随机信号处理作业南理工有程序).doc

《随机信号处理》上机实验仿真报告 学院：电子工程与光电技术学院 指导老师：顾红 日期：2014年11月10日  题目1： 问题线性调频脉冲信号，时宽10us，带宽543MHz，对该信号进行匹配滤波后，即脉压处理，处理增益为多少？脉压后的脉冲宽度为多少？并用图说明脉压后的脉冲宽度，内差点看3dB带宽，以该带宽说明距离分辨率与带宽的对应关系。 建议补充：比较矩形视频脉冲信号、矩形包络单个中频脉冲信号、线性调频矩形脉冲信号匹配滤波，说明脉压后的脉冲3dB宽度变化，与原脉冲的宽度比较得出压缩比即增益。另外，通过仿真加噪声0dB信噪比来看脉压后信噪比有没有提升。 理论分析： （1）线性调频信号（LFM）是雷达中常用的信号，其数学表达式为： 式中为载波频率，为矩形信号： 当TB1时，LFM信号特征表达式如下： （2）在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器。线性调频信号叠加上噪声其表达式为： 白噪声条件下，匹配滤波器的脉冲响应： 仿真程序： B=543e6; %带宽（这里设置带宽为学号后三位），程序段 = 1 \* GB3 ①从这行开始 fs=10*B; %采样频率 ts=1/fs; T=10e-6; %脉宽10μs N=T/ts; %采样点数 t=linspace(-T/2,T/2,N); K=B/T; a=1; %这里调频信号幅值假设为1 %% 线性调频信号 si=a*exp(j*pi*K*t.^2); figure(1) plot(t*1e6,si); xlabel(t/μs);ylabel(si);title(线性调频信号时域波形图);grid on; sfft=fft(si); f=(0:length(sfft)-1)*fs/length(sfft)-fs/2;%f=linspace(-fs/2,fs/2,N); figure(2) plot(f*1e-6,fftshift(abs(sfft))); xlabel(f/MHz);ylabel(sfft);title(线性调频信号频域波形图);grid on; axis([-300,300,-inf,inf]); %程序段 = 1 \* GB3 ①到这行结束 %% 叠加高斯白噪声 ni=rand(1,N); disp(输入信噪比为:); SNRi=10*log10(a^2/var(ni)/2) xi=ni+si; figure(3) plot(t*1e6,real(xi)); xlabel(t/us);ylabel(xi);title(叠加噪声后实际信号时域波形图); x1fft=fft(xi); %输入信号频谱 f=(0:length(x1fft)-1)*fs/length(x1fft)-fs/2; figure(4) plot(f*1e-6,fftshift(abs(x1fft))); xlabel(f/MHz);ylabel(x1fft);title(叠加噪声后实际信号频谱图);grid on; %% 匹配滤波器 ht=exp(-j*pi*K*t.^2); x2=conv(ht,xi); L=2*N-1; ti=linspace(-T,T,L); ti=ti*B; %换算为B的倍数 X2=abs(x2)/max(abs(x2)); figure(5) plot(ti,20*log10(X2+1e-6)); xlabel(t/B);ylabel(匹配滤波幅度);title(匹配滤波结果图);grid on; axis([-3,3,-4,inf]); %% 计算信噪比 X22=abs(x2);%实际信号 n2=conv(ht,ni);%噪声 n22=abs(n2); s2=conv(ht,si);%信号 s22=abs(s2); SNRo=(max(s22)^2)/(var(n2))/2; disp(输出信噪比为：); SNRo=10*log10(SNRo) disp(信噪比增益为：);disp(SNRo-SNRi) %% 匹配滤波器的幅频特性 hw=fft(ht); f2=(0:length(hw)-1)*fs/length(hw)-fs/2; f2=f2/B; hw1=abs(hw);hw1=hw1./max(hw1); plot(f2,fftshift(20*log(hw1+1e-6))); xlabel(f/B);ylabel(幅度);title(匹配滤波器的幅频特性图); %% 匹配滤波器处理后的信号 Sot=