基于MATLAB的雷达信号处理仿真

殷俊丽+丁康利+郝鹏飞

摘要

在现代脉冲雷达系统中，相位编码信号以其较好的抗干扰性能，越来越被重视和使用。MATLAB作为一种仿真工具，经常被用于雷达信号处理方案设计中。本文用MATLAB对相位编码信号的信号处理过程进行仿真，对信号处理过程中各节点信號进行分析，为雷达系统的总体设计提供了参考依据。

【关键词】MATLAB 相位编码 雷达信号处理 仿真

1前言

相位编码信号因其灵活的编码方式、低截获概率的特点，在具有抗干扰性能的雷达系统中经常被使用。在其信号处理过程中，因其对多普勒的敏感性，在脉冲压缩之前，要先用预测的多普勒值对回波信号进行补偿，计算量庞大，在前期设计中，一般借助于MATLAB强大的仿真平台对其进行直观的分析。

2仿真信号产生

MATLAB提供了idinput函数，可根据需要设置参数产生不同相位编码序列，调用格式如下为：u=idinput（N，type，band，levels），其中N为码长，type为编码类型，band为频率成分，levels信号水平。基于此函数，我们产生码长为255的二值伪随机信号（M序列码），对其进行fs=20MHz抽样，加入fd=20Hz的多普勒频率，并模拟加入具有高斯分布特性的空间热噪声，得到仿真回波信号如图1所示。

3多普勒补偿及脉冲压缩

相位编码信号对多普勒敏感，降低了脉冲压缩（匹配滤波）的性能，对运动目标回波信号的检测常常由于这一缺点造成困难。在信号处理中，通常的做法是根据预先推测的多普值对其进行补偿，消除多普勒频率对脉冲压缩的影响，再对压缩后的信号进行检测。多普勒补偿的公式为：A=exp（-j27c*fdl*m/fs），其中，fdl为预测的多普勒频率，fs为抽样率，m=0，l，2……N-1为索引值，N为处理点数。利用多普勒补偿公式对上述回波信号进行补偿的结果如图2所示。

可以看出，多普勒补偿消除了多普勒带来的信号调制。分别对补偿前和补偿后的回波信号进行脉冲压缩处理后的结果如图3所示。

可以看出，对回波信号进行多普勒补偿，再做脉压处理，回波信号中目标信号的幅值增大，信噪比增强，提高了检测概率。

4结束语

利用MATLAB对信号处理过程进行仿真，处理精度高，并具有灵活性、直观性的特点，可随时根据需求对处理模型、参数、过程、性能进行对比和调整，是雷达信号处理专业人员经常使用的工具。本文仿真产生了带有高斯白噪声，且被多普勒频率调制的相位编码回波信号，以及对其进行多普勒补偿和脉冲压缩的过程，可看出多普勒补偿、脉冲压缩对相位编码信号处理的重要性，对雷达系统设计和信号处理的软件编程具有指导意义。

参考文献

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