脉冲波形分析仪

分析脉冲波形、调频波形和相位编码波形的性能特性

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描述

这脉冲波形分析仪应用程序允许您探索雷达中常用的信号的属性。您可以显示2-D和3-D图，让您可视化波形时间序列和光谱。

这个应用程序可以让你改变波形参数，看看不同的参数值如何影响波形的外观和属性。波形参数包括脉冲重复频率(PRF)、脉冲持续时间和带宽。该应用程序显示基本波形特征，如距离分辨率，多普勒分辨率，和最大距离。当你启动应用程序时真实和虚构的和光谱默认情况下显示选项卡。您可以同时覆盖多个波形的曲线。

您可以使用这个下拉菜单选择不同类型的显示。您还可以通过使用拖放来更改默认布局来重新排列选项卡。

显示菜单

该应用程序可以让你分析这些类型的波形:

矩形的
线性频率调制（LFM）
加强调频
相波形
频率调制常数波形（FMCW）

您可以导出波形作为工作区变量或文件包含:

相控阵系统工具箱™波形对象，如相位阶段.Linearfmwaveform.．
雷达工具箱PulseWaveFormLibrary.对象。
雷达工具箱脉冲压缩线纤维化对象。

你可以使用波形块，匹配滤波器块,拉伸处理器在仿真软件金宝app^®．你也可以用the脉冲波形库和脉冲压缩库块中可用雷达工具箱．

你也可以通过选择适当的传播速度在声纳应用程序中使用这个应用程序。

打开脉冲波形分析仪App

MATLAB^®将来发布:应用标签，下面信号处理和通信，选择应用程序图标，或
MATLAB命令提示符:输入pulseWaveformAnalyzer．要以编程方式使用应用程序，请参见程序使用．

例子

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矩形波形

此示例显示了如何分析矩形波形。理想的矩形波形瞬间跳转到恒定值并保持某些持续时间。重新排列参数和特征制表符使图变大。

当您打开应用程序时，图书馆选项卡显示默认矩形波形，中间面板显示波形的形状或频谱。首先,设置采样率（Hz）3兆赫。同样的采样率适用于你所分析的所有波形。

您可以通过右键单击波形的名称来重命名波形。将名称改为RectangularPulse．

重命名波形

设计脉冲的最大射程为50公里。在这个范围内，信号传播和返回的时间是333 μs。因此，允许脉冲间隔为333 μs，相当于一个脉冲重复频率(PRF.)的3000赫兹。

设定脉冲宽度到50μs。

改变光速的值传播速度字段，以更精确的值输入physconst(“光速”)．您可以在任何可编辑字段中使用工作区变量和MATLAB函数。

选择绿色复选标记后，应用程序显示的距离分辨率约为7.5公里特征标签。在此面板中，您可以向右滚动以查看其他属性。矩形脉冲的范围分辨率大致为1/2，脉冲宽度乘以光速。多普勒分辨率大约是脉冲的傅里叶变换的宽度。

在窗口的中间面板中，选择真实和虚构的标签绘制波形。

真实和虚构的选项卡显示波形图。

选择光谱选项卡在窗口的中心面板中以显示功率谱密度。

频谱标签显示功率谱密度。

您可以通过选择显示联合范围 - 多普勒分辨率表面从暧昧的情节菜单。

歧义函数表面选项卡显示歧义图。

线性调频波形

这个例子展示了如何使用线性调频波形来提高距离分辨率。在前面的例子中，矩形脉冲的距离分辨率很差，大约7.5公里。你可以通过选择带宽更大的信号来提高距离分辨率。一个好的选择是线性调频脉冲。

在参数标签，更改波形到线性调频．然后，将波形名称更改为LinearFMWaveform．这种类型的脉冲具有不同的频率，可以随着时间的线性函数而增加或减少。将采样率保持在3 MHz。

选择扫描方向作为向上，而且扫描带宽为1 MHz。

您可以看到保持与前一个示例中相同的脉冲宽度，将范围分辨率提高到150米，如图所示特征标签。

在真实和想象选项卡中查看新的波形图。

虽然范围分辨率变得更好，但多普勒分辨率比矩形波形的分辨率差。你可以通过选择来看这一点表面模棱两可的阴谋。这歧义功能表面选项卡显示多普勒分辨率和距离分辨率之间的权衡。

