基于Matlab的雷达系统仿真
摘要： 根据雷达信号处理的主要方式， 运用信号处理理论与MATLAB仿真软件相结合的思想， 提出了一个雷达系统的仿真模型。该模型具有包含杂波的信号进入雷达信号处理机的动态处理过程。文中用MATLAB对一脉冲雷达系统进行了仿真， 同时给出了具体过程的仿真图形。
关键词： 雷达信号处理; 脉冲压缩;相干检波;恒虚警处理
0 引言
随着社会和科技的不断发展， 现代雷达系统更加复杂且精准， 故需要借助计算机来完成对系统各项功能和性质的仿真， 以完成对系统性能的评估。Matlab提供了强大的仿真平台。一个典型的雷达系统主要由天线、发射机、接收机、信号处理机、伺服系统和终端设备等部分构成。本文主要讨论雷达信号处理部分， 并结合某脉冲雷达信号处理的实例来说明Matlab在雷达信号处理系统仿真中的应用。
1 雷达回波信号接收
本例主要采用的回波信号由目标回波、地物杂波和系统噪声三部分构成。其中目标回波的多普勒频率fd=250 Hz， 为线性调频信号， 动目标延迟约为133.3 μs (即20公里处)。通过Matlab提供的modulate函数， 可以方便地产生线性调频信号。modulate函数调用格式如下：y=modulate (x， fc， fs， ‘method’， opt)其中参数x为调制信号序列， fc为30 MHz载波频率， fs为40 MHz采样频率， ‘method’ 参数用来决定进行何种调制， opt为调制灵敏度， 也就是线性调频信号的步进系数。
地物杂波为瑞利分布杂波。瑞利分布是雷达杂波中最常用、也是用得最早的一种统计模型。Matlab提供的raylrnd函数可用来产生瑞利分布的随机数。raylrnd (B， m) 中的参数B为瑞利分布参数， m是一个包含两个元素的一维向量， 这两个元素分别代表瑞利分布随机数矩阵的行数和列数。系统噪声是(0， 0.5) 上的均匀分布噪声。通过Matlab提供的rand函数可产生均匀分布的随机数。图1所示是运用Matlab得到的仿真结果图。
2 信号处理系统仿真
雷达信号处理的目的是消除不需要的信号及干扰， 提取或加强由目标所产生的回波信号。一个典型的脉冲雷达信号处理部分主要由A/D采样、相干检波、脉冲压缩、MTI、求模、累积、恒虚警处理等组成。图2所示是一个脉冲雷达信号处理的仿真模型。
2.1 相干检波
相干检波的目的是把中频信号转换成零中频的I、Q两路正交信号。若其中频信号为：
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