% 距离波门拖引干扰建模
% 保存GIF图片
close all;clear;clc;
%% 雷达参数设置
C=3.0e8; %光速
RF=3.75e9; %雷达载频 3.75GHz
Lamda=C/RF; %雷达工作波长
B=5.0e6; %发射信号带宽 5MHz
T=20.0e-6; %发射信号时宽 20us
K=B/T; %调频斜率
Fs=20.0e6; %采样频率 20MHz
Ts=1/Fs; %采样间隔
PRF=16e3; %脉冲重复频率 16kHz
PRT=1/PRF; %脉冲重复间隔
M=64; %回波脉冲数 64
T_coherent=PRT*M; %相参积累时间（CPI）
SampleNumber=fix(Fs*PRT); %一个脉冲重复间隔的采样点数
number=fix(Fs*T); %脉冲波形的采样点数
R_max=C*PRT/2; %雷达最大不模糊距离为
V_max=PRF*Lamda/4; %雷达最大不模糊速度为
detaR=R_max/SampleNumber; %每点的距离间距，也就是从信号分析的角度看，最小可分辨距离为7.5m，也就是说目标的间距最好为7.5的整数倍
R_bomen=detaR; %距离波门
R_min=C/(2*B); %最小可探测距离
V_bomen=(C*PRF)/(2*M*RF); %计算雷达每个速度波门的速度为
V_total=(M-1)*V_bomen; %
r(1:SampleNumber)=detaR*1:detaR:detaR*SampleNumber;
v(1:M)=0:V_bomen:V_bomen*(M-1);
R_gate=50*R_bomen; %距离波门宽度
%% 目标参数
SNR=-5; % 信噪比（真实目标的功率与噪声功率之比,dB）
SJR=-5; % 信干比（,dB）
R_target=1005; % 目标初始距离 1005km
V_target=80; % 目标与雷达按相对的径向速度 80
Fd_target=2*V_target/Lamda; % 目标的多普勒
target_SigPower=1; % 目标功率
jamming_SigPower=1/(10^(SJR/10)); % 拖引干扰功率
N=ceil(V_target/V_total);
%% 干扰机参数
t_1=0.5; % 干扰停拖时间 0.5s
t_2=3; % 干扰拖引时间 3s
t_3=0.5; % 干扰关闭时间 0.5s
N_1=t_1/T_coherent; % 干扰停拖时间对应的发射N_1个CPI
N_2=t_2/T_coherent; % 干扰拖引时间对应的发射N_2个CPI
N_3=t_3/T_coherent; % 干扰关闭时间对应的发射N_5个CPI
N_total=N_1+N_2+N_3; % 整个拖引干扰时间对应的发射N_total个CPI
V_Jamming=200; % 干扰拖引速度 200
%% 产生线性调频信号
%t_number=linspace(-T/2,T/2,number);
t_number=linspace(0,T,number);
Chirp=exp(1i*pi*K*t_number.^2);
coeff=conj(fliplr(Chirp)); %脉压系数
%% 创建时延参数（距离）和多普勒参数（速度）
DelayNumber_target=zeros(1,M*N_total); % 初始化
DelayNumber_jamming=zeros(1,M*N_total); % 初始化
jj=0;
ii=0;
for i=1:M*N_total
if (i>M*N_1 && i<=M*(N_2+N_1))
jj = jj+1;
else
ii = ii+1;
jj = 0;
end
% 干扰目标的时延
DelayNumber_jamming(1,i)=fix(Fs*2*(R_target+PRT*ii*V_target+jj*PRT*V_Jamming)/C);
% 真实目标的时延
DelayNumber_target(1,i)=fix(Fs*2*(R_target+i*PRT*V_target)/C);
end
FreqMove_target=exp(1i*2*pi*Fd_target*(0:M*SampleNumber-1)/Fs);
Fd_jamming=zeros(N_total,1);
FreqMove_jamming=zeros(N_total,M*SampleNumber);
jj=0;
ii=1;
for i=1:N_total
if (i>N_1 && i<=N_2+N_1)
jj = 1;
ii = 0;
else
jj = 0;
end
Fd_jamming(i)=2*(jj*V_Jamming+ii*V_target)/Lamda;
FreqMove_jamming(i,:)=exp(1i*2*pi*Fd_jamming(i)*(0:M*SampleNumber-1)/Fs);
end
%%
Fig = figure;
set(gcf,'position',[100 100 1400 700]);
filename = 'RGPO_model_1.gif';
pc=zeros(M,SampleNumber);
jj=1;
nn=1;
for n=1:N_total
if (n>N_2+N_1)
jj=0;
end
for i=1:M
SignalTemp=zeros(1,SampleNumber); % 初始化
SignalTemp_Jamming=zeros(1,SampleNumber); % 初始化
Signal=zeros(1,SampleNumber); % 初始化
Signal_Jamming=zeros(1,SampleNumber); % 初始化
% 目标回波信号
SignalTemp(DelayNumber_target(1+M*(n-1))+1:DelayNumber_target(1+M*(n-1))+number)=sqrt(target_SigPower)*Chirp; %一个脉冲信号（未加多普勒频移）
Signal=SignalTemp.*FreqMove_target((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber);
Echo = awgn(Signal,SNR,'measured'); %加入信噪比为10db的噪声，加入前预估信号
