S(t) 就是信号 s(t) 的复包络。由傅立叶变换性质， S(t) 与 s(t) 具有相同的幅频特性，只是中心频率不同而已。因此， Matlab 仿真时，只需考虑 S(t) 。以下 Matlab 程序产生 S(t) ，并作出其时域波形和幅频特性，程序如下： T=10e-6; % 脉冲时宽 10us B=40e6; % 带宽 40MHz K=B/T; Fs=2*B;Ts=1/Fs; N=T/Ts; t=linspace(-T/2,T/2,N); St=exp(j*pi*K*t.^2); subplot(211) plot(t*1e6,St); xlabel('t/s'); title(' 线性调频信号 '); grid on;axis tight; subplot(212) freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St)))); xlabel('f/ MHz'); 信号)的数学表达式为：式中 f c 为载波频率， rect s(t) rect( t )e 为矩形信号， j2 (f c t 2t ) rect(T t ) 0, t T el se 上式中的 up-chirp 信号可写为： s(t) 当 TB>1时， LFM 信号特征表达式如下： S(t)e j2 fct S LFM ( f ) k 2rect ( f B f c ) LFM ( f ) (f f c ) 4 S(t) rect (T t )e j Kt

线性调频信号产生方法

线性调频信号产生方法研究摘要：本文利用fpga与dac5686完成了线性调频信号产生电路的设计与实现，该方法降低了系统软硬件设计的难度，缩短了开发周期，并提高了设计的可靠性，具有较高的实用价值和良好的应用前景。文章分析了线性调频信号，给出了信号产生电路硬件设计和控制电路软件设计方案，并通过功能实现验证文中方法的有效性。abstract: a generation module of lfm signal based on fpga and dac5686 is designed and realized in this paper. this technique decreases the difficulty of hardware and software design of the system, reduces development cycle and improves design reliability, has higher practical value and good application prospect. lfm signal is analyzed, based on which signal generation circuit and software of control circuit design project is put forward, and the effectiveness of this method is verified through the function realization. 关键词：线性调频；信号产生；fpga；dac5686 key words: lfm；signal generation；fpga；dac5686 0 引言为了能够探测远距离目标，同时又具备较高的距离分辨力，脉冲压缩雷达通常发射较宽脉冲的线性调频（lfm）信号，而在接收时进行脉冲压缩。因而，如何产生良好的线性调频信号，对于脉冲压

雷达线性调频信号的脉冲压缩处理

题目：雷达线性调频信号的脉冲压缩处理线性调频脉冲信号，时宽10us ，带宽40MHz ，对该信号进行匹配滤波后，即脉压处理，脉压后的脉冲宽度为多少？用图说明脉压后的脉冲宽度，内差点看4dB 带宽，以该带宽说明距离分辨率与带宽的对应关系。分析过程： 1、线性调频信号（LFM ） LFM 信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为：式中c f 为载波频率，()t rect T 为矩形信号，上式中的up-chirp 信号可写为：当TB>1时，LFM 信号特征表达式如下：对于一个理想的脉冲压缩系统，要求发射信号具有非线性的相位谱，并使其包络接近矩形；其中)(t S 就是信号s(t)的复包络。由傅立叶变换性质，S(t)与s(t)具有相同的幅频特性，只是中心频率不同而已。因此，Matlab 仿真时，只需考虑S(t)。以下Matlab 程序产生S(t)，并作出其时域波形和幅频特性，程序如下： T=10e-6; %脉冲时宽 10us B=40e6; %带宽 40MHz K=B/T; Fs=2*B;Ts=1/Fs; N=T/Ts; t=linspace(-T/2,T/2,N); St=exp(j*pi*K*t.^2); subplot(211) plot(t*1e6,St); xlabel('t/s'); title('线性调频信号'); grid on;axis tight; subplot(212) freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St)))); xlabel('f/ MHz'); title('线性调频信号的幅频特性');

