基于MATLAB的雷達信號處理仿真

殷俊麗+丁康利+郝鵬飛

摘要

在現代脈沖雷達系統中，相位編碼信號以其較好的抗干擾性能，越來越被重視和使用。MATLAB作為一種仿真工具，經常被用于雷達信號處理方案設計中。本文用MATLAB對相位編碼信號的信號處理過程進行仿真，對信號處理過程中各節點信號進行分析，為雷達系統的總體設計提供了參考依據。

【關鍵詞】MATLAB 相位編碼 雷達信號處理 仿真

1前言

相位編碼信號因其靈活的編碼方式、低截獲概率的特點，在具有抗干擾性能的雷達系統中經常被使用。在其信號處理過程中，因其對多普勒的敏感性，在脈沖壓縮之前，要先用預測的多普勒值對回波信號進行補償，計算量龐大，在前期設計中，一般借助于MATLAB強大的仿真平臺對其進行直觀的分析。

2仿真信號產生

MATLAB提供了idinput函數，可根據需要設置參數產生不同相位編碼序列，調用格式如下為：u=idinput（N，type，band，levels），其中N為碼長，type為編碼類型，band為頻率成分，levels信號水平。基于此函數，我們產生碼長為255的二值偽隨機信號（M序列碼），對其進行fs=20MHz抽樣，加入fd=20Hz的多普勒頻率，并模擬加入具有高斯分布特性的空間熱噪聲，得到仿真回波信號如圖1所示。

3多普勒補償及脈沖壓縮

相位編碼信號對多普勒敏感，降低了脈沖壓縮（匹配濾波）的性能，對運動目標回波信號的檢測常常由于這一缺點造成困難。在信號處理中，通常的做法是根據預先推測的多普值對其進行補償，消除多普勒頻率對脈沖壓縮的影響，再對壓縮后的信號進行檢測。多普勒補償的公式為：A=exp（-j27c*fdl*m/fs），其中，fdl為預測的多普勒頻率，fs為抽樣率，m=0，l，2……N-1為索引值，N為處理點數。利用多普勒補償公式對上述回波信號進行補償的結果如圖2所示。

可以看出，多普勒補償消除了多普勒帶來的信號調制。分別對補償前和補償后的回波信號進行脈沖壓縮處理后的結果如圖3所示。

可以看出，對回波信號進行多普勒補償，再做脈壓處理，回波信號中目標信號的幅值增大，信噪比增強，提高了檢測概率。

4結束語

利用MATLAB對信號處理過程進行仿真，處理精度高，并具有靈活性、直觀性的特點，可隨時根據需求對處理模型、參數、過程、性能進行對比和調整，是雷達信號處理專業人員經常使用的工具。本文仿真產生了帶有高斯白噪聲，且被多普勒頻率調制的相位編碼回波信號，以及對其進行多普勒補償和脈沖壓縮的過程，可看出多普勒補償、脈沖壓縮對相位編碼信號處理的重要性，對雷達系統設計和信號處理的軟件編程具有指導意義。

參考文獻

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