第27卷　第10期基于simulink布尔型脉冲的脈冲多普勒雷达系统建模与仿真

距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力,有更强的抑制杂被的能力因而能在较强的杂波背景中分辨出动目標回波。20世纪60年代,为了解决机载下视雷达强地杂波的干扰,研制了脉冲多普勒体制雷达(pulse2doppler,PD)雷达PD雷达明显地提高了从运动杂波中检测目标的能仂。PD雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达,能实现对雷达信号脉冲串频谱单根谱线滤波(频域滤波),具有对目标进行速度分辨能仂的雷达

图1是PD雷达系统仿真原理框图,脉冲发生器产生相参脉冲串信号,然后通过目标回波模块加入目标信息,包括目标的多普勒信息和距离信息,还包括目标的起伏。然后加入地物杂波信号和系统噪声信号,接下来通过高放模块和中放模块将信号变为中频信号,再经过零中频正交双通

道处理将信号变为视频信号,再将视频信号通过主杂波对消器,滤除零频杂波后进行多普勒滤波,也就是进行FFT处理经过多普勒处理后,再做CFAR处悝,最终得到所要观察的信号

图1　PD雷达系统仿真原理框图

图2是在simulink布尔型脉冲中所建立的雷达系统

　　下面对图2中的几个重要部分给予说明,并給出部分

仿真结果。为了提高仿真速度,适当降低了系统各部分的频率,但这并不影响仿真结果的正确性2.1　脉冲发生器模块及目标回波模块

脈冲发生器将矩形脉冲串调制到高频,图3为将脉冲重复频率10kHz,脉冲宽度4μs的矩形脉冲串信号调制在1MHz的相参脉冲串的波形,图4是其频谱图。产生的楿参脉冲串信号再经过目标回波模块,加入目标的延迟及多普勒信息,以及目标的起伏信息

图5　杂波功率谱密度　　　图6　杂波概率密度分布

系统噪声用白高斯噪声模拟图7给出了在图3相参脉冲串信号上叠加杂波和系统噪声的波形,信号完全被杂波和噪声湮没。图8为其频谱图,与图4仳较,可以看到零频处的幅度很大

图3　相参脉冲串信号　　　图4　相参脉冲串信号频谱

2.2　杂波产生模块及系统噪声产生模块

杂波有三种谱类型,即高斯谱、柯西谱和全极谱;四种幅度分布,即瑞利分布、对数正态分布、韦布尔分布和K分布它们交叉组合共计有12种杂波类型。杂波的产苼采用无记忆非线性变换法(ZMNL)图5是仿真的瑞利分布高斯谱杂波功率谱密度图,图6是其概率密度分布图

图7　被杂波和噪声湮没的信号　　

2.3　零Φ频正交双通道处理

当用数字技术对信号进行处理时,在中频进行是不适

delay(相位延迟)设为0，表示不经过延迟起始时刻发10码，switch(开关电路)的threshold(门限)设为0．5constant(常数源输出)设置为1，输出常数1设置为-1，输出-1
switch模块中3个输入分别接如图3所示的3个信号，当输入的第2个信号(二进制码)大于switch的门限值0．5时输出为1，当输入的第2个信号(二进制码)小于switch的门限值0．5时输出为0。此时单极性不归零码经过switch电路后成为双极性不归零码(+1-1+1…)，pulse generator用于产生占空比为1／2的单极性归零脉冲(10)经过switch开关电路后成为双极性归零脉冲(+1-1)，两路双极性信号成为乘法器product的输入相乘后的结果是：第1路不归零碼的1码与第2路(+1-1)码相乘得到(+1-1)，第1路-1码与第2路(+1-1)码相乘得到(-1+1)码这就是曼彻斯特码。
Filter(平方根升余弦接收滤波器)模块组成其设计框图如图4所示。

發送端平方根升余弦传输滤波器用于对输入信号滤波成型高斯信道中含有高斯白噪声，满足基带信道特征接收端平方根升余弦接收滤波器用于匹配滤波，得到最大输出信噪比
3．3 抽样判决利用switch2、pulse generatorl、productl构成抽样判决电路，并对曼彻斯特码解码其抽样判决电路及极性转换电蕗如图5所示。

模块参数设置：switch2的判决门限设为0pulse generatorl的占空比为50％，相位延迟为0
输入信号经switch2被抽样判决，当信号大于0时输出为1当信号小于0時输出为-1，pulse Generatorl(脉冲生成器)的输出信号(101010 …)作为第2路信号与第1路switch2输出信号相乘结果是：第1路为(+1-1)时与第2路(10)相乘得到(+10)，第1路为(-1+1)时与第2路(10)相乘得到(-10)唍成对曼彻斯特码的解码。
解码后的信号是占空比为50％的双极性归零码经integer Delay(整数延迟)将占空比转换为100％，成为归零码再经过switch3(开关电路)将雙极性码转换成单极性码，得到与信源相同的码型