Echo_SystemNoise=Echo-Signal;
Signal_Noise=Signal+Echo_SystemNoise;
% 拖引干扰信号
SignalTemp_Jamming(DelayNumber_jamming(1+M*(n-1))+1:DelayNumber_jamming(1+M*(n-1))+number)=sqrt(jamming_SigPower)*Chirp;
Signal_Jamming=SignalTemp_Jamming.*FreqMove_jamming(n,(i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber);
Signal_Jamming_Noise=Signal_Jamming+Echo_SystemNoise;
% 雷达回波信号（目标回波信号+干扰信号+噪声）
% jj --- 当干扰机关闭时，雷达回波中没有干扰信号
Echo=jj*Signal_Jamming+Signal+Echo_SystemNoise;
%% 频域脉压
Echo_fft=fft(Echo,SampleNumber+number-1);
coeff_fft=fft(coeff,SampleNumber+number-1);
pc_fft=Echo_fft.*coeff_fft;
pc_freq0=ifft(pc_fft);
pc_freq1=pc_freq0(number:SampleNumber+number-1);
pc(i,:)=pc_freq1;
end
%% 雷达接收回波的时域变化图
subplot(2,1,1);
%plot(abs(Signal_Noise),'black','LineWidth',1.5);
plot(real(Signal),'black','LineWidth',2);
hold on;
%plot(abs(jj*Signal_Jamming_Noise),'r','LineWidth',1.5)
plot(real(jj*Signal_Jamming),'r','LineWidth',2)
hold off;
set(gca,'FontSize',18,'Fontname', 'Times New Roman');
xlabel('采样点'),ylabel('幅度（V）'),
axis([0,SampleNumber,-2.5,2.5]);
str_1=[num2str(n*M*PRT,'%.3f') 's（RGPO捕获期）时脉压前信号的实部'];
str_2=[num2str(n*M*PRT,'%.3f') 's（RGPO拖引期）时脉压前信号的实部'];
str_3=[num2str(n*M*PRT,'%.3f') 's（RGPO停止期）时脉压前信号的实部'];
if (n<=N_1)
title(cellstr(str_1));
elseif (n>N_1 && n<=N_2+N_1)
title(cellstr(str_2));
else
title(cellstr(str_3));
end
box on
legend('目标回波','干扰回波')
grid on;
%% 距离维实时画图
Z=abs(pc(M/2,:));
Z=Z/max(Z);
Z=20*log10(Z);
if (n>N_2+N_1) %当干扰机关闭时，只有目标回波信号
Z=Z+SJR;
end
[PKS,LOCS]=findpeaks(Z,'NPeaks',1,'SortStr','descend');
if (n>N_1+N_2+1)
nn=nn+1;
L(nn+N_1+N_2)=LOCS;
if (L(nn+N_1+N_2)<L(nn+N_1+N_2-1))
L(nn+N_1+N_2)=L(nn+N_1+N_2-1);
end
elseif (n<=N_1+N_2+1)
L(n)=LOCS;
end
str=[num2str((L(n)-1)*detaR) 'm'];
% 设置距离波门
if (n<=N_1+N_2)
LOCS_ref=L(n);
end
Gate=-60*ones(1,SampleNumber);
Gate(LOCS_ref-(R_gate/2)/R_bomen:LOCS_ref+(R_gate/2)/R_bomen)=0;
subplot(2,1,2);
plot(r,Z,'black','LineWidth',2);
hold on;
plot(r,Gate,'red','LineWidth',3);
hold off;
text((L(n)-1)*detaR,PKS+3,cellstr(str),'FontSize',13);
axis([0,3000,-45,6]),
xlabel('距离（m）'),ylabel('幅度（dB）'),
set(gca,'FontSize',18,'Fontname', 'Times New Roman');
grid on;
str_1=[num2str(n*M*PRT,'%.3f') 's（RGPO捕获期）时脉压后信号'];
str_2=[num2str(n*M*PRT,'%.3f') 's（RGPO拖引期）时脉压后信号'];
str_3=[num2str(n*M*PRT,'%.3f') 's（RGPO停止期）时脉压后信号'];
if (n<=N_1)
title(cellstr(str_1));
elseif (n>N_1 && n<=N_2+N_1)
title(cellstr(str_2));
else
title(cellstr(str_3));
end
box on
legend('脉压处理结果','距离波门')
drawnow
%% 以GIF形式保存图片
frame = getframe(Fig);
im = frame2im(frame);
[imind,cm] = rgb2ind(im,1024);
if n == 1
imwrite(imind,cm,filename,'gif','WriteMode','overwrite', 'Loopcount',inf);
else
imwrite(imind,cm,filename,'gif','WriteMode','append','DelayTime',0.05);
end
disp(n);
end
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