多分量线性调频信号检测方法

万方数据

多分量线性调频信号检测方法作者：王令欢，李钊，赵训辉，马红光， WANG Ling-huan， LI Zhao， ZHAO Xun-hui， MA Hong-guang 作者单位：王令欢,马红光,WANG Ling-huan,MA Hong-guang(第二炮兵工程学院,陕西,西安,710025)，李钊,LI Zhao(第二炮兵工程学院驻石家庄地区军事代表室,河北,石家庄,050081)，赵训辉 ,ZHAO Xun-hui(第二炮兵工程学院驻7103厂军事代表室,陕西,西安,710100) 刊名：无线电工程英文刊名：RADIO ENGINEERING OF CHINA 年，卷(期)：2006，36(11) 被引用次数：0次参考文献(4条) 1.WOOD J C.BARRY D T Linear Signal Synthesis Using the Radon Wigner Transform 1994(08) 2.LI Y X Recursive Filtering Radon Ambiguity Transform Algorithm for Multi-LFM Signals Detection 2002 3.郭汉伟.王岩基于小波Radon变换检测线性调频信号[期刊论文]-国防科技大学学报 2005(01) 4.张贤达.保铮非平稳信号分析与处理 1998 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/aa19052387.html,/Periodical_wxdgc200611006.aspx 授权使用：武汉大学(whdx)，授权号：5671361f-a594-4d01-b0ca-9e9d00f8c5be 下载时间：2011年3月5日

线性调频信号回波处理

%程序：线性调频信号回波处理 %LFMEchoProc.m clc; %清楚命令窗口信息 clear; %清除工作区的变量 close all; %清除绘图 %****************参数设置*************% fr=3e9; %射频 f0=10e6; %中频 pw=256e-6; %脉宽 bw=2e6; %带宽 pri=1e-3; %脉冲重复周期 fs=70e6; %采样率 R=100e3; %距离 v=0; %速度 Pt=10*log10(1e6); %功率 lamda=10*log10(0.1);%波长 G=30; %天线增益dB L=6; %损耗dB Fn=3; %噪声系数dB RCS=10*log10(2); %RCS %***************信号参数计算*************% Pr=Pt+2*G+2*lamda+RCS-3*10*log10(4*pi)-4*10*log10(R)-L; %回波功率计算A=sqrt(10^(Pr/10)); %回波信号幅度tou=2*R/3e8; %收发时间 fd=2*v*fr/3e8; %回波多普勒频率k=bw/pw; %调频带宽频率变化率 %************************发射信号产生*******************% t=(0:1/fs:pri).'; %时间sampleTbegin=ceil(0*fs+1); %采样时间起始点sampleTEnd=ceil(pw*fs+1); %采样时间结束点sTrans=zeros(length(t),1); %产生发射信号sTrans(sampleTbegin:sampleTEnd,1)=...

线性调频信号处理方法研究

线性调频信号处理方法研究文章对合成孔径雷达的编码应答器所采用的线性调频信号进行了包括傅立叶变换等理论分析，并对基于模拟混频方法的线性调频信号翻转电路划分为两种方案分别进行仿真，从实际角度对电路的系统性进行了研究。标签：合成孔径雷达；LFM；翻转；频谱合成孔径雷达的定标分为两种[1]：一种是图像的几何定标（geometric calibration），指的是将一个图像像素与地面上的固定网格精确配准。另一种是辐射定标（radiometric calibration），指的是一个图像像素与目标散射特征的精确相关。也就是标定SAR系统端到端性能的过程。从另一个角度说，就是标定SAR 系统测量目标后向散射信号幅度和相位的能力。在雷达系统的辐射定标过程中，一个十分重要的环节就是利用地面的应答器，对雷达系统进行校正[2]。有源编码应答器在合成孔径雷达的辐射定标方面发挥着非常重要的作用。它通过标记目标物来使其能够在合成孔径雷达图像上明晰可辨。目前，在波形调制有源编码应答器中，使用加载编码的手段，将应答器的回波波形进行改变，使其与地面目标反射的波形产生较大差异，从而能够在雷达端通过相应的解码过程恢复出应答器信号，满足雷达定标的要求[3]。 1 应答器原理參见图1，合成孔径雷达发送原始信号，此图以线性调频信号（也称Chirp 信号）为例，发射时采用调频斜率线性增加的波形。地面应答器接收到来自合成孔径雷达的信号，在应答器内部进行编码，以将自身回波与地面背景回波进行区分，然后将信号转发回合成孔径雷达。此时，信号变为调频斜率线性减小的线性调频信号。合成孔径雷达接收到此信号，就能够对应答器无模糊定位、识别。通常情况下，雷达接收到的背景杂波可以用下面的式子表示[3]：（1）其中，，K是线性调频信号的调频斜率，？姿是波长，T是脉冲宽度，c 是光速，Si是脉冲间的方位时间。应答器返回给雷达的信号为：（2）注意，式中的K变成了-K，也就是说，应答器传回给雷达的线性调频信号斜率翻转。这样，在放置了应答器的辐射定标区域，雷达得到的反射信号就包括两部分，一部分来自Vb（si，t），一部分来自Ve（si，t）。整个信号通过一个与应答器信

