窗函数设计和差波束

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采用窗函数设计和差波束直接进行和差波束的设技
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内容介绍
close all; %关闭所有图形 clear all; %清除所有变量 clc; %一体化脉冲完成地面雷达空中目标监视信号处理,测角、测速、测距,双波束 %=============================雷达系统仿真参数=============================% c=3e8; % 光速 k=1.38e-23; % 玻尔兹曼常数 Pt=100; % 发射功率【W】 Fc=1e9; % 中心频率【Hz】雷达射频 Wavelength=c/Fc; % 工作波长【m】 Tp=100e-6; % 脉冲宽度【微秒】,脉宽100us,占空比20% PRF=2000; % 脉冲重复频率【Hz】,一秒钟发射2000个脉冲 Bw=5e6; % 带宽【Hz】 Fs=6e6; % 采样率【Hz】,两倍带宽,一秒采样6e6个点 F=10^(6.99/10); % 噪声系数 K=Bw/Tp; % 调频率【Hz】,线性调频信号 PRT=1/PRF; % 脉冲重复周期【秒】,完整脉冲宽度500us Delta_t=1/Fs; % 时域采样点时间间隔【秒】 1e-7s(0.1us)采样一个点丨 D=5; % 天线孔径【m】 Ae=1*pi*(D/2)^2; % 天线有效面积(孔径)【m^2】 G=4*pi*Ae/Wavelength^2; % 天线(主瓣最大)增益 BeamWidth=0.89*Wavelength/D; % 天线3dB波束宽度【deg】 BeamShift=0.8*BeamWidth/2; % A、B波束与天线轴向的夹角【deg】 Theta0=20*pi/180; % 波束主瓣初始指向【度】 Wa=0; % 天线波束转速【rad/sec】,这里设定为0,即天线不转动,定点辐射 Num_Tr_CPI=65; % CPI周期数 Num_sample=round(PRT*Fs); % 5000个采样点 %============================目标仿真参数================================% R_set=[10e3]; % 目标距离【m】 RCS=[1]; % 目标平均后向散射截面积【m^2】,设定为非起伏目标 Theta_target_set=[21.5]*pi/180; % 目标方位角【deg】。 目标角方位和波束主瓣初始指向一致 V_set=[400]; % 目标速度【m/s】 % RCS_Ground_0=10^(-30/10); % 地面单位面积后向散射截面积【m^2】 %=============================数据流仿真方式==============================% s_Sigma0=zeros(round(PRT*Fs),Num_Tr_CPI); % 定义和通道信号数组 5000*65 s_Delta0=zeros(round(PRT*Fs),Num_Tr_CPI); % 定义差通道信号数组 5000*65 t_set_Tp=(0:Delta_t:Tp/2-Delta_t); % 半个脉宽内(50us)采样点的时间分布 s_lfm=exp(1i*pi*K*(t_set_Tp).^2); % 线性调频信号,范围[0,50us] N=length(s_lfm); % 线性调频信号点数 DFT_Chirp = fft(s_lfm,N); % 线性调频信号的频谱 %-------------------------------产生通信数据-------------------------------% nsymbol= N; % 产生300个通信信号 M=16; % 16QAM graycode=[0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10 ]; % 格雷码 msg=randi([0,M-1],1,nsymbol); % 0-1调制 msg1=graycode(msg+1); % 格雷编码 msgmod=qammod(msg1,M); % 进行16QAM调制 IFFT_bin_length=2*N; % FFT长度,也即一个OFDM符号子载波个数 %=============================子载波连续调制===============================% signal_out=[DFT_Chirp,msgmod]; % Chirp信号+16QAM数据 %=============================子载波奇偶调制===============================% % signal_out=zeros(1,IFFT_bin_length); % for i=1:N % signal_out(2*i-1)=DFT_Chirp(i); % signal_out(2*i)=msgmod(i); % end %==================================IFFT===================================% signal_out_after_ifft=ifft(signal_out,IFFT_bin_length); % IFFT调制 %===================仿真目标(和通道)与(差通道)回波信号=====================% for No_PRI=1:Num_Tr_CPI % 1:65 Theta_bp=Theta0+Wa*No_PRI*PRT; % 波束主瓣指向【度】=波束主瓣初始角度(Theta0)+转速(Wa)**对应脉冲的时间(No_PRI*Tr) for No_target=1:1 % 一个目标 delay_target=2*(R_set(No_target)-V_set(No_target)*No_PRI*PRT)/c; % 每一个脉冲对应的目在标回波上的延迟 % 目标时延【sec】, RVP=-2*pi*Fc*delay_target; % 目标回波视频检波剩余相位 Gt_A=G*(sinc((Theta_target_set(No_target)-(Theta_bp))/BeamWidth)).