%% FDA-MIMO 三种工作模式(FDA、相控阵、FDA-MIMO) 信号相关性 互相关函数 自相关函数
%% 参数设置
clear all
close all
clc
%% 参数设置
M=10; % 阵元数
snap=20000; %%快拍数
fr=1500;
FRT=1/fr; %脉冲重复频率
deltB=2e6; %带宽
f01=3e9; %中心频率
f02=3e9;
f03=3e9;
%% 频率间隔
fp1=0; %% 相控阵
fp2=2e6; %% FDAs
fp3=10e3; %% FDA-MIMO阵元间频率步进量
n=[0:1:M-1]';
c=3.0*10^8; %光速
wavelength1=c/f01; %波长
wavelength2=c/f02; %波长
wavelength3=c/f03; %波长
d1=wavelength1/2; %阵子间距
d2=wavelength2/2; %阵子间距
d3=wavelength3/2; %阵子间距
%% 自卫式干扰 信号和干扰位置、速度、距离门、功率设置
% jpa=[0 0 0];%多个干扰入射角度
% R_j=[3e5 3e5 3e5];%多个干扰距离
jpa=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ];%多个干扰入射角度
R_j=[18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5 18e5];%多个干扰距离
spa=0;%期望信号方位
% R_s=3e5;%目标距离
R_s=18e5;%目标距离
vd=180;%目标速度
vj=180;%干扰速度
JNR=[20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20]; % 干噪比(dB)
SNR=5; %信噪比
Ps=10.^(SNR/20); Pj1=10.^(JNR/20); %
% jlm=200;%%距离门个数
jlm=400;%%距离门个数
% S_range_bin=96;%目标所在距离门
S_range_bin=92;%目标所在距离门
R_danyuan=R_s/S_range_bin;%一个距离门对应的距离单元
% J_range_bin=[66 96 126];%干扰所在距离单元
J_range_bin=[32 52 72 92 112 132 152 172 192 212 232 252 272 292 312 332 352 372];%干扰所在距离单元
%% 三种工作模式真假目标多普勒频率
fd1=2*vd/(wavelength1*fr);%目标多普勒频率 相控阵模式
fdi1=2*vj/(wavelength1*fr);%假目标多普勒频率 相控阵模式
fd2=2*vd/(wavelength2*fr);%目标多普勒频率 FDA模式
fdi2=2*vj/(wavelength2*fr);%假目标多普勒频率 FDA模式
fd3=2*vd/(wavelength3*fr);%目标多普勒频率 FDA-MIMO模式
fdi3=2*vj/(wavelength3*fr);%假目标多普勒频率 FDA-MIMO模式
%******************阵列流型误差***************************
Aerror=0.00;%幅度误差
Perror=0;%相位误差
% % Aerror=0.06;
% Perror=0;
Fold_error=(1+Aerror*randn(M*M,1)).*exp(1i*pi*Perror*rand(M*M,1)/180);
Mainfold=diag(Fold_error);
%% 快时间采样
Fs=2*deltB; %采样频率
Ts=1/Fs; %采样间隔
T=200e-6; %脉宽
% fp=1/T;
u1=deltB/T; %线性调频斜率
t1=0:Ts:T;
%% 慢时间采样
% SamRate=3;
% FRT=200e-5; %脉冲重复频率
% Ts=1/(SamRate*deltB); Fs=1/Ts; %采样频率
% T=200e-6;%脉宽
% t1=0:FRT+Ts:39*FRT+T-Ts; %100个相干脉冲来构造数据
% u1=deltB/T; %线性调频信号频率斜率 即调谐率
%% 周期采样
std1=exp(1i*2*pi*((f01+fp1)*t1+u1*(t1.^2)/2)+1i*2*pi*fd1*t1); %目标线性调频信号 相控阵
% 干扰信号设置
stj1=exp(1i*2*pi*((f01+fp1)*t1+u1*(t1.^2)/2)+1i*2*pi*fdi1*t1); %干扰线性调频信号 相控阵
std2=exp(1i*2*pi*((f02+fp2)*t1+u1*(t1.^2)/2)+1i*2*pi*fd2*t1); %目标线性调频信号 FDA
% 干扰信号设置
stj2=exp(1i*2*pi*((f02+fp2)*t1+u1*(t1.^2)/2)+1i*2*pi*fdi2*t1); %干扰线性调频信号 FDA
