新建文件夹.rar_matlab 雷达回波_回波_脉冲压缩_雷达回波产生_雷达回波信号

% 名称： 基于RD算法的雷达成像仿真 %} %---------------------------------start-----------------------------------% %-------------------------------基本参数设置-------------------------------% thetaT=0; %T平台波束斜视角 thetaT=thetaT*pi/180; %rad弧度 thetaR=0; %R平台波束斜视角 thetaR=thetaR*pi/180; %rad弧度 %%-----------测绘带区域---------------- X0=[-45,45]; %方位向[-X0,X0]，范围有自己根据实际情况确定 Rtc=15000; %载波发射距离 Rrc=15000; %载波接收距离 Rc=(Rtc+Rrc)/2; %载波距离向 R0=600; %距离向[Rc-R0,Rc+R0] %%-----------距离向(Range),r/t domain--- c=3e8; %光速3*10^8m/s lambda=3*10^-2; %载波的波长3cm fc=c/lambda; Tr=10^-5; %LFM信号脉宽10US Br=6*10^7; %LFM信号带宽 60MHz Kr=Br/Tr; %调频斜率 fs=10^8; %采样频率10MHZ Nr=Tr*fs; %快时间采样点数 %+++++距离域序列+++++ r=Rc+linspace(-R0,R0,Nr); %距离域序列 %{ 概念普及： linspace(-A,A,M)：生成一些从—A到+A的M份等间距的数值 举例： linspace(-5,5,6) ans = -5 -3 -1 1 3 5 %} t=2*r/c; %距离域t值对应 dt=R0*4/c/Nr; %快时间采样周期 %+++++频率域序列+++++ f=linspace(-1/2/dt,1/2/dt,Nr); %f域序列 %%----------方位向(Azimuth,Cross-Range),x/u domain---- %{ 概念普及： 合成孔径雷达——SAR ——Synthetic Aperture Radar 的缩写 合成孔径观点： 用运动的小天线合成一个大天线 SAR在方位向是真正的微波全息; 通过PRF进行方位向全息图的采样; 采样间隔必须固定不变，因此要求PRF与地速成正比. %} v=150; %SAR 载机移动速度150m/s Lsar=90; %合成孔径长度 90m Na=1024; % 慢时间采样点数 %+++++u域序列+++++ x=linspace(-45,45,Na); %u域序列 u=x/v; %u域序列t值对应 du=2*45/v/Na; %慢时间采样间隔 %+++++fu域序列+++++ fu=linspace(-1/2/du,1/2/du,Na);%fu域序列 ftdc=v*sin(thetaT); %SAR-T平台波束速度 ftdr=-(v*cos(thetaT))^2/lambda/Rtc; frdc=v*sin(thetaR); %SAR-R平台波束速度 frdr=-(v*cos(thetaR))^2/lambda/Rrc; fdc=ftdc+frdc; %Doppler调频中心频率 fdr=ftdr+frdr; %Doppler调频斜率 %-------目标位置----------- Ntar=3;%目标个数 Ptar=[ Rrc , 0 , 1 %参数对应：距离向坐标,方位向坐标,sigma Rrc+50, -50, 1 Rrc+50, 50, 1]; %%-----------LFM产生回波--------- s_ut=zeros(999,1024); %生成m×n的double类零矩阵，设定数值内存 %{ 概念普及： zeros: zeros(m,n)产生m×n的double类零矩阵，zeros(n)产生n×n的全0方阵。 举例 zeros(2,4) ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 zeros(4) ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 %} U=ones(floor(Nr),1)*u; %扩充为矩阵 T=t'*ones(1,Na); % 将快时间拓展为 Na 列 %{ 概念普及： ones: ones函数——生成全1阵 zeros(m,n)产生m×n的double类零矩阵，zeros(n)产生n×n的全0方阵。 举例 ones(1,6) ans = 1 1 1 1 1 1 %} for i=1:1:Ntar rn=Ptar(i,1); % 目标距离向坐标 xn=Ptar(i,2); % 目标方位向坐标 sigma=Ptar(i,3); % 目标RCS rtn=rn+Rtc-Rrc; RT=sqrt(rtn^2+(rtn*tan(thetaT)+xn-v*U).^2); % 发射 目标斜距 RR=sqrt(rn^2+(rn*tan(thetaT)+xn-v*U).^2); % 接收 目标斜距 R=RT+RR; DT=T-R/c; % DT=DT*ones(1000,1024); %%%% phase=pi*Kr*DT.^2-2*pi/lambda*R; s_ut=s_ut+sigma*exp(1i*phase).*(abs(DT)<Tr/2).*(abs(v*U-xn)<Lsar/2); %%%二维回波信号 S_UT=fft2(s_ut); %傅里叶变换 margin=(abs(S_UT)); %图像幅度谱，加log便于显示 imshow(margin,[]),title('图像幅度谱'); figure(2) phase=angle(S_UT); imshow(phase,[]),title('图像相位谱'); figure(3) end; %-------------------------------end---------------------------------------% %-------------距离压缩------------- %参考信号 p0_t=exp(1i*pi*Kr*(t-2*Rc/c).