脉冲波形分析仪

分析脉冲、调频和相位编码波形的性能特征

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描述

的脉冲波形分析仪应用程序让您探索雷达常用信号的属性。您可以显示2-D和3-D图，让您可视化波形时间序列和频谱。

该应用程序允许您更改波形参数，并查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，实与虚和光谱默认情况下显示选项卡。你可以同时叠加多个波形的图。

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
线性调频
加强调频
相波形
调频常数波形(FMCW)

可以将波形导出为工作区变量或包含以下内容的文件:

相控阵系统工具箱™波形对象，如分阶段。LinearFMWaveform．
雷达的工具箱pulseWaveformLibrary对象。
雷达的工具箱pulseCompressionLibrary对象。

你可以使用波形块，匹配滤波器块,拉伸处理器Simulink中的金宝app块^®．你也可以使用脉冲波形库和脉冲压缩库可在雷达的工具箱．

你也可以在声纳应用程序中使用这个应用程序，选择适当的传播速度。

打开脉冲波形分析仪App

MATLAB^®工具条:在应用程序选项卡,在信号处理与通信，选择应用图标或
MATLAB命令提示符:输入pulseWaveformAnalyzer．有关以编程方式使用应用程序的方法，请参阅编程使用．

例子

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矩形波形

这个例子展示了如何分析矩形波形。一个理想的矩形波形瞬间跳到一个常数值，并保持一段时间。重新排列参数和特征选项卡，使绘图更大。

当你打开应用程序时图书馆TAB显示默认矩形波形，中心面板显示波形形状或频谱。首先，设置采样率(Hz)到3mhz。相同的采样率适用于你分析的所有波形。

您可以通过右键单击波形名称来重命名波形。将名称更改为RectangularPulse．

重命名波形

设计脉冲最大射程50公里。在这个范围内，信号传播和返回的时间为333 μs。因此，脉冲之间允许333 μs，相当于一个脉冲重复频率(脉冲重复频率)为3000hz。

设置脉冲宽度到50 μs。

中光速值的改变传播速度字段转换为更精确的值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，应用程序在屏幕中显示约7.5公里的距离分辨率特征选项卡。在此面板中，您可以向右滚动以查看其他属性。矩形脉冲的距离分辨率大约是脉冲宽度乘以光速的1/2。多普勒分辨率近似于脉冲的傅里叶变换的宽度。

在窗口的中心面板中，选择实与虚TAB来绘制波形。

“实”和“虚”选项卡显示波形图。

选择光谱窗口中央面板上的选项卡显示功率谱密度。

“频谱”选项卡显示功率谱密度。

可以通过选择显示关节距离-多普勒分辨率表面从暧昧的情节菜单。

歧义函数曲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，大约为7.5 km。您可以通过选择具有较大带宽的信号来提高距离分辨率。线性调频脉冲是一个很好的选择。

在参数选项卡，更改波形来线性调频．然后，将波形名称更改为LinearFMWaveform．这种类型的脉冲有一个变化的频率，它可以增加或减少作为时间的线性函数。保持采样率在3 MHz。

选择扫描方向作为向上，以及扫描带宽1 MHz。

可以看到，保持与前一个示例相同的脉冲宽度，将范围分辨率提高到150米，如图所示特征选项卡。

在Real和虚数选项卡中查看新的波形图。

当距离分辨率变好时，多普勒分辨率比矩形波形的分辨率差。选项可以看到这一点表面模棱两可的阴谋。的歧义Function-Surface标签显示了多普勒分辨率和距离分辨率之间的权衡。

模糊函数表面标签显示降低的多普勒分辨率。

线性调频波形谱图

这个例子展示了如何显示线性调频波形的频谱图，有和没有频率重新分配。

使用与前一个示例相同的信号参数。

选择光谱图从信号的情节下拉菜单。然后，选择重新分配复选框显示频率重新分配的频谱图(默认情况下重新分配是打开的)。设置阈值到-100分贝。频率重配是一种利用来自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]．

