线性调频信号

2023-08-06 06:58| 来源: 网络整理| 查看: 265

线性调频脉冲信号的时间函数可以表示为：

其瞬时频率为：

其中：

k = F/T

k为信号频率变化率，或称为调频斜率，F为信号的调频宽度。

具有BT>>1特性的信号称为复杂信号或者可压缩信号，而把BT约等于1的信号称为简单信号或不可压缩信号。LFM信号是复杂信号。

LFM信号在脉冲宽度一定时，可以单独调节B来改变时延分辨力，在B一定时可以单独调节T来改变频率分辨力；同时LFM信号多普勒容限大，用于监测时，一个或者少量的匹配滤波器可以覆盖整个多普勒频移范围。

线性调频信号的matlab仿真如下所示：

%线性调频信号注意：复信号需要保证Fs>B,实信号需要保证Fs>2B %为了防止混叠：Fs>2F0 clc; close all; B = 30e6; %调频带宽 T = 10e-6; %脉冲宽度 K = B/T; %调频斜率 Fs = 2*B; %采样频率 F0 = 5e6; %发射信号时的瞬时频率，也是信号有效区间发射信号的中心频率 Ts = 1/Fs; %采样周期 N = ceil(T/Ts); %采样点数 FFT_Len = 2^nextpow2(2 * N); %计算FFT的长度 t = linspace(-T/2,T/2,N); %................................................................................. %产生线性调频信号 LFM1 = exp(j * pi * K * t.^2); %线性调频信号复数表达式（F0=0） LFM2 = exp(j *(2 * pi * F0 * t + pi * K * t.^2)); %线性调频信号复数表达式 LFM3 = cos(pi * K * t.^2); %线性调频信号的余弦表达式（F0=0） LFM4 = cos(2 * pi * F0 * t + pi * K * t.^2); %线性调频信号余弦表达式 figure subplot(3,2,1) plot(t,LFM2); xlabel('时间'); ylabel('幅度'); %xlim([-T/2,T/2]); % 限制最大最小值 title('线性调频信号---复数'); grid on; axis tight; %axis tight设置坐标轴显示范围为紧凑型，图像或者曲线可以全部显示出来，又不留边界空白 %线性调频信号的频谱 LFM_FFT =fftshift(abs(fft(LFM2,FFT_Len))); %LFM_FFT_db = 20*log10(LFM_FFT/max(LFM_FFT)); subplot(3,2,2) f = linspace(-Fs/2,Fs/2,FFT_Len); plot(f,LFM_FFT); title('线性调频信号频谱--复数'); xlabel('频率(Hz)') ylabel('幅度(dB)') grid on; axis tight; subplot(3,2,3); plot(t,real(LFM2)); title('线性调频信号实部') xlabel('时间'); ylabel('幅度'); grid on; axis tight; RLFM_FFT = fftshift(abs(fft(real(LFM2),FFT_Len))); subplot(3,2,4); plot(f,RLFM_FFT); title('线性调频信号实部的频谱'); xlabel('频率'); ylabel('幅度'); grid on; axis tight; subplot(3,2,5); plot(t,imag(LFM2)); title('线性调频信号虚部') xlabel('时间'); ylabel('幅度'); grid on; axis tight; ILFM_FFT = fftshift(abs(fft(imag(LFM2),FFT_Len))); subplot(3,2,6); plot(f,ILFM_FFT); title('线性调频信号虚部的频谱'); xlabel('频率'); ylabel('幅度'); grid on; axis tight;

线性调频信号是大时宽带宽积信号，在脉冲压缩过程中可以获得较高的脉冲压缩比。最大的优势是：匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，因此可以只用一个匹配滤波器对具备不同多普勒频移的回波进行处理。

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