std3=exp(1i*2*pi*((f03+fp3)*t1+u1*(t1.^2)/2)+1i*2*pi*fd3*t1); %目标线性调频信号 FDA-MIMO
% 干扰信号设置
stj3=exp(1i*2*pi*((f03+fp3)*t1+u1*(t1.^2)/2)+1i*2*pi*fdi3*t1); %干扰线性调频信号 FDA-MIMO
%% 相控阵工作模式信号
a1=zeros(M,length(spa));%期望信号导向矢量
an_spa=sin(spa/180*pi);%期望信号角度
for ii=1:M
fm=f01+(ii-1)*fp1; %第m个发射频率
a1(ii)=exp(1j*2*pi*fm/c*(2*(ii-1)*d1*an_spa-2*R_s));%信号导向矢量 M*1 第一种接收机制
end
signal_s1=a1*(Ps.*std1);%目标信号
Signal1=(sum(signal_s1));
%% FDA工作模式信号
a2=zeros(M,length(spa));%期望信号导向矢量
an_spa=sin(spa/180*pi);%期望信号角度
for ii=1:M
fm=f02+(ii-1)*fp2; %第m个发射频率
a2(ii)=exp(1j*2*pi*fm/c*(2*(ii-1)*d2*an_spa-2*R_s));%信号导向矢量 M*1 第一种接收机制
end
st2=exp(1i*2*pi*((f02+(M-1)*fp2)*t1+u1*(t1.^2)/2));%FDA工作模式
signal_s2=a2*(Ps.*st2);%目标信号
Signal2=(sum(signal_s2));
%% FDA-MIMO工作模式
B_s_thita3=exp(1j*2*pi*d3/wavelength3*n*sin(spa/180*pi));%目标接收导向矢量
A_s_r3=exp(-1j*4*pi*fp3/c*(n)*R_s);%目标发射距离导向矢量
A_s_thita3=exp(1j*2*pi*d3/wavelength3*n*sin(spa/180*pi));%目标发射角度导向矢量
a3=kron(B_s_thita3,A_s_r3.*A_s_thita3);%目标总的导向矢量
st3=exp(1i*2*pi*((f03+(M-1)*fp3)*t1+u1*(t1.^2)/2));%FDA-MIMO工作模式
signal_s3=a3*(Ps.*st3);%目标信号
Signal3=(sum(signal_s3));
%% 相控阵 自相关
[A1,B1]=xcorr(Signal1,Signal1);
aa1=10*log10(abs(A1));
figure(1)
plot(B1*Ts,aa1);
ylabel('幅度(dB)');
xlabel('时间(s)')
title('相控阵自相关');
% axis([-T T -70 0]);grid
%% FDA 自相关
[A2,B2]=xcorr(Signal2,Signal2);
aa2=10*log10(abs(A2));
figure(2)
plot(B2*Ts,aa2);
ylabel('幅度(dB)');
xlabel('时间(s)')
title('FDA-MIMO自相关');
% axis([-T T -70 0]);grid
%% FDA-MIMO 自相关
[A3,B3]=xcorr(Signal3,Signal3);
aa3=10*log10(abs(A3));
figure(3)
plot(B3*Ts,aa3);
ylabel('幅度(dB)');
xlabel('时间(s)')
title('FDA自相关');
% axis([-T T -70 0]);grid
%% FDA 与相控阵 相关
[A4,B4]=xcorr(Signal1,Signal2);
aa4=10*log10(abs(A4/max(A1)));
figure(4)
plot(B4*Ts,aa4);
ylabel('归一化幅度(dB)');
xlabel('时间(s)')
title('FDA-MIMO与相控阵互相关');
% axis([-T T -70 0]);grid
%% FDA-MIMO 与相控阵 相关
[A5,B5]=xcorr(Signal1,Signal3);
aa5=10*log10(abs(A5/max(A3)));
figure(5)
plot(B5*Ts,aa5);
ylabel('归一化幅度(dB)');
xlabel('时间(s)')
title('FDA与相控阵互相关');
% axis([-T T -70 0]);grid
%% FDA-MIMO 与FDA 相关
[A6,B6]=xcorr(Signal2,Signal3);
aa6=10*log10(abs(A6/max(A2)));
figure(6)
plot(B6*Ts,aa6);
ylabel('归一化幅度(dB)');
xlabel('时间(s)')
title('FDA-MIMO与FDA互相关');
% axis([-T T -70 0]);grid
