【脉冲压缩】多个雷达回波脉冲压缩及多普勒处理【含Matlab源码 4271期】.zip

close all clear clc %% % 雷达及目标参数 c = 3e8; fc = [150e6;200e6;300e6;600e6;1.25e9]; % 多部雷达 不同载频 [3*米波 L S] lambda = c./fc; Rresolution = [150;100;75;50;25]; % 多部雷达 不同距离分辨率 B = c./(2*Rresolution); % 多部雷达 不同带宽 Tp = [50e-6;50e-6;50e-6;50e-6;50e-6]; % 脉宽 gama = B./Tp; % 信号调频率 PRF = [1e3;1e3;1e3;1e3;1e3]; ratio = Tp.*PRF; % 占空比 unambiguous_range = c./(2*PRF); % 不模糊距离 min_range = c.*Tp/2; % 最小探测距离 unambiguous_speed = lambda.*PRF/4; % 不模糊径向速度 Fs = 2*B; % 距离向采样率 % 雷达位置 Rposition = [0,-300e3,0;300e3,0,0;600e3,0,0;0,0,0;0,-600e3,0]; Rnum=size(Rposition,1); % Number of radars figure;plot3(Rposition(:,1)./1e3,Rposition(:,2)./1e3,Rposition(:,3)./1e3,'o');hold on % 目标位置 Tnum = 5; Mach = 340; Tposition = [170e3,-130e3,20e3; 150e3,-110e3,10e3; 160e3,-80e3,15e3; 215e3,-115e3,18e3; 200e3,-90e3,13e3]; Tposition(:,1) = Tposition(:,1) + 500e3 - 80e3; Tposition(:,2) = Tposition(:,2) - 500e3; Tspeed = [-1*Mach,1*Mach,0; -1.5*Mach,1.4*Mach,0; -1.5*Mach,1.5*Mach,0; -1.3*Mach,1.5*Mach,0; -1.5*Mach,1.7*Mach,0]; Tacceleration = [0,0,0; 0,0,0; -5,-5,0; -10,0,0; -5,5,0]; % 功率测试目标 调整回波功率至某一定点处一致 Tposition(6,1)=mean(Tposition(1:5,1)); Tposition(6,2)=mean(Tposition(1:5,2)); Tposition(6,3)=mean(Tposition(1:5,3)); Tspeed(6,:)=[0,0,0]; Tacceleration(6,:)=[0,0,0]; % 航迹查看 非雷达采样点 t = (0:1/PRF(1):0.5).'; Tpoint = cell(Tnum,1); for k = 1:Tnum Tpoint{k} = Tposition(k,:) + t*Tspeed(k,:) + 0.5*t.^2*Tacceleration(k,:); plot3(Tpoint{k}(:,1)./1e3,Tpoint{k}(:,2)./1e3,Tpoint{k}(:,3)./1e3,'.'); end grid on;xlabel('x (km)'); ylabel('y (km)'); zlabel('z (km)'); legend('雷达位置-','目标一','目标二','目标三','目标四','目标五'); % 目标距离计算后 信号包络起始在PRI内但包络末端超过PRI 所以实际处理的距离分辨率会小于设定值 cpi=64; % 相干积累脉冲数 128 frame=10; % 检测帧数 step=0.064; % 每帧间隔 step 秒 Pc=[220e3;200e3;160e3;1000e3;260e3]; % 各雷达发射功率 Ls=[1;1;1;1;1]; % 各雷达系统损耗忽略 PRI=1./PRF; freq=cell(Rnum,1); % 多普勒频率轴 range=cell(Rnum,1); % 距离轴 Rweight=cell(Rnum,1); % 距离权 用于补偿雷达回波随距离的衰减 Dresolution=zeros(Rnum,1); % 多普勒分辨率 % 设置快慢时间轴 fasttime=cell(Rnum,1); numfast=zeros(Rnum,1); slowtime=cell(Rnum,1); numslow=zeros(Rnum,1); doppler_num=cpi; % 多普勒升采样数 for tempRnum=1:Rnum % 慢 slowtime{tempRnum}=zeros(1,cpi*frame); for k=1:frame slowtime{tempRnum}(1+(k-1)*cpi:k*cpi)=... (0:PRI(tempRnum):cpi/PRF(tempRnum)-PRI(tempRnum))+(k-1)*step; % 慢时间 步长为PRI % 节省回波仿真时间 end % 快 sampletime=1/Fs(tempRnum); fasttime{tempRnum} = 0:sampletime:PRI(tempRnum)-sampletime; % 快时间 从0至PRI 步长为sampletime numfast(tempRnum)=length(fasttime{tempRnum}); numslow(tempRnum)=length(slowtime{tempRnum}); % 频率 %freq{tempRnum}=linspace(-PRF(tempRnum)/2,PRF(tempRnum)/2,doppler_num).'; freq{tempRnum}=((-doppler_num/2:doppler_num/2-1)./doppler_num.*PRF(tempRnum)).'; Dresolution(tempRnum)=abs(freq{tempRnum}(2)-freq{tempRnum}(1)); % 距离 range{tempRnum}=(c.*fasttime{tempRnum}/2).'; [weight,~]=mapminmax(range{tempRnum}.