匹配滤波
使用匹配滤波的理由
从结果可以看出接受者操作特征检测的概率随信噪比增加而增大。确定性信号在高斯白噪声,可以最大化使用匹配滤波器接收机的信噪比的信号。匹配滤波器是一种信号的时间反演和共轭的版本。匹配滤波器是转变因果。
金宝app支持匹配滤波
使用phased.MatchedFilter实现一个匹配滤波器。
当你使用phased.MatchedFilter,您可以自定义特征的匹配滤波器,如匹配滤波器频谱加权系数和窗口。如果你应用频谱加权,您可以指定覆盖地区和采样率系数;泰勒、切比雪夫和Kaiser窗有额外的属性可以指定。
匹配滤波的线性调频波形
这个例子比较的结果匹配滤波和频谱加权。频谱加权通常使用线性调频波形在时域减少旁瓣。
创建一个线性调频波形持续时间为0.1毫秒,扫描的带宽100 kHz,脉冲重复频率的5 kHz。添加噪声的线性调频脉冲和使用匹配滤波器过滤噪声信号。这个例子应用,没有频谱加权匹配滤波器。
指定波形。
波形= phased.LinearFMWaveform (“脉冲宽度”1的军医,脉冲重复频率的5 e3,…“SampleRate”1 e6,“OutputFormat”,“脉冲”,“NumPulses”,1…“SweepBandwidth”1 e5);wav = getMatchedFilter(波形);
创建一个匹配滤波器没有频谱加权,泰勒和匹配滤波器,使用一个窗口频谱加权。
过滤器= phased.MatchedFilter (“系数”,wav);taylorfilter = phased.MatchedFilter (“系数”,wav,…“SpectrumWindow”,“泰勒”);
创建和添加噪声信号。
sig =波形();rng (17) x =团体+ 0.5 * (randn(长度(团体),1)+ 1 j * randn(长度(团体),1));
过滤噪声信号分别与每一个过滤器。
y =过滤器(x);y_taylor = taylorfilter (x);
情节的真正部分波形和噪声信号。
t = linspace(0,元素个数(sig) / waveform.SampleRate,…waveform.SampleRate / waveform.PRF);次要情节(2,1,1)情节(t)的(sig))标题(输入信号的)xlim (max (t)[0])网格在ylabel (“振幅”次要情节(2,1,2)情节(t)的(x))标题(输入信号加噪声的)xlim (max (t)[0])网格在包含(的时间(秒))ylabel (“振幅”)
两个匹配滤波器输出的大小。
情节(t、abs (y),“b——”)标题(匹配滤波器输出的)xlim (max (t)[0])网格在持有在情节(t、abs (y_taylor),的r -)ylabel (“级”)包含(“秒”)传说(“没有频谱加权”,“泰勒窗口”)举行从
匹配滤波来提高目标检测的信噪比
这个例子展示了如何通过执行匹配滤波提高信噪比。
一个各向同性天线元素在全球的起源(0,0,0)。然后,将目标nonfluctuating RCS的1平方米大约7公里的发射机(5000;5000;10)。设置操作(载体)10 GHz频率。模拟单站雷达、设置InUseOutputPort财产的发射机真正的。计算范围和角度从发射机到目标。
天线= phased.IsotropicAntennaElement (“FrequencyRange”[5 e9 15 e9]);发射机= phased.Transmitter (“获得”,20岁,“InUseOutputPort”,真正的);fc = 10 e9;目标= phased.RadarTarget (“模型”,“Nonfluctuating”,…“MeanRCS”,1“OperatingFrequency”、fc);txloc = (0, 0, 0);tgtloc = (5000; 5000; 10);transmitterplatform = phased.Platform (“InitialPosition”,txloc);targetplatform = phased.Platform (“InitialPosition”,tgtloc);[tgtrng, tgtang] = rangeangle (targetplatform.InitialPosition,…transmitterplatform.InitialPosition);
创建一个矩形脉冲波形25μs持续时间的脉冲重复频率10 kHz。这个例子使用一个单脉冲。确定最大明确给定脉冲重复频率范围。使用雷达方程来确定所需的峰值功率检测的目标。这一目标的RCS 1平方米的最大范围明确的发射机工作频率和增益。所需的信噪比是基于虚警率1 e-6非相干检测器。
波形= phased.RectangularWaveform (“脉冲宽度”,25 e-6,…“OutputFormat”,“脉冲”,脉冲重复频率的,10 e3,“NumPulses”1);c = physconst (“光速”);maxrange = c / (2 * waveform.PRF);信噪比= npwgnthresh (1 e-6 1“非相干”);λ= physconst (“光速”)/ target.OperatingFrequency;Ts = 290;dbterms = db2pow(信噪比- 2 * transmitter.Gain);Pt =(4 *π)^ 3 * physconst (玻耳兹曼的)* Ts / waveform.PulseWidth / target.MeanRCS /(λ^ 2)* maxrange ^ 4 * dbterms;
设置峰值传输能量的输出值雷达方程。
发射机。PeakPower = Pt;
创建散热器和收藏家的对象操作10 GHz。创建一个自由空间路径传播的脉冲的目标。然后,创建一个接收器和一个矩形波形匹配滤波器。
散热器= phased.Radiator (“PropagationSpeed”c…“OperatingFrequency”足球俱乐部,“传感器”,天线);频道= phased.FreeSpace (“PropagationSpeed”c…“OperatingFrequency”足球俱乐部,“TwoWayPropagation”、假);收集器= phased.Collector (“PropagationSpeed”c…“OperatingFrequency”足球俱乐部,“传感器”,天线);接收机= phased.ReceiverPreamp (“NoiseFigure”0,…“EnableInputPort”,真的,“SeedSource”,“属性”,“种子”2 e3);过滤器= phased.MatchedFilter (…“系数”getMatchedFilter(波形),…“GainOutputPort”,真正的);
在您创建的所有对象,定义你的模型,你可以脉冲传播的目标。收集的回波接收机,并实现匹配滤波器来提高信噪比。
产生波形。
wf =波形();
传输波形。
(wf txstatus] =发射机(wf);
向目标辐射脉冲。
wf =散热器(wf tgtang);
脉冲传播的目标。
wf =通道(wf txloc tgtloc, (0, 0, 0), (0, 0, 0));
反映了目标。
wf =目标(wf);
传播脉冲发射机。
wf =通道(wf tgtloc txloc, (0, 0, 0), (0, 0, 0));
收集回声。
wf =收集器(wf tgtang);
接收目标回波。
rx_puls =接收机(wf ~ txstatus);[mf_puls, mfgain] =过滤器(rx_puls);
匹配滤波器的群时延。
Gd =长度(filter.Coefficients) 1;
的群延迟是恒定的。
匹配滤波器的输出转变。
mf_puls = [mf_puls (Gd + 1:结束);mf_puls (1: Gd)];次要情节(2,1,1)t = unigrid (0,1 e-6, 1的军医,“()”);rangegates = c。* t;rangegates = rangegates / 2;情节(rangegates、abs (rx_puls)标题(“收到脉冲”)ylabel (“振幅”)举行在情节([tgtrng, tgtrng],[0马克斯(abs (rx_puls))),“r”次要情节(2,1,2)情节(rangegates、abs (mf_puls))标题(“与匹配滤波”)包含(“米”)ylabel (“振幅”)举行在情节([tgtrng, tgtrng],[0马克斯(abs (mf_puls))),“r”)举行从
