%%Dechirp仿真，解线性调频 % 雷达信号采用线性调频信号， % 主要内容：线性调频信号的生成、雷达回波的模拟、解线调参考信号生成、解线调操作、结果绘制 % Author: baidan @beijing 2023.1.11 %=========================================================================% % 雷达参数设置 % %=========================================================================% clear all;close all;clc; C = 3.0e8; %光速（m/s） BandWidth = 2.0e6; %雷达发射信号带宽，带宽=B=1/tau，tau是脉冲宽度 TimeWidth = 50.0e-6; %雷达发射信号的脉冲时宽 k = BandWidth/TimeWidth;%调频斜率 PRT = 100e-6; %雷达发射脉冲重复周期（s），100us对应1/2*100*300=15000米最大无模糊距离 Fs = BandWidth*4; %采样频率 采样点数为PRT*FS=480 NoisePower = 1; %噪声功率 SNR = 0; %信噪比，以dB为单位 SigPower = 10^(SNR/10); %目标功率，无量纲 TargetDistance = 2500; %目标距离，单位： TargetDelay = 2*TargetDistance/C; %延时时间，由目标的距离换算成时间，即线性调频信号的时间 mDelayNumber = fix(Fs*2*TargetDistance/C); %把目标距离换算成采样点（距离门） plot_enable_H = 1; %绘图控制符 plot_enable_L = 0; %绘图控制符 %=================================

### MATLAB 实现线性调频信号生成和解线性调频处理的仿真代码示例 #### 1. 线性调频信号生成 线性调频信号（Chirp Signal）是一种频率随时间线性变化的信号，广泛应用于雷达、声呐等领域。下面是一个生成线性调频信号的 MATLAB 示例代码： ```matlab % 参数定义 fs = 1e6; % 采样率 (Hz) T = 1e-3; % 脉冲宽度 (s) t = -T/2 : 1/fs : T/2 - 1/fs; % 时间向量 fc = 100e3; % 中心频率 (Hz) B = 50e3; % 频率带宽 (Hz) % 线性调频信号表达式 k = B / T; % 调频斜率 y = exp(1j * pi * k * t.^2); % 理想线性调频信号[^1] % 绘图展示 figure; subplot(2, 1, 1); plot(t, real(y)); title('线性调频信号实部'); xlabel('时间 (s)'); ylabel('幅值'); subplot(2, 1, 2); plot(t, imag(y)); title('线性调频信号虚部'); xlabel('时间 (s)'); ylabel('幅值'); ``` 该代码实现了中心频率为 $ fc=100kHz$ ，带宽为 $ B=50kHz$ 的理想线性调频信号，并绘制了其实部和虚部波形。 --- #### 2. 雷达回波模拟 在雷达系统中，目标回波通常是发射信号经过一定延时后的版本。假设存在一个单目标场景，则回波信号可表示如下： $$ r_{\text{echo}}(t) = \alpha e^{-j4\pi R/c} s(t-\tau) $$ 其中： - $\alpha$: 目标的反射系数； - $R$: 目标距离； - $c$: 光速； - $\tau = 2R/c$: 往返传播延迟； 下面是 MATLAB 实现雷达回波模拟的代码： ```matlab % 参数设定 alpha = 0.8; % 反射系数 R = 100; % 目标距离 (m) c = 3e8; % 光速 (m/s) tau = 2*R/c; % 延迟时间 (s) % 回波信号生成 recho = alpha .* y .* exp(-1j*4*pi*(fc)*R/c); % 回波信号 r_echo_shifted = zeros(size(t)); % 初始化移位后的回波信号 idx_delay = round(tau * fs) + length(t)/2; % 计算延迟索引 if idx_delay >=1 && idx_delay <=length(t) r_echo_shifted(idx_delay-length(t)/2+1:end) = recho(1:length(t)-idx_delay+round(length(t)/2)+1); end % 绘制结果 figure; plot(t, abs(r_echo_shifted)); title('雷达回波信号幅度'); xlabel('时间 (s)'); ylabel('|幅度|'); grid on; ``` 此部分代码模拟了一个单一目标产生的雷达回波信号，并考虑了路径损耗效应。 --- #### 3. 解线性调频处理 解线性调频（De-chirping 或者称为去斜处理），是指利用发射信号副本与接收信号混频以获得基带信号的技术。具体实现方法如下所示： ```matlab % 发射信号作为本振信号 local_oscillator = conj(exp(1j * pi * k * t.^2)); % 混频过程 baseband_signal = r_echo_shifted .* local_oscillator; % FFT 分析 Nfft = 2^nextpow2(length(baseband_signal)); % 下一步FFT长度 freq_vector = (-Nfft/2:Nfft/2-1)*(fs/Nfft); % 频率轴 fft_result = fftshift(fft(baseband_signal,Nfft)); % 对基带信号做FFT % 显示频谱 figure; plot(freq_vector,abs(fft_result)); title('解线性调频后频谱'); xlabel('频率 (Hz)'); ylabel('幅度 |X(f)|'); xlim([-B,B]); grid on; ``` 上述代码完成了以下工作： - 将接收到的回波信号与本地复制的线性调频信号进行混频操作，得到零差基带信号。 - 应用快速傅里叶变换（FFT）对基带信号进行频域分析，最终提取出目标对应的频率分量位置，进而反推出目标的距离信息[^3]。 --- ###