% 该程序完成16个脉冲信号的【脉压、动目标显示/动目标检测（MTI/MTD）】
% ===========================================================================================%
% 程序中根据每个学生学号的末尾三位（依次为XYZ）来决定仿真参数，034
% 目标距离为[3000 8025 9000+(Y*10+Z)*200 8025]，4个目标
% 目标速度为[50 0 (Y*10+X+Z)*6 100]
% ===========================================================================================%
close all; %关闭所有图形
clear all; %清除所有变量
clc;
% ===================================================================================%
% 雷达参数 %
% ===================================================================================%
C=3.0e8; %光速(m/s)
RF=3.140e9/2; %雷达射频 1.57GHz
Lambda=C/RF;%雷达工作波长
PulseNumber=16; %回波脉冲数
BandWidth=2.0e6; %发射信号带宽 带宽B=1/τ，τ是脉冲宽度
TimeWidth=42.0e-6; %发射信号时宽
PRT=240e-6; % 雷达发射脉冲重复周期(s),240us对应1/2*240*300=36000米最大无模糊距离
PRF=1/PRT;
Fs=2.0e6; %采样频率
NoisePower=-12;%(dB);%噪声功率（目标为0dB）
% ---------------------------------------------------------------%
SampleNumber=fix(Fs*PRT);%计算一个脉冲周期的采样点数480；
TotalNumber=SampleNumber*PulseNumber;%总的采样点数480*16=；
BlindNumber=fix(Fs*TimeWidth);%计算一个脉冲周期的盲区-遮挡样点数；
%===================================================================================%
% 目标参数 %
%===================================================================================%
TargetNumber=4;%目标个数
SigPower(1:TargetNumber)=[1 1 1 0.25];%目标功率,无量纲
TargetDistance(1:TargetNumber)=[3000 8025 15800 8025];%目标距离,单位m 距离参数为[3000 8025 9000+(Y*10+Z)*200 8025]
DelayNumber(1:TargetNumber)=fix(Fs*2*TargetDistance(1:TargetNumber)/C);% 把目标距离换算成采样点（距离门） fix函数向0靠拢取整
TargetVelocity(1:TargetNumber)=[50 0 204 100];%目标径向速度 单位m/s 速度参数为[50 0 (Y*10+X+Z)*6 100]
TargetFd(1:TargetNumber)=2*TargetVelocity(1:TargetNumber)/Lambda; %计算目标多卜勒频移2v/λ
%====================================================================================%
% 产生线性调频信号 %
%====================================================================================%
number=fix(Fs*TimeWidth);%回波的采样点数=脉压系数长度=暂态点数目+1
if rem(number,2)~=0 %rem求余
number=number+1;
end %把number变为偶数
for i=-fix(number/2):fix(number/2)-1
Chirp(i+fix(number/2)+1)=exp(j*(pi*(BandWidth/TimeWidth)*(i/Fs)^2));%exp(j*fi)*，产生复数矩阵Chirp
end
coeff=conj(fliplr(Chirp));%把Chirp矩阵翻转并把复数共轭，产生脉压系数
figure(1);%脉压系数的实部
plot(real(Chirp));axis([0 90 -1.5 1.5]);title('脉压系数实部');
%-------------------------产生目标回波串-----------------------------------------------------------------------------------------%
%-------------------------产生前3个目标的回波串-------%
SignalAll=zeros(1,TotalNumber);%所有脉冲的信号,先填0
for k=1:TargetNumber-1 % 依次产生各个目标
SignalTemp=zeros(1,SampleNumber);% 一个PRT
SignalTemp(DelayNumber(k)+1:DelayNumber(k)+number)=sqrt(SigPower(k))*Chirp;%一个脉冲的1个目标（未加多普勒速度）(DelayNumber(k)+1):(DelayNumber(k)+number)
Signal=zeros(1,TotalNumber);
for i=1:PulseNumber % 16个回波脉冲
Signal((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber)=SignalTemp; %每个目标把16个SignalTemp排在一起
end
FreqMove=exp(j*2*pi*TargetFd(k)*(0:TotalNumber-1)/Fs);%目标的多普勒速度*时间=目标的多普勒相移
Signal=Signal.*FreqMove;%加上多普勒速度后的16个脉冲1个目标
SignalAll=SignalAll+Signal;%加上多普勒速度后的16个脉冲4个目标
end
% %-------------------------产生第4个目标的回波串-------%
fi=pi/3;
SignalTemp=zeros(1,SampleNumber);% 一个脉冲
SignalTemp(DelayNumber(4)+1:DelayNumber(4)+number)=sqrt(SigPower(4))*exp(j*fi)*Chirp;%一个脉冲的1个目标（未加多普勒速度）
Signal=zeros(1,TotalNumber);
for i=1:PulseNumber
Signal((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber)=SignalTemp;
end
FreqMove=exp(j*2*pi*TargetFd(4)*(0:TotalNumber-1)/Fs);%目标的多普勒速度*时间=目标的多普勒相移