“谱图”标签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组件。

若要查看常规频谱图，请清除重新分配复选框。

取消选中“重新分配”复选框。

同样，你可以改变阈值设置显示或隐藏较弱的频谱组件。

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，创建一个矩形波形，其参数与第一个示例中使用的参数相同。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中相同的值。

中选择两种波形图书馆面板使用Ctrl+点击。显示器现在显示两种波形的波形、频谱和特征。

同时显示两个图。

频谱选项卡显示了两种波形的功率谱密度。

编程使用

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你可以跑pulseWaveformAnalyzer从命令行。

`pulseWaveformAnalyzer (wav）`

pulseWaveformAnalyzer (wav）打开脉冲波形分析仪应用程序并导入并绘制波形wav．wav可以是工作区中的一个变量，表示一个波形对象，例如:

Wav =阶段性。LinearFMWaveform (“SampleRate”fs,.．.“SweepBandwidth”200年e3,.．.“脉冲宽度”1 e - 3,脉冲重复频率的1 e3);pulseWaveformAnalyzer (wav)

或者你可以直接输入对象:

pulseWaveformAnalyzer(分阶段。LinearFMWaveform (.．.“SampleRate”fs,.．.“SweepBandwidth”200年e3,.．.“脉冲宽度”1 e - 3,脉冲重复频率的1 e3))

`pulseWaveformAnalyzer (wavlib）`

pulseWaveformAnalyzer (wavlib）打开脉冲波形分析仪应用程序，并导入pulseWaveformLibrary对象,wavlib．例如，从三个波形构造波形库对象，共同采样率为1 MHz。然后从命令行运行:

波形1 = {“矩形”，脉冲重复频率的1 e4,“脉冲宽度”, 50 e-6};波形2 = {“LinearFM”，脉冲重复频率的1 e4,“脉冲宽度”, 50 e-6,.．.“SweepBandwidth”1 e5,“SweepDirection”，“了”，.．.“SweepInterval”，“积极”};波形3 = {“PhaseCoded”，脉冲重复频率的1 e4,“代码”，“Zadoff-Chu”，.．.“SequenceIndex”3,“ChipWidth”5 e-6,“NumChips”8};Fs = 1e6;wavlib = pulseWaveformLibrary(“SampleRate”fs,.．.“WaveformSpecification”, {waveform1、waveform2 waveform3});pulseWaveformAnalyzer (wavlib)

频谱选项卡显示了所有三种波形的功率谱密度。

`pulseWaveformAnalyzer (comprlib）`

pulseWaveformAnalyzer (comprlib）打开脉冲波形分析仪应用程序，并导入pulseCompressionLibrary对象,comprlib．例如，使用波形从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FM波形创建拉伸处理器。采样率为3mhz，矩形波脉宽为25μ s，线性波脉宽为50μ s，脉冲重复频率为3000hz。使用以下命令将压缩波形导出到波形应用程序:

Fs = 3e6;Rectpw = 25e-6;Linpw = 50e-6;PRF = 3e3;波形1 = {“矩形”，脉冲重复频率的脉冲重复频率,.．.“脉冲宽度”rectpw};波形2 = {“LinearFM”，脉冲重复频率的脉冲重复频率,“脉冲宽度”linpw,.．.“SweepBandwidth”1 e6,“SweepDirection”，“了”，.．.“SweepInterval”，“积极”};Procspec1 = {“MatchedFilter”，“SpectrumWindow”，“损害”};Procspec2 = {“StretchProcessor”，“ReferenceRange”, 5000,.．.“RangeSpan”, 200,“RangeWindow”，“汉明”};comprlib = pulseccompressionlibrary (.．.“WaveformSpecification”{waveform1, waveform2},.．.“ProcessingSpecification”{procspec1, procspec2},.．.“SampleRate”fs,“PropagationSpeed”physconst (“光速”));pulseWaveformAnalyzer (comprlib)