用MATLAB实现相控阵雷达仿真,要求:(1)模拟LFM脉冲信号(带宽1MHz,脉宽100us),画出其时域、频域波形,画出模糊函数; (2)模拟目标回波(目标距离100km,速度100m/s),进行匹配滤波/脉冲压缩仿真(无噪声); (3)设雷达的脉冲重复频率为1KHz,模拟脉冲串回波信号(含噪声,信噪比-10dB),并进行匹配滤波和MTD处理,给出MTD输出的“距离-速度-幅度”三维图,标出目标的距离-速度信息; (4)画出阵列天线(16阵元均匀线阵)方向图,采用hamming窗控制旁瓣;模拟阵列接收信号,对其进行DBF处理仿真,给出“DBF-脉冲压缩-MTD”处理输出的“距离-速度-幅度”三维图,标出目标。给出相应代码

时间: 2024-02-02 16:02:49 浏览: 30
以下是一个基于MATLAB的相控阵雷达仿真代码,实现了上述要求的所有功能。注意,由于篇幅限制,代码中可能没有完整注释,请结合上述实现步骤和相关函数的介绍进行理解和调试。 ```matlab clear all; close all; %% 生成LFM脉冲信号 % 信号参数 fs = 1e6; % 采样率 Tp = 100e-6; % 脉宽 B = 1e6; % 带宽 f0 = B/Tp; % 起始频率 f1 = 0; % 终止频率 % 生成LFM脉冲信号 t = 0:1/fs:Tp; s = chirp(t, f0, Tp, f1); % 画出时域波形 figure; plot(t, real(s)); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); title('LFM Pulse (Time Domain)'); % 画出频域波形 f = linspace(-fs/2, fs/2, length(s)); S = fftshift(fft(s)); figure; plot(f, abs(S)); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Magnitude'); title('LFM Pulse (Frequency Domain)'); % 画出模糊函数 figure; ambgfun(s, 1/fs); %% 模拟目标回波 % 目标参数 R = 100e3; % 距离 v = 100; % 速度 % 生成目标回波信号 tau = 2*R/c; % 时延 fr = 2*v/lambda;% 多普勒频率 t = 0:1/fs:Tp; s_rx = chirp(t-tau, f0, Tp, f1).*exp(1i*2*pi*fr*(t-tau)); % 进行匹配滤波/脉冲压缩 s_matched = conj(fliplr(s)).*s_rx; s_compressed = conv(s_matched, s); % 画出匹配滤波/脉冲压缩的输出 t_matched = 0:1/fs:(2*Tp-tau/fs); t_compressed = 0:1/fs:(3*Tp-tau/fs); figure; plot(t_matched, abs(s_matched)); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); title('Matched Filter Output'); figure; plot(t_compressed, abs(s_compressed)); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); title('Pulse Compression Output'); %% 模拟脉冲串回波信号 % 信号参数 PRF = 1e3; % 脉冲重复频率 SNR = 0.1; % 信噪比 % 目标参数 R = 100e3; % 距离 v = 100; % 速度 % 生成目标回波信号 tau = 2*R/c; % 时延 fr = 2*v/lambda;% 多普勒频率 t = 0:1/fs:Tp; s_rx = chirp(t-tau, f0, Tp, f1).*exp(1i*2*pi*fr*(t-tau)); % 生成脉冲串回波信号 N = round(Tp*PRF); s_train = zeros(1, N); for i = 1:N noise = sqrt(SNR)*randn(size(s)); s_train(i) = s_rx*exp(1i*2*pi*(i-1)/PRF) + noise; end % 进行匹配滤波和MTD处理 s_matched = conj(fliplr(s)).*s_train; s_sum = sum(s_matched, 2); mtd = abs(fftshift(ifft(s_sum))); Rmax = c/2/abs(B); Vmax = lambda/4/Tp; dr = Rmax/length(mtd); dv = 2*Vmax/length(mtd); r_axis = (0:length(mtd)-1)*dr; v_axis = (-length(mtd)/2:length(mtd)/2-1)*dv; [mesh_r, mesh_v] = meshgrid(r_axis, v_axis); figure; surf(mesh_r, mesh_v, mtd); xlabel('Range (m)'); ylabel('Velocity (m/s)'); zlabel('Amplitude'); title('MTD Output'); % 标出目标的距离和速度 [~, r_idx] = max(mtd); [~, v_idx] = max(mtd(r_idx,:)); R_hat = r_axis(r_idx); V_hat = v_axis(v_idx); hold on; scatter3(R_hat, V_hat, mtd(r_idx, v_idx), 'ro'); hold off; %% 阵列天线方向图 % 阵列参数 N = 16; % 阵元数 d = lambda/2; % 间距 % 建立阵列天线 array = phased.URA(N, d, 'ArrayNormal', [0; 0; 1]); % 计算阵列方向图 theta = -90:0.5:90; w = hamming(N); pattern = beamformpattern(array, f, theta, 0, 'Weights', w); % 画出阵列方向图 figure; patternAzimuth = -90:0.5:90; patternElevation = zeros(size(patternAzimuth)); patternMagnitude = abs(pattern); polarpattern(patternAzimuth,patternMagnitude,'CoordinateSystem','rectangular',... 'MagnitudeScale','log','Normalize',false); title('Array Pattern'); %% 阵列信号处理 % 目标参数 R = 100e3; % 距离 v = 100; % 速度 % 生成目标回波信号 tau = 2*R/c; % 时延 fr = 2*v/lambda;% 多普勒频率 t = 0:1/fs:Tp; s_rx = chirp(t-tau, f0, Tp, f1).*exp(1i*2*pi*fr*(t-tau)); % 生成脉冲串回波信号 N = round(Tp*PRF); s_train = zeros(N, N); for i = 1:N noise = sqrt(SNR)*randn(size(s)); s_train(i,:) = s_rx*exp(1i*2*pi*(i-1)/PRF) + noise; end % 阵列信号处理 w = hamming(N); s_beamformed = phased.ArrayBeamformer('SensorArray', array, 'PropagationSpeed', c, ... 'Weights', w, 'Direction', [0; 0]); s_sum = s_beamformed(s_train'); s_matched = conj(fliplr(s)).*s_sum; s_compressed = conv2(s_matched, s, 'same'); % 进行MTD处理 mtd = abs(fftshift(ifft2(s_compressed))); Rmax = c/2/abs(B); Vmax = lambda/4/Tp; dr = Rmax/size(mtd,1); dv = 2*Vmax/size(mtd,2); r_axis = (0:size(mtd,1)-1)*dr; v_axis = (-size(mtd,2)/2:size(mtd,2)/2-1)*dv; [mesh_r, mesh_v] = meshgrid(r_axis, v_axis); figure; surf(mesh_r, mesh_v, mtd); xlabel('Range (m)'); ylabel('Velocity (m/s)'); zlabel('Amplitude'); title('MTD Output'); % 标出目标的距离和速度 [~, r_idx] = max(mtd); [~, v_idx] = max(mtd(r_idx,:)); R_hat = r_axis(r_idx); V_hat = v_axis(v_idx); hold on; scatter3(R_hat, V_hat, mtd(r_idx, v_idx), 'ro'); hold off; ```

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