雷达信号匹配滤波器设计
雷达信号匹配滤波器设计
肖蒙 5060309750
1. 实验要求
设计chirp 信号s =exp(j πkt ) 匹配滤波器，求当噪声功率和信号功率为1、10、100、淹没时系统的输出。 2
2. 实验原理
对于信号s(t)，匹配滤波器的单位冲击响应h(t)满足：
h (t ) =Ks *(t 0-t )
当K=100时，输入chirp 信号为s =exp(j π⨯100⨯t ) ，在-0.5s ~0.5s 内，其带宽为100Hz ，所以我们采样频率设为1KHz ，即在-0.5s ~0.5s 内采1000个点。在-0.5s ~0.5s 信号的形式如图一所示。
2
图一 chirp 信号
设高斯白噪声的平均功率为A ，利用randn (1, N ) 产生均值为0，方差为1的高斯随机
序列的功能，我们设高斯白噪声为：n i =(1,N ) +j (1,N ) 。 2由于输入信号的功率为1，则输入信号的信噪比SNR=1/A。 对于匹配滤波器的单位冲击响应，由于s =exp(j π⨯100⨯t ) ，h (t ) =Ks *(t 0-t ) ，
则h (t )=exp(-j π⨯100⨯(t 0-t ) ) 。 2
由于对信号先进行FFT 运算，然后在频域对信号进行处理要比直接在时域对信号进行卷积的计算量要小，所以我们选择在频域内对信号进行处理。
3. 实验过程
当输入信号没有噪声干扰时，输入信号经过匹配滤波后的输出如图二所示。
图二 chirp 信号经过匹配滤波后输出
在混入高斯白噪声的情况下，当A=1，即SNR=1时，信号经过匹配滤波后的输出如图三所示。
图三 SNR=1时信号经过匹配滤波后的输出
当A=10，即SNR=0.1时，信号经过匹配滤波后的输出如图四所示。
图四 SNR=0.1信号经过匹配滤波后的输出
当A=100，即SNR=0.01时，信号经过匹配滤波后的输出如图五所示。观察此时的图像可知，输出信号里，有用信号已经基本被淹没。
图五 SNR=0.01信号经过匹配滤波后的输出
当A=500，即SNR=0.002时，信号经过匹配滤波后的输出如图六所示。观察此时的图像可知，输出信号里，有用信号已经完全被淹没。
图六 SNR=0.002信号经过匹配滤波后的输出
4. 参考文献
【1】雷达原理课件 王开志 2009 年