^2).*(abs(t-2*Rc/c)<Tr/2); %距离向LFM信号 %P0_t=p0_t'*ones(1,Na); p0_f=fftshift(fft(fftshift(p0_t))); % 距离向LFM参考信号的快速傅里叶变换 P0_f=p0_f'*ones(1,Na); %{ 概念普及：Matlab fftshift 详解 一. 实信号情况 因为实信号以fs为采样速率的信号在 fs/2 处混叠，所以实信号fft的结果中前半部分对应 [0, fs/2],后半部分对应[ -fs/2, 0] 1）实信号fft的结果前半部分对应[0, fs/2]是正频率的结果,后半部分对应[ -fs/2, 0]是 负频率的结果。大于fs/2的部分的频谱实际上是实信号的负频率加fs的结果。故要得到 正确的结果，只需将视在频率减去fs即可得到频谱对应的真实负频率 2）如果要让实信号fft的结果与[-fs/2, fs/2]对应，则要fft后fftshift一下即可， fftshift的操作是将fft结果以fs/2为中心左右互换 3）如果实信号fft的绘图频率f从[-fs/2, fs/2]，并且没有fftshift，则fft正频谱对应 f在[0, fs/2]的结果将混叠到(f - fs/2)的位置;fft负频谱对应f在[-fs/2, 0]的结果 混叠到 f + fs - fs/2 的位置，注意这里f为负值，也就是说此种情况下fft负频谱对 应的视在频率减去fs/2即可得到频谱对应的真实负频率 二. 复信号情况 1）复信号没有负频率，以fs为采样速率的信号，fft的频谱结果是从[0, fs]的。 2）在 f > fs/2 时，对复信号的fft结果进行fftshift会产生频率混叠(将下面的示例2中 的频率从f=15改为f=85可以验证f=85的谱线在fftshift后跑到 f = -15 = 85 - fs = 85 - 100的位置了)，所以复信号也一般要求 f <= fs/2 3）在对雷达的慢时间维(复信号)进行fft后，由于要用doppler = ((0:LFFT-1)/LFFT - 0.5)*PRF; 计算多普勒频率，所以对该慢时间信号fft后要fftshift下，以便和正确 的频率单元相对应。注意多普勒频率fd < = PRF/2 时才测的准！ %} %--------------------距离向压缩--------------- s_uf=fftshift(fft(fftshift(s_ut))); %距离向FFT %{ 概念普及： fftshift 作用：将零频点移到频谱的中间 用法： Y=fftshift(X) Y=fftshift(X，dim) 描述：fftshift移动零频点到频谱中间，重新排列fft,fft2和fftn的输出结果。将 零频点放到频谱的中间对于观察傅立叶变换是有用的。 %} src_uf=s_uf.*(conj(p0_f).'*ones(1,Na)); %距离压缩 src_ut=fftshift(ifft(fftshift(src_uf)));% IFFT后得到距离压缩后的信号 % %--------------------方位向压缩-------------- src_fut=fftshift(fft(fftshift(src_ut).')).'; %距离多普勒域 %二次距离压缩,距离迁移校正原理仿真 src_fuf=fftshift(fft(fftshift(src_uf).')).'; %距离压缩后的二维频谱 F=f'*ones(1,Na);%扩充为矩阵 FU=ones(floor(Nr),1)*fu; p0_2f=exp(1i*pi/fc^2/fdr*(FU.*F).^2+1i*pi*fdc^2/fc/fdr*F-1i*pi/fc/fdr*FU.^2.*F); s2rc_fuf=src_fuf.*p0_2f; s2rc_fut=fftshift(ifft(fftshift(s2rc_fuf)));%距离多普勒域 %方位压缩 p0_2fu=exp(1i*pi/fdr*(FU-fdc).^2);%方位向压缩因子 s2rcac_fut=s2rc_fut.*p0_2fu;%方位压缩 s2rcac_fuf=fftshift(fft(fftshift(s2rcac_fut)));%距离方位压缩后的二维频谱 s2rcac_ut=fftshift(ifft(fftshift(s2rcac_fut).')).';%方位向IFFT %画图显示结果 subplot(221) X=20*log10(abs(s_ut)+1e-6); gm=max(max(X)); gn=gm-40;%显示动态范围40dB X=255/(gm-gn)*(X-gn).*(X>gn); imagesc(x,r-Rc,-X),colormap(gray) grid on,axis tight, xlabel('Azimuth') ylabel('Range') title('(a)原始信号') subplot(222) X=20*log10(abs(src_fut)+1e-6); gm=max(max(X)); gn=gm-40;%显示动态范围40dB X=255/(gm-gn)*(X-gn).*(X>gn); imagesc(fu,r-Rc,-X),colormap(gray) grid on,axis tight, xlabel('Azimuth') ylabel('Range') title('(b)距离多普勒域频谱') subplot(223) X=20*log10(abs(s2rc_fut)+1e-6); gm=max(max(X)); gn=gm-40;%显示动态范围40dB X=255/(gm-gn)*(X-gn).*(X>gn); imagesc(fu,r-Rc,-X),colormap(gray) grid on,axis tight, xlabel('Azimuth') ylabel('Range') title('(c)RMC后的RD域频谱') % figure(4) % contour(real(P