雷达线性调频脉冲压缩的原理及其MATLAB仿真

线性调频（LFM ）脉冲压缩雷达仿真一．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。图1.1：简单脉冲雷达系统框图雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform ），然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。假设理想点目标与雷达的相对距离为R ，为了探测这个目标，雷达发射信号()s t ,电磁波以光速C 向四周传播，经过时间R C 后电磁波到达目标，照射到目标上的电磁波可写成： ()R s t C - 。电磁波与目标相互作用，一部分电磁波被目标散射，被反射的电磁波为()R s t C σ?-，其中σ为目标的雷达散射截面（Radar Cross Section ,简称RCS ），反映目标对电磁波的散射能力。再经过时间R C 后，被雷达接收天线接收的信号为(2)R s t C σ?-。如果将雷达天线和目标看作一个系统，便得到如图1.2的等效，而且这是一个LTI （线性时不变）系统。图1.2：雷达等效于LTI 系统等效LTI 系统的冲击响应可写成: 1 ()()M i i i h t t σδτ== -∑ (1.1)

线性调频信号

图单平面振幅和差单脉冲雷达简化方框图 t=0:0.01*10^(-6):0.1*10^(-3); N=length(t); x1=randn(1,N); x2=randn(1,N); figure(1);subplot(211);plot(t,x1); title('高斯信号','color','b'); subplot(212);plot(t,x2); x2=3*(1+1/3*x2).*cos(1e10*t); x1=3*(1+1/3*x1).*cos(1e10*t); s1=sinc(t-pi/6); s2=sinc(t+pi/6); s3=s1+s2; s4=s1-s2; x1=x1.*s3; x2=x2.*s4; figure(2);subplot(211);plot(t,x1); title('调制回波输出信号','color','b'); subplot(212);plot(t,x2); x2=2*x2; x1=2*x1; figure(3);subplot(211);plot(t,x1); title('高放输出信号','color','b'); subplot(212);plot(t,x2); x2=6*(1+1/3*x2).*cos(1.003*1e10*t); x1=6*(1+1/3*x1).*cos(1.003*1e10*t); figure(4);subplot(211);plot(t,x1); title('混频输出信号','color','b'); subplot(212);plot(t,x2); r=fir1(1000,[0.5,0.7],'bandpass');

雷达回波信号产生

雷达回波信号产生 1.线性调频信号：线性调频信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号，是通过非线性相位调制或线性频率调制获得大时宽带宽积的典型例子。通常把线性调频信号称为Chirp信号，它是研究最早而且应用最广泛的一种脉冲压缩信号。线性调频信号的主要优点是所用的匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，仍能用同一个匹配滤波器完成脉冲压缩；主要缺点是存在距离和多普勒频移的耦合。此外，线性调频信号的匹配滤波器的输出旁瓣电平较高。单个线性调频脉冲信号的时域表达式为：其中A为脉冲幅度，f0为中心频率，μ为调频斜率。 Matlab实现：参数设置：信号产生：u=cos(2*pi*(f0*t+K*t.^2/2)); 仿真结果：

2.多普勒频移 “多普勒效应”是由奥地利物理学家Chrjstian?Doppler 首先发现并加以研究而得名的，其内容为：由于波源和接收者之间存在着相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化。多普勒频移（Doppler Shift）是多普勒效应在无线电领域的一种体现。其定义为：由于发射机和接收机间的相对运动，接收机接收到的信号频率将与发射机发出的信号频率之间产生一个差值，该差值就是Doppler Shift。设发射机发出的信号频率为（f 发），接收机接收到的信号频率为（f 收），发射机与接收机之间的相对运动速度为 V，C 为电磁波在自由空间的传播速度：3×10（8次方）米/秒则有如下公式：f 收＝（c±v）/λ＝f 发±v/λ＝f 发±f 移；（f 移）即为多普勒频移，（f 移）的大小取决于信号波长λ及相对运动速度 V。对某发射机，λ是恒定的，因此相对运动速度 V 决定了频移的幅度。 Matlab实现：代码实现：仿真结果：