脉冲多普勒雷达设计附matlab代码
脉冲多普勒雷达设计附matlab代码
TT_Matlab
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⛄ 内容介绍
要求雷达能在
迎头飞行
400Km
距离上能够探测到
F22
（
F22
飞机迎头雷达散射截面积约
0.1
平米），并区分间隔
10m
以上的两架飞机。（假设探测条件为目标信号信噪比大于
13dB
，系统损耗
3dB
，接收机噪声系数
3dB
）。
⛄ 部分代码
%% 参数
clc;clear all;close all;
Pt = 300e3; %发射功率的峰值功率500KW
c = 3e8;
fc = 1.5e9; % 波段为L波段
lamda = c/fc; %波长
Bn = 20e6; % 噪声,信号带宽 15MHz
Tp = 10e-6; % 脉冲宽度s
kr = Bn/Tp; % 调频率
R = 400e3; % 目标距离
PRF = 5e3; % Hz
PRT = 1/PRF;
fs = 1.2*Bn; % 采样频率
pulse_num = floor(fs * Tp);
ts = 1/fs; % 采样时间间隔
Fn = 3; % 噪声系数
KT = 1.38e-23*(290); % 噪声
sigma = 0.1; % 雷达截面积
eff = 0.7; % 天线效率
loss = 3; % 信号损耗 dB
SNRmin = 13; % 最小信噪比 dB
Ae = 64; %接收面积
G = 4*pi*Ae/power(lamda,2); %天线增益
%% 加入系统损耗，进行相干积累时的最远距离仿真
N = 1000;
Rmax = 400e3;
pt = (Rmax)^4*((4*pi)^3*KT*Bn*power(10,Fn/10)*power(10,loss/10)*power(10,SNRmin/10))/(eff*G^2*lamda^2*sigma);
SNRmin = SNRmin-10*log10(N);
ptn = (Rmax)^4*((4*pi)^3*KT*Bn*power(10,Fn/10)*power(10,loss/10)*power(10,SNRmin/10))/(eff*G^2*lamda^2*sigma);
R_max = (Pt*eff*G^2*lamda^2*sigma/((4*pi)^3*KT*Bn*power(10,Fn/10)*power(10,loss/10)*power(10,SNRmin/10))).^(1/4); %加入系统损耗后的最远距离
v=100/3.6;
fd = 2*v/lamda;
%% 信号产生、加噪、脉冲压缩
SNR = 13;
delay = 2*R/c;
t_axis = (delay-pulse_num*ts) : ts : (delay+2*pulse_num*ts); % 时间轴
t_start = t_axis(1);
Nr = length(t_axis);
r_axis = t_axis*c/2;
figure
s = rectpuls(t_axis-Tp/2-delay,Tp).*exp(1j*2*pi*fc*(-delay)).*exp(1j*pi*kr*(t_axis-Tp/2-delay).^2);
plot(real(s));
receive = awgn(s,SNR);
figure
plot(t_axis,real(s));
s_ref = rectpuls(t_axis-Tp/2-t_start,Tp).*exp(1j*pi*kr*(t_axis-Tp/2-t_start).^2); %
s_out = ifft(fft(receive).*conj(fft(s_ref)));
figure
plot(t_axis,abs(s_out));
%% 一维CFAR检测
s_power = abs(s_out).^2;
s_power_db = 10*log10(s_power); % 信号功率
num_ref = 18; % 参考单元
num_protect = 2; % 保护单元
Pfa = 1e-6; %恒虚警率
alpha = num_ref*(Pfa^(-1/num_ref)-1); %系数
window = [ones(1,num_ref/2),zeros(1,num_protect+1),ones(1,num_ref/2)]; % 滑窗
threshold = conv(s_power,window,’same’)/num_ref*alpha; % 利用卷积计算门限值
threshold_db = 10*log10(threshold);
figure
plot(r_axis,threshold_db);
hold on;
plot(r_axis,s_power_db,’r’);
legend(’检测门限’,’信号功率’);
%%
⛄ 运行结果
⛄ 参考文献
[1] 刘丙亚. 脉冲多普勒雷达解模糊算法设计与实现[D]. 西安电子科技大学.
[2] 崔素芬. 脉冲多普勒雷达信号处理软件设计与实现[D]. 西安电子科技大学, 2015.
[3] 李斌, 王磊, 张少华. 脉冲多普勒雷达Matlab建模与仿真[J]. 光电技术应用, 2020, 35(4):9.