%% 改变FDA-MIMO雷达工作模式即波形
%% 相控阵 信号构造
xj1=zeros(length(jpa),snap);
for kk=1:length(jpa)
L0=J_range_bin(kk)/jlm*snap;%干扰在总体采样数中的位置
xj1(kk,L0:(L0+length(t1)-1))=10^(JNR(kk)/20)*stj1;%
end
L1=S_range_bin/jlm*snap;
xs1=zeros(length(spa),snap);
xs1(1,L1:(L1+length(t1)-1))=10^(SNR/20)*std1;
as1=zeros(M,length(spa));%期望信号导向矢量
an_spa=sin(spa/180*pi);%期望信号角度
for ii=1:M
fm=f01+(ii-1)*fp1; %第m个发射频率
as1(ii)=exp(1j*2*pi*fm/c*(2*(ii-1)*d1*an_spa));%信号导向矢量 M*1 第一种接收机制
end
aj1=zeros(M,length(jpa));%干扰信号导向矢量
for ii=1:M
fm=f01+(ii-1)*fp1; %第m个发射频率
for jj=1:length(jpa)
an_jpa=sin(jpa(jj)/180*pi);%期望信号角度
aj1(ii,jj)=exp(1j*2*pi*fm/c*(2*(ii-1)*d1*an_jpa));%信号导向矢量 M*1 第一种接收机制
end
end
signal_s1=as1*xs1;%目标信号
signal_j1=aj1*xj1;%干扰信号
noise1=[randn(M,snap)+1j*randn(M,snap)]/sqrt(2);%噪声
X1=aj1*xj1+noise1;%采样没采到信号
RR1=X1*X1'/snap;
XXS1=aj1*xj1+as1*xs1+noise1;
%% FDA 信号构造
xj2=zeros(length(jpa),snap);
for kk=1:length(jpa)
L0=J_range_bin(kk)/jlm*snap;%干扰在总体采样数中的位置
xj2(kk,L0:(L0+length(t1)-1))=10^(JNR(kk)/20)*stj2;%
end
xs2=zeros(length(spa),snap);
xs2(1,L1:(L1+length(t1)-1))=10^(SNR/20)*std2;
as2=zeros(M,length(spa));%期望信号导向矢量
an_spa=sin(spa/180*pi);%期望信号角度
for ii=1:M
fm=f02+(ii-1)*fp2; %第m个发射频率
as2(ii)=exp(1j*2*pi*fm/c*(2*(ii-1)*d2*an_spa-2*R_s));%信号导向矢量 M*1 第一种接收机制
end
aj2=zeros(M,length(jpa));%干扰信号导向矢量
for ii=1:M
fm=f02+(ii-1)*fp2; %第m个发射频率
for jj=1:length(jpa)
an_jpa=sin(jpa(jj)/180*pi);%期望信号角度
aj2(ii,jj)=exp(1j*2*pi*fm/c*(2*(ii-1)*d2*an_jpa-2*R_j(jj)));%信号导向矢量 M*1 第一种接收机制
end
end
signal_s2=as2*xs2;%目标信号
signal_j2=aj2*xj2;%干扰信号
noise2=[randn(M,snap)+1j*randn(M,snap)]/sqrt(2);%噪声
X2=aj2*xj2+noise2;%采样没采到信号
RR2=X2*X2'/snap;
XXS2=aj2*xj2+as2*xs2+noise2;
%% FDA-MIMO 信号构造
xj3=zeros(length(jpa),snap);
for kk=1:length(jpa)
L0=J_range_bin(kk)/jlm*snap;%干扰在总体采样数中的位置
xj3(kk,L0:(L0+length(t1)-1))=10^(JNR(kk)/20)*stj3;%
end
xs3=zeros(length(spa),snap);
xs3(1,L1:(L1+length(t1)-1))=10^(SNR/20)*std3;
%% 目标与干扰导向矢量
B_s_thita=exp(1j*2*pi*d3/wavelength3*n*sin(spa/180*pi));%目标接收导向矢量
A_s_r=exp(-1j*4*pi*fp3/c*(n)*R_s);%目标发射距离导向矢量
A_s_thita=exp(1j*2*pi*d3/wavelength3*n*sin(spa/180*pi
频分MIMO_抗干扰 matlab
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2022-07-14
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