^2.',0,1); Rweight{tempRnum}=weight.'; %{ figure;plot(slowtime{tempRnum}) figure;plot(fasttime{tempRnum}) %} end %% 信号产生 vec_radar_mov_tar=cell(Rnum,Tnum); % 视线向量 R_mt_radar=cell(Rnum,Tnum); % 斜距 doppler=cell(Rnum,Tnum); % 模糊多普勒 flag_noise_adding=1; % 回波是否带噪 时域回波 % 理论rd域增益 脉压增益+相参积累增益，对动目标相参积累有损失 rd_up=10*log10(B.*Tp)+0.6*10*log10(cpi); SNR_dB=-rd_up+[2;3;2;2;2]; rcs=[1.1,1,1,1,1.4,1; 1.8,1,1,2.2,1.5,1; 1.2,1,1,1.7,1.5,1; 1.1,1.2,1,1.7,1,1; 1.2,1,1,1.8,1.8,1]; % 不同雷达对不同目标的RCS radar_num=5; % 目标模糊数 Ambiguous_Range=zeros(Rnum,Tnum); Ambiguous_Speed=zeros(Rnum,Tnum); Monte=5; % 回波噪声要多次仿 noisenum=[1,6,4,4,5;(7:7+Monte-2).'*ones(1,Rnum)]; S=cell(Rnum,Monte); % 多部雷达回波信号 tic for Carlo=1:Monte for tempRnum=1:Rnum % 雷达循环 % 初始化 S{tempRnum,Carlo}=zeros(numfast(tempRnum),numslow(tempRnum)); for tempTnum=1:Tnum % 目标循环 P_coeff=sqrt(Pc(tempRnum)*lambda(tempRnum)^2/((4*pi)^3)*Ls(tempRnum)*rcs(tempRnum,tempTnum)); % 计算当前雷达慢时间轴下的该目标位置 ct=slowtime{tempRnum}.'; Tpos=Tposition(tempTnum,:)+ct*Tspeed(tempTnum,:)+0.5*ct.^2*Tacceleration(tempTnum,:); % 计算瞬时斜距及时延 vec_radar_mov_tar{tempRnum,tempTnum}=Tpos-Rposition(tempRnum,:); R_mt_radar{tempRnum,tempTnum}=vecnorm(vec_radar_mov_tar{tempRnum,tempTnum}, 2, 2); Ambiguous_Range(tempRnum,tempTnum)=floor(R_mt_radar{tempRnum,tempTnum}(1)/unambiguous_range(tempRnum)); t_rec=2*R_mt_radar{tempRnum,tempTnum}./c; % 计算瞬时多普勒 Tvelocity=Tspeed(tempTnum,:)+ct*Tacceleration(tempTnum,:); % doppler{tempRnum,tempTnum}=... % doppler_calculation(Rposition(tempRnum,:),[0,0,0],Tpos,Tvelocity,lambda(tempRnum),PRF(tempRnum)); % Ambiguous_Speed(tempRnum,tempTnum)=(doppler{tempRnum,tempTnum}(1,2)-doppler{tempRnum,tempTnum}(1,1))/PRF(tempRnum); % pattern=1;% 方向图参数 预留 duration_pls=Tp(tempRnum); % 脉宽 % 回波生成 for temp_i_PRI=1:numslow(tempRnum) % 慢时间循环 temp_t_rec=t_rec(temp_i_PRI); % 当前时延 if temp_t_rec<PRI(tempRnum) % 无距离模糊 % data record the pulse echo. size = (1,length(fasttime)) tempdata=P_coeff/(R_mt_radar{tempRnum,tempTnum}(temp_i_PRI)^2) *... % 信号功率以1/R^4衰减 电压以1/R^2衰减 pattern*( (fasttime{tempRnum}>=temp_t_rec & ... fasttime{tempRnum}<=temp_t_rec+duration_pls)... .*exp(-1i*2*pi*fc(tempRnum)*temp_t_rec )... .*exp(1i*pi*gama(tempRnum)*(fasttime{tempRnum}-temp_t_rec).^2) ); % 已经解调至基带 S{tempRnum,Carlo}(:,temp_i_PRI)=S{tempRnum,Carlo}(:,temp_i_PRI)+tempdata.'; else % 存在距离模糊 num_pri=floor(temp_t_rec/PRI(tempRnum)); % 回波模糊脉冲数 new_temp_t_rec=temp_t_rec-num_pri*PRI(tempRnum); % 模糊时延 % if new_temp_t_rec+duration_pls<=PRI(tempRnum) Twin=(fasttime{tempRnum}>=new_temp_t_rec & fasttime{tempRnum}<=new_temp_t_rec+duration_pls); else Twin=(fasttime{tempRnum}>=new_temp_t_rec | fasttime{tempRnum}<=new_temp_t_rec+duration_pls-PRI(tempRnum)); end % tempdata=P_coeff/(R_mt_radar{tempRnum,tempTnum}(temp_i_PRI)^2) *... pattern*( Twin.*exp(-1i*2*pi*fc(tempRnum)*new_temp_t_rec )... .*exp(1i*pi*gama(tempRnum)*(fasttime{tempRnum}-new_temp_t_rec).^2) ); if (temp_i_PRI+num_pri)<=numslow(tempRnum) S{tempRnum,Carlo}(:,temp_i_PRI+num_pri)=S{tempRnum,Carlo}(:,temp_i_PRI+num_pri)+tempdata.'; end end % if temp_t_rec<PRI(t