模糊函数表面选项卡显示降低的多普勒分辨率。

线性调频波形谱图

此示例显示了如何显示线性FM波形的频谱图，并没有频率重新分配。

使用与前一个示例中相同的信号参数。

选择光谱图从信号图下拉菜单。然后,选择重新分配复选框以显示频率重新分配的谱图(默认情况下重新分配是打开的)。设定阈值到-100 dB。频率重新分配是一种用于使用来自其相位谱的信息锐化信号的幅度谱图的技术。有关频率重新分配的更多信息，请参阅Fulop和Kelly（2006）［1］．

“频谱图”选项卡显示波形的幅度谱图。

你可以改变阈值设置显示或隐藏较弱的频谱成分。

要查看传统光谱图，清除重新分配复选框。

取消选择重新分配复选框。

再次，你可以改变阈值设置显示或隐藏较弱的频谱成分。

显示和分析两个信号

这个例子展示了如何同时显示两个信号。

首先，创建具有与第一个示例中使用相同的参数的矩形波形。然后，将波形重命名为RectangularPulse．

接下来，创建一个LFM波形。单击添加波形按钮。将第二个波形重命名为LinearFMPulse．将波形参数设置为与第二个示例相同的值。

选择的两个波形图书馆面板使用Ctrl.+单击。显示屏现在显示波形，光谱和两个波形的特性。

同时显示两个绘图。

光谱突波表明两个波形的功率谱密度。

程序使用

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你可以运行pulseWaveformAnalyzer从命令行。

`pulseWaveformAnalyzer (wav）`

pulseWaveformAnalyzer (wav）打开脉冲波形分析仪应用程序和进口并绘制波形wav．wav可以是一个表示波形对象的工作区中的变量，例如:

wav =分阶段。LinearFMWaveform ('采样率'fs,......'SweepBandwidth'，200e3，......'pulsewidth'，1e-3，'prf'，1E3）;PulseWaveFormAnalyzer（WAV）

或者你可以直接输入对象:

pulseWaveformAnalyzer(分阶段。LinearFMWaveform (......'采样率'fs,......'SweepBandwidth'，200e3，......'pulsewidth'，1e-3，'prf'1 e3))

`pulseWaveformAnalyzer (波浪）`

pulseWaveformAnalyzer (波浪）打开脉冲波形分析仪应用程序和进口aPulseWaveFormLibrary.对象,波浪．例如，从三个具有1 MHz共同采样率的波形构建波形库对象。然后从命令行运行:

波形1 = {'矩形的'那'prf'1 e4,'pulsewidth'，50e-6};波形2 = {“LinearFM”那'prf'1 e4,'pulsewidth', 50 e-6,......'SweepBandwidth'，1e5，“SweepDirection”那“了”那......“SweepInterval”那'积极的'};waveform3 = {“PhaseCoded”那'prf'1 e4,“代码”那“Zadoff-Chu”那......“SequenceIndex”3,'chipwidth'，5e-6，'numchips'，8};FS = 1E6;WavLib = PulseWaveFormLibrary（'采样率'fs,......“WaveformSpecification”, {waveform1、waveform2 waveform3});pulseWaveformAnalyzer (wavlib)

频谱选项卡显示所有三种波形的功率谱密度。

`pulseWaveformAnalyzer (COLLLIB.）`

pulseWaveformAnalyzer (COLLLIB.）打开脉冲波形分析仪应用程序和进口a脉冲压缩线纤维化对象,COLLLIB.．例如，使用来自矩形波形和线性调频波形例如，为矩形波形创建匹配滤波器，为线性调频波形创建拉伸处理器。设置采样频率为3mhz，矩形波脉宽为25 μs，线性波脉宽为50 μs，脉冲重复频率为3000hz。使用以下命令将压缩的波形导出到波形应用程序中:

FS = 3E6;rectpw = 25e-6;Linpw = 50e-6;prf = 3e3;波形1 = {'矩形的'那'prf'，prf，......'pulsewidth'，rectpw};波形2 = {“LinearFM”那'prf'，prf，'pulsewidth'linpw,......'SweepBandwidth'，1e6，“SweepDirection”那“了”那......“SweepInterval”那'积极的'};procspec1 = {'matchedfilter'那'spectrumwindow'那'Hann'};procspec2 = {'stragsprocessor'那“ReferenceRange”, 5000,......'范围'，200，'RangeWindow'那'汉明'};comprlib = pulseCompressionLibrary (......“WaveformSpecification”，{waveform1，waveform2}，......“ProcessingSpecification”{procspec1, procspec2},......'采样率'fs,“PropagationSpeed”，physconst（'LightSpeed'））;PulseWaveFormAnalyzer（COLLLIB）