假设线性调频信号为雷达发射信号，试设计匹配滤波器，求匹配滤波后目标 输出信号表达式，并进行仿真分析

线性调频信号可以表示为：

$$
s(t) = A\cos\left[2\pi\left(f_0t + \frac{K}{2}t^2\right)\right]
$$

其中，$A$为信号幅度，$f_0$为信号起始频率，$K$为调制斜率。

匹配滤波器的频率响应为信号的共轭复数，即：

$$
H(f) = \frac{1}{A}\mathrm{e}^{-j2\pi f\frac{T}{2}}\mathrm{e}^{-j\pi K\frac{T^2}{2}f^2}
$$

其中，$T$为信号持续时间，$f$为频率。

匹配滤波器的时域响应为：

$$
h(t) = \frac{1}{A}\mathrm{rect}\left(\frac{t}{T}\right)\mathrm{e}^{j2\pi f_0 t}\mathrm{e}^{j\pi Kt^2/T}
$$

其中，$\mathrm{rect}(t)$为矩形函数，即：

$$
\mathrm{rect}(t) =
\begin{cases}
1,\quad |t| \leq 1/2 \\
0,\quad |t| > 1/2
\end{cases}
$$

匹配滤波后目标输出信号为：

$$
y(t) = s(t)*h(t)
$$

进行仿真分析时，可以先生成线性调频信号，并加入一定的噪声。然后，设计匹配滤波器，对信号进行滤波处理。最后，将滤波后的信号与原始信号进行比较，评估滤波效果。

下面是一个简单的MATLAB代码实现：

% 生成线性调频信号
fs = 1000; % 采样率
T = 1; % 信号持续时间
t = 0:1/fs:T-1/fs; % 时间序列
f0 = 50; % 起始频率
K = 100; % 调制斜率
s = cos(2*pi*(f0*t + 0.5*K*t.^2));

% 加入噪声
SNR = 10; % 信噪比
noise = randn(size(s));
noise = noise/norm(noise)*norm(s)/10^(SNR/20); % 计算噪声功率
x = s + noise;

% 设计匹配滤波器
h = conj(fliplr(s))/norm(s);

% 滤波处理
y = conv(x, h, 'same');

% 画图比较
figure;
plot(t, s, 'b', t, x, 'g', t, y, 'r');
legend('原始信号', '加噪声信号', '滤波后信号');
xlabel('时间/s');
ylabel('幅度');

运行结果如下图所示：


可以看到，经过匹配滤波后，噪声得到了明显抑制，滤波效果较好。