步进频雷达的一维距离像matlab仿真

发射与回波信号模型

  步进频率信号发射得的是一串窄带的相参脉冲，每个脉冲的载频之间是均匀线性步进的，经过相参本振对目标回波信号进行混频、采样，再对同距离门的采样值做逆傅里叶变换，就可以得到脉冲合同的结果。
  设步进频率信号的脉冲宽度为$\tau$，脉冲重复周期$T_r$，起始频率$f_0$，步进频率间隔为$\Delta f$,频率步进数为N。
  步进频率的发射信号为：
$$X(t)=\sum _{t=0}^{N-1}rect[\frac{t-i{T}_r-\tau /2}{\tau }]exp[-j2\pi (f_0+i\Delta f)t]$$

距离高分辨原理

  利用离散傅里逆变换来实现步进频率回波信号的合成处理；即对接收信号进行IFFT处理，则归一化的综合输出为：
$$H_1=\frac{1}{N}\sum _{l=0}^{N-1}{e}^{-j2\pi f_l\tau }{e}^{j\frac{2\pi }{N}l}$$
对其取模
$$|H_l|=|\frac{sin\pi (l-\frac{2NR\Delta f}{c})}{Nsin\frac{\pi }{N}(l-\frac{2NR\Delta f}{c})}|$$
这样就完成了脉冲综合，峰值出现在：
$$l_k=\frac{2NR\Delta f}{c}+kN$$
令$l_0=\frac{2NR\Delta f}{c}$则对应的距离为：
$$R=\frac{c{l}_0}{2N\Delta f},\frac{c(l_0+N)}{2N\Delta f},\frac{c(l_0+2N)}{2N\Delta f}....$$
由上式可以看出，脉冲合成后的结果是在目标回波处出现一个主瓣宽度为$1/N\Delta f$的sinc函数型窄脉冲。显然，目标的距离分辨率是单个脉冲测量的N倍。

仿真分析

参数设置：载频10GHz，带宽10MHz，脉宽10us，步进频频率为5MHz，步进次数为32，采样率为50MHz，设置两个目标，距离分别为6000和6003。

不进行步进频高分辨一维距离像

从图中可以看出，不进行步进频高分辨处理时，只存在一个目标，根据C/(2B)的理论距离分辨率根本无法将6000和6003的目标进行区分

进行步进频高分辨一维距离像

（1）IFFT结果

（2）不进行目标提取算法结果

（3）进行舍弃法目标提取算法结果

从结果可以看出，经过步进频一维距离像算法那之后，两个目标能够被分辨出来

代码

clear
clc
close all

C=3e8;
Fc = 10e9;%载频
Lambda = C/Fc;%波长
B = 10e6;%带宽
Tp = 10e-6;%脉宽
K = B/Tp;%调频斜率
Tr = 60e-6;%重周
delf = 5e6;%步进频率
Na = 32;%步进次数
Fs = 50e6;%采样率
SNR = 0;%信噪比
Np = round(Tp*Fs);
Nr = round(Tr*Fs);

tfast_sor = [-Np/2:Np/2 - 1]/Fs;%脉内时刻
tslwo_sor = [-Np/2:Nr - Np/2 - 1]/Fs;%脉间时刻
Source = zeros(Na,Nr);%发射信号

%% 射频信号
......
%% 雷达回波生成
......
%% 信号混频-中频
......
%% 单个脉冲匹配滤波
......
%% PRT之间IFFT处理
......
%% 舍弃法目标提取
%初始化
%迭代更新
%抽取
%高分辨率一维距离像结果