Цифровая обработка сигналов ЦОС / Матлаб / Лаба 6 / C6_195_Sklizkov_Dmitry_RT_31

Лабораторная работа 6

Склизков Дмитрий РТ-31

Задание 3.

3) Для когерентно-импульсной РЛС (см. рис.3) рассчитайте параметры гребенчатого фильтра на базе процессора ДПФ (минимально необходимый размер выборки N и период (интервал) дискретизации T ) для выработки оценок радиальной составляющей скорости целей. Значение несущей частоты РЛС f =

1,7 ГГц, максимальное значение радиальной скорости цели VRMAX =5400 км/ч, потенциальное значение ошибки не должно превышать 10 м/с. Для упрощения задачи время прихода сигнала будем считать известным, шумовой и динамической ошибкой в оценках точности можно пренебречь.

ОпределитереакциюДПФ-процессоранасигнал,отраженныйотцели,имеющей радиальную составляющую скорости V =1000; 1500; 10; 0 м/с.

Эффект Доплера:

Эффе́кт До́плера — изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемой наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения относительно наблюдателя (приёмника)

ДПФ-процессор – прибор, который получает на вход сигнал от цели и анализирует его с помощью дискретного преобразования Фурье

Частота волны, отраженной от приближающегося объекта (v отрицательная) увеличивается. От уходящего объекта (v положителная) – уменьшается.

Гетеродин - это частота сигнала , которая создается путем объединения или смешивания двух других частот

clc clear all close all

format short g

V_rmax = 5400 / 3600 * 1000 %перевод в м/с V_rmin = 10

f_nes = 1.7*10^9 c = 3 * 10^8

f_dmax = 2 * V_rmax / c * f_nes %макс. знач. доплеровской частоты f_dmin = 2 * V_rmin / c * f_nes %разрешение по допплеровской частоте

F_s = f_dmax * 2 t=0:1/F_s:1/f_dmin; n=t*F_s;

vr=1500; %действующая рад. скорость fd=2*vr*f_nes/c un=exp(j*2*pi*fd*t); scompl=fft(un);

s=abs(scompl);

phi=180/pi*angle(scompl);

subplot(2,1,1)

stem(n,un)

title(' ВХОДНОЙ СИГНАЛ') xlabel('Отсчеты времени') ylabel('Отсчеты сигнала') grid on

subplot(2,1,2) stem(n, s);

title('АМПЛИТУДНЫЙ СПЕКТР') xlabel('Нормированная частота') ylabel('Амплитуда')

grid on hold on

V_rmax = 1500 %максимальная радиальная скорость

V_rmin = 10 %минимальная радиальная скорость f_nes = 1.7e+09 %несущая частота

c = 300000000 %скорость света

f_dmax = 17000 %максимальная частота по Доплеру f_dmin = 113.33 %минимальная частота по Доплеру

F_s = 34000 %период следования (период дискретизации), исходя из условия однозначного измерения максимального Доплера

fd = 1700 %текущий Доплер

радиальной составляющей скорости целей при неизвестной дальности (неизвестном времени прихода сигнала). Исходные данные для расчета из примера 1, скважность последовательности зондирующих импульсов в РЛС КНИ Q =5.

Задачу решить в общем виде – время прихода сигнала неизвестно. Шумовой и динамической ошибкой в оценках точности можно пренебречь.

Определите реакцию ДПФ-процессора на сигнал, отраженный от цели, имеющей значения радиальной составляющей скорости те же, что и в предыдущей задаче.

clc close all clear

f=1.7e9; %несущая частота

vrmax=5400 / 3600 * 1000; %максимальная радиальная скорость vrmin=10; %минимальная радиальная скорость

%(точность (чувствительность) измерения радиальной скорости) fdmax=2*vrmax*f/3e8 %максимальный допплер fdmin=2*vrmin*f/3e8 %минимальный допплер

%(предел чувствительности допплеровского измерителя) vr=1500 %текущая радиальная скорость

fd=2*vr*f/3e8; %текущий допплер

Fsl=fdmax/2 %период следования (ЗДЕСЬ НЕ РАВЕН периоду дискретизации), определяется исходя из условия однозначного измерения максимального допплера

taui=1/(Fsl*5)

T=taui/2 %интервал дискретизации N=1/(fdmin*T)%размер выборки процессора ДПФ

t=0:T:1/fdmin;%вектор времени n=t/T; %временные отсчеты

d=(0:(Fsl/fdmin))' *1/Fsl;%вектор описывающий положение импульсов сигнала на временной оси в пределах n от 0 до N

un1=pulstran(t,d,'tripuls',2*taui); %последовательность треугольных после оптимальной фильтрации в приемнике) видеоимпульсов

un=un1.*exp(j*2*pi*fd*t); %отсчеты сигнала, полученные в результате

%выделения с помощью ФД модуляции последовательности видеоимпульсов Доплером цели scompl=fft(un);% комплексный спектр сигнала

s=abs(scompl); % амплитудный спектр сигнала phi=180/pi*angle(scompl);

subplot(2,1,1) %определение места 1 графика stem(n,un) %построение графика сигнала title(' ВХОДНОЙ СИГНАЛ')

xlabel('Отсчеты времени') %подпись по оси x ylabel('Отсчеты сигнала') %подпись по оси y grid on % добавление сетки

ЛМЧ-сигнал

clc clear close all

%БЫСТРАЯ СВЕРТКА. СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР НА БАЗЕ ПРОЦЕССОРА БПФ %CИГНАЛ ЛЧМ

N=511 %размер выборки ДПФ n=0:1:N; %вектор отсчетов времени T=1 %период дискретизации t=0:T:N*T; %вектор времени

f0=0.03 %минимальное значение частоты ЛЧМ-сигнала f1=0.06 %максимальное значение частоты ЛЧМ-сигнала

t1=N*T %длительность ЛЧМ-сигнала (время изменения частоты от %минимального до максимального значения uin=chirp(t,f0,t1,f1,'linear'); %вычисление вектора отсчетов

%входного ЛЧМ-сигнала

h=uin(N-n+1); %формирование вектора импульсной характеристики %фильтра, согласованного с сигналом uin

uou=fftfilt(h,uin); %вычисление быстрой свертки subplot(3,1,2) %определение места No2 графика в матрице 1х2 stem(h); % построение импульсной характеристики title('ИМПУЛЬСНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА') %заголовок xlabel('Отсчеты времени') %подпись по оси x ylabel('Амплитуда') %подпись по оси y

grid on % добавление сетки

subplot(3,1,1) %определение места No1 графика в матрице 1х3 stem(uin); % построение графика входного сигнала title('ВХОДНОЙ СИГНАЛ') %заголовок

xlabel('Нормированная частота') %подпись по оси x ylabel('Амплитуда') %подпись по оси y

grid on % добавление сетки

subplot(3,1,3) %определение места No3 графика в матрице 1х3