Signal=Signal.*FreqMove;
SignalAll=SignalAll+Signal;
figure(2);
subplot(2,1,1);plot(real(SignalAll),'r-');title('目标信号的实部');grid on;zoom on;
subplot(2,1,2);plot(imag(SignalAll));title('目标信号的虚部');grid on;zoom on;
%====================================================================================%
% 产生系统噪声信号 %
%====================================================================================%
SystemNoise=normrnd(0,10^(NoisePower/10),1,TotalNumber)+j*normrnd(0,10^(NoisePower/10),1,TotalNumber);
%均值为0，标准差为10^(NoisePower/10)的噪声
%====================================================================================%
% 总的回波信号 %
%====================================================================================%
Echo=SignalAll+SystemNoise;% +SeaClutter+TerraClutter，加噪声之后的回波
for i=1:PulseNumber %在接收机闭锁期,接收的回波为0
Echo((i-1)*SampleNumber+1:(i-1)*SampleNumber+number)=0; %发射时接收为0
end
figure(3);%加噪声之后的总回波信号
subplot(2,1,1);plot(real(Echo),'r-');title('总回波信号的实部,闭锁期为0');
subplot(2,1,2);plot(imag(Echo));title('总回波信号的虚部,闭锁期为0');
%================================时域脉压=================================%
pc_time0=conv(Echo,coeff);%pc_time0为Echo和coeff的卷积
pc_time1=pc_time0(number:TotalNumber+number-1);%去掉暂态点 number-1个
figure(4);%时域脉压结果的幅度
subplot(2,1,1);plot(abs(pc_time0),'r-');title('时域脉压结果的幅度,有暂态点');%pc_time0的模的曲线
subplot(2,1,2);plot(abs(pc_time1));title('时域脉压结果的幅度,无暂态点');%pc_time1的模的曲线
% ================================频域脉压=================================%
Echo_fft=fft(Echo,8192);%理应进行TotalNumber+number-1点FFT,但为了提高运算速度,进行了8192点的FFT
coeff_fft=fft(coeff,8192);
pc_fft=Echo_fft.*coeff_fft;
pc_freq0=ifft(pc_fft);
figure(5);
subplot(2,1,1);plot(abs(pc_freq0(1:TotalNumber+number-1)));title('频域脉压结果的幅度,有前暂态点');
subplot(2,1,2);plot(abs(pc_time0(1:TotalNumber+number-1)-pc_freq0(1:TotalNumber+number-1)),'r');title('时域和频域脉压的差别');
pc_freq1=pc_freq0(number:TotalNumber+number-1);%去掉暂态点 number-1个,后填充点若干(8192-number+1-TotalNumber)
% ================按照脉冲号、距离门号重排数据=================================%
for i=1:PulseNumber
pc(i,1:SampleNumber)=pc_freq1((i-1)*SampleNumber+1:i*SampleNumber);%每个PRT为一行，每行480个采样点的数据
end
figure(6);
plot(abs(pc(1,:)));title('频域脉压结果的幅度,没有暂态点');
% ================MTI（动目标显示）,对消静止目标和低速目标---可抑制杂波=================================%
for i=1:PulseNumber-1 %滑动对消，少了一个脉冲
mti(i,:)=pc(i+1,:)-pc(i,:);
end
figure(7);
mesh(abs(mti));title('MTI result');
% ================MTD（动目标检测）,区分不同速度的目标，有测速作用=================================%
mtd=zeros(PulseNumber,SampleNumber);
for i=1:SampleNumber
buff(1:PulseNumber)=pc(1:PulseNumber,i);
buff_fft=fft(buff);
mtd(1:PulseNumber,i)=buff_fft(1:PulseNumber);
end
figure(8);mesh(abs(mtd));title('MTD result');
%=======================================虚实矩阵转换========================================%
coeff_fft_c=zeros(1,2*8192);
for i=1:8192
coeff_fft_c(2*i-1)=real(coeff_fft(i));
coeff_fft_c(2*i)=imag(coeff_fft(i));
end
echo_c=zeros(1,2*TotalNumber);
for i=1:TotalNumber
echo_c(2*i-1)=real(Echo(i));
echo_c(2*i)=imag(Echo(i));
end
%===========================以下是为DSP程序提供回波数据、脉压系数===============================%
% fo=fopen('F:\\my study\\Visual_DSP_test\est_1\\coeff_fft_c.dat','wt');%频域脉压系数
% for i=1:2*8192
% fprintf(fo,'%f,\\r\\n',coeff_fft_c(i));
% end
% fclose(fo);
%
% fo=fopen('F:\\my study\\Visual_DSP_test\est_1\\echo_c.dat','wt');%16次回波的
% for i=1:2*TotalNumber
% fprintf(fo,'%f,\\r\\n',echo_c(i));
% end
% fclose(fo);下载本文