^2; % 发射天线增益 Gr_A=G*(sinc((Theta_target_set(No_target)-(Theta_bp))/BeamWidth)).^2; % 接收天线增益 % 波束A在目标方向上的增益 Lp=1./((4*pi)^2*R_set(No_target).^4); % 目标处的电磁波传播损耗 Magnitude_echo_A=sqrt(Pt*RCS(No_target)... *G*G*Wavelength^2/(4*pi)*Lp); % 波束A中目标回波幅度 Echo_start=round((delay_target)*Fs); % 目标回波(脉内)起始采样点667 Echo_stop=Echo_start+2*N-1; % 目标回波(脉内)结束采样点1667,脉内1000点,完整脉冲5000点。20%占空率 s_Sigma0(Echo_start:Echo_stop,No_PRI)=s_Sigma0(Echo_start:Echo_stop,No_PRI)+Magnitude_echo_A*exp(1i*RVP)*signal_out_after_ifft.'; % 通道信号回回波 end end %和波束和差波束通道 NC=8;%阵元数目 MC=10; lambda=Wavelength; dx=lambda/2; dy=lambda/2; theta0=Theta0;%波束指向 theta00=10*pi/180; theta11=14*pi/180; theta1=Theta_target_set; %======泰勒窗=========% nn=5; Win_taylor_x=taylorwin(NC,nn,-30).'; Win_taylor_y=taylorwin(MC,nn,-30).'; %============Bayliss窗===========% C_A=[0.30387530 -0.05042922 -0.00027989 -0.00000343 -0.0000002]; C_Omiga_1=[0.98583020 -0.03338850 0.00014064 0.00000190 0.0000001]; C_Omiga_2=[2.00337487 -0.01141548 0.00041590 0.00000373 0.0000001]; C_Omiga_3=[3.00636321 -0.00683394 0.00029281 0.00000161 0.0000000]; C_Omiga_4=[4.00518423 -0.00501795 0.00021735 0.00000088 0.0000000]; nn=5; %副瓣区域内零点个数 SL=30; %副瓣电平 A=0; Omiga_1=0; Omiga_2=0; Omiga_3=0; Omiga_4=0; for n=0:4 A=A+C_A(n+1)*(-SL)^n Omiga_1=Omiga_1+C_Omiga_1(n+1)*(-SL)^n; Omiga_2=Omiga_2+C_Omiga_2(n+1)*(-SL)^n; Omiga_3=Omiga_3+C_Omiga_3(n+1)*(-SL)^n; Omiga_4=Omiga_4+C_Omiga_4(n+1)*(-SL)^n; end z=zeros(1,nn-1); z(1) = Omiga_1; z(2) = Omiga_2; z(3) = Omiga_3; z(4) = Omiga_4; for n=5:nn z(n)=sqrt(A^2+n^2); end si = (nn+0.5)/sqrt(A^2+nn^2); B = zeros(1,nn); for m = 0:nn-1 B(m+1) = ((-1)^m)*((m+0.5)^2)/(2*1i); temp = 1; for n = 0:nn-1 temp = temp*(1-(m+0.5)^2/(si*z(n+1))^2); if m == n continue; end temp = temp/(1-((m+0.5)^2)/(n+0.5)^2); end B(m+1) = B(m+1)*temp; end Win_Bayliss_x = zeros(1,NC); for p = 1:NC for m = 0:nn-1 Win_Bayliss_x(p) = Win_Bayliss_x(p) + B(m+1)*sin(pi*(m+0.5)*((2*p-NC-1)/(NC-1))); end end Win_Bayliss_y = zeros(1,MC); for p = 1:MC for m = 0:nn-1 Win_Bayliss_y(p) = Win_Bayliss_y(p) + B(m+1)*sin(pi*(m+0.5)*((2*p-MC-1)/(MC-1))); end end Win_taylor_x=(Win_taylor_x/norm(Win_taylor_x)).'; Win_taylor_y=(Win_taylor_y/norm(Win_taylor_y)).'; Win_Bayliss_x=(Win_Bayliss_x/norm(Win_Bayliss_x)).'; Win_Bayliss_y=(Win_Bayliss_y/norm(Win_Bayliss_y)).'; %=========天线方向图===================% theta=theta0/pi*180-10:0.1:theta0/pi*180+10; theta01=theta00/pi*180-10:0.1:theta00/pi*1
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