伪随机相位编码脉冲雷达信号处理

伪随机相位编码脉冲雷达信号处理

• 发射信号建模（M 序列二相编码）
• 回波生成（距离-多普勒-信噪比可调）
• 脉冲压缩（匹配滤波）
• FFT 多普勒处理
• 单目标/双目标仿真场景
• 距离/速度分辨力与旁瓣抑制分析

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一、核心信号模型

符号	含义	典型值（可自定义）
f0	载频	10 GHz
fc	码速率	22 MHz（学号后两位示例）
N	码长	127（M 序列）
Tp	子脉冲宽度	1/fc ≈ 45.5 ns
Tr	PRI	10 μs（占空比 10 %）
SNR	回波信噪比	-35 dB ~ 10 dB
v	目标速度	0 ~ 1000 m/s
d	目标距离	0 ~ 10 km

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二、MATLAB 代码骨架

clc; clear; close all;
%% 1. 参数输入
f0   = 10e9; fc = 22e6; N = 127;
Tp   = 1/fc; Tr = 10e-6;
SNR  = 10; d = 3000; v = 150;

%% 2. M 序列生成
mSeq = mgen(7);                % 7 级移位寄存器 → 127 位
code = 1 - 2*mSeq;             % 双相编码：±1

%% 3. 发射信号
t  = linspace(0,N*Tp,N*1000);
tx = code.' .* exp(1j*2*pi*f0*t);

%% 4. 回波信号
tau = 2*d/3e8; fd = 2*v*f0/3e8;
rxDelay = floor(tau/Tp);
rx = circshift(code,rxDelay).' .* exp(1j*2*pi*(f0+fd)*t);
rx = awgn(rx,SNR,'measured');

%% 5. 脉冲压缩（匹配滤波）
mf  = conj(fliplr(code));         % 匹配滤波器系数
pc  = conv(rx,mf,'same');
[pcMag,~] = envelope(abs(pc));

%% 6. FFT 多普勒处理
L = 32;                        % 相干脉冲数
rxMat = reshape(rx,N,[]);
dopplerFFT = fft(rxMat,[],2);
dopplerMag = abs(dopplerFFT);

%% 7. 可视化
figure;
subplot(3,1,1); plot(t*1e6,real(tx)); title('发射信号实部');
subplot(3,1,2); plot(t*1e6,abs(pc));  title('脉冲压缩输出'); grid;
subplot(3,1,3); imagesc(abs(dopplerMag)); colorbar;
xlabel('距离单元'); ylabel('多普勒单元'); title('距离-多普勒图');

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三、关键处理步骤说明

1. 脉冲压缩

   • 压缩比 = 码长 N
   • 距离分辨率 ΔR = c·Tp/2 = 6.82 m
   • 主瓣旁瓣比（PSL）≈ 1/N（M 序列理想）

2. FFT 多普勒处理

   • 多普勒分辨率 Δfd = 1/(L·Tr) ≈ 3.125 kHz
   • 速度分辨率 Δv = λ·Δfd/2 ≈ 0.47 m/s

3. 双目标仿真

   • 在代码中增加第二目标：d2 = d+Δd，v2 = v+Δv，观察旁瓣遮蔽现象
   • 抑制旁瓣：加汉宁窗 mf = mf .* hann(N)'

参考代码 伪随机相位编码脉冲雷达的信号处理 www.youwenfan.com/contentcnf/45919.html

通过调节码长、SNR、目标距离/速度即可直观观察分辨力、旁瓣抑制与多普勒敏感特性。