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基于MATLAB的雷达系统设计中的信号处理程序

news 2025/8/27 8:59:25

基于MATLAB的雷达系统设计中的信号处理程序，涵盖了目标和干扰模型、匹配滤波、波形设计、多普勒处理、门限检测及恒虚警率（CFAR）等方面。

1. 目标和干扰模型

% 目标和干扰模型
function [signal, noise] = generate_targets_and_noise(num_targets, num_samples, snr_db)% 参数snr = 10^(snr_db / 10); % 信噪比signal = zeros(1, num_samples); % 初始化信号noise = randn(1, num_samples); % 高斯噪声% 生成目标信号for i = 1:num_targetstarget_pos = randi([1, num_samples]); % 随机目标位置signal(target_pos) = sqrt(snr); % 目标信号幅度end
end

2. 匹配滤波

% 匹配滤波
function filtered_signal = match_filter(signal, waveform)% 匹配滤波器filtered_signal = conv(signal, conj(waveform), 'same');
end

3. 波形设计

% 波形设计（线性调频波形）
function waveform = lfm_waveform(num_samples, bandwidth)% 参数fs = 1e6; % 采样频率t = (0:num_samples-1) / fs; % 时间向量waveform = exp(1j * pi * bandwidth * t.^2); % 线性调频波形
end

4. 多普勒处理

% 多普勒处理
function doppler_shifted_signal = doppler_shift(signal, fd, fs)% 参数t = (0:length(signal)-1) / fs; % 时间向量doppler_shifted_signal = signal .* exp(1j * 2 * pi * fd * t); % 多普勒频移
end

5. 门限检测

% 门限检测
function [detected_targets, threshold] = threshold_detection(signal, threshold_value)% 检测目标detected_targets = abs(signal) > threshold_value;threshold = threshold_value;
end

6. 恒虚警率（CFAR）处理

% 恒虚警率（CFAR）处理
function [detected_targets, threshold] = cfar(signal, num_reference_cells, guard_cells, threshold_factor)num_samples = length(signal);detected_targets = zeros(1, num_samples);threshold = zeros(1, num_samples);for i = guard_cells+1:num_samples-guard_cellsreference_cells = [signal(i-guard_cells-num_reference_cells:i-guard_cells-1), ...signal(i+guard_cells+1:i+guard_cells+num_reference_cells)];noise_power = mean(abs(reference_cells).^2);threshold(i) = sqrt(noise_power) * threshold_factor;detected_targets(i) = abs(signal(i)) > threshold(i);end
end

7. 主程序

% 主程序
clc;
clear;% 参数
num_samples = 1024; % 采样点数
num_targets = 5; % 目标数量
snr_db = 10; % 信噪比（dB）
bandwidth = 1e6; % 带宽
fd = 1e3; % 多普勒频移
fs = 1e6; % 采样频率
threshold_factor = 3; % CFAR门限因子% 生成目标和噪声
[signal, noise] = generate_targets_and_noise(num_targets, num_samples, snr_db);% 波形设计
waveform = lfm_waveform(num_samples, bandwidth);% 匹配滤波
filtered_signal = match_filter(signal, waveform);% 多普勒处理
doppler_shifted_signal = doppler_shift(filtered_signal, fd, fs);% CFAR处理
[detected_targets, threshold] = cfar(doppler_shifted_signal, 10, 5, threshold_factor);% 绘制结果
figure;
subplot(3, 1, 1);
plot(abs(signal));
title('原始信号');
xlabel('样本');
ylabel('幅度');subplot(3, 1, 2);
plot(abs(doppler_shifted_signal));
hold on;
plot(threshold, 'r');
title('多普勒处理后的信号及CFAR门限');
xlabel('样本');
ylabel('幅度');subplot(3, 1, 3);
plot(detected_targets);
title('检测到的目标');
xlabel('样本');
ylabel('检测结果');