多波形雷达信号模糊函数仿真工具

资 源 简 介

本软件是一款基于MATLAB开发的专业化雷达信号分析工具，旨在通过数值仿真手段实现多种典型雷达信号模糊函数的计算与多维可视化。软件支持的信号类型广泛，包括单频脉冲、线性调频脉冲（LFM）、非线性调频信号、阶跃频率编码信号以及多种相位编码信号（如巴克码、M序列、LFM脉冲串等）。 系统核心功能在于通过离散时间序列模拟信号的产生，并严格按照模糊函数的数学定义式，执行信号与其自身在不同时延和多普勒偏移下的二维互相关运算。用户可以通过简洁直观的交互界面录入各项波形参数，如脉冲宽度、调频带宽、采样频率、载波周期、码

详 情 说 明

雷达信号模糊函数绘制与分析软件

项目介绍

本项目是一款基于 MATLAB 环境开发的雷达信号分析工具，专注于雷达波形的模糊函数（Ambiguity Function）计算与多维可视化分析。通过数值仿真技术，软件能够模拟多种典型雷达信号，深入剖析其在时延-多普勒平面上的能量分布特性，为雷达波形设计、分辨率评估及匹配滤波器性能分析提供量化依据。

功能特性

1. 多信号类型支持：内置四种典型雷达波形生成模块，包括单频脉冲、线性调频脉冲（LFM）、相位编码信号（以巴克码为例）以及线性调频脉冲串。
2. 模糊函数计算：基于物理定义，严格执行信号在不同多普勒频移下的自相关运算，生成完整的二维模糊面数据。
3. 性能自动化评估：系统可自动提取关键雷达测量指标，包含 -3dB 主瓣宽度（时延分辨力）、峰值旁瓣比（PSL）以及积分旁瓣比（ISLR）。
4. 高维度可视化：提供三维网格图、等高线图以及零多普勒/零时延方向的剖面切片图，支持 dB 尺度显示，便于观察弱旁瓣细节。

系统要求

1. 软件环境：MATLAB R2016b 或更高版本。
2. 必备工具箱：信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox，用于执行 findpeaks 等函数）。

使用方法

1. 信号选择：在配置区域修改信号类型标识变量（1至4），分别对应单频、LFM、相位编码或脉冲串。
2. 参数自定义：根据需求调整采样频率（fs）、脉宽（T）、带宽（B）、脉冲重复周期（pri）等物理参数。
3. 运行程序：执行脚本后，软件将自动完成信号合成、模糊函数矩阵运算、指标计算并弹出综合分析图表。
4. 结果查看：通过 MATLAB 控制台阅读格式化的性能报告，并通过图形窗口观察信号的测距与测速特性。

实现逻辑说明

1. 信号合成逻辑

软件首先根据采样频率建立离散时间序列。针对单频脉冲，生成单位幅度的复指数信号；针对线性调频信号，通过计算调频斜率 K（带宽/脉宽）实现相位随时间平方变化的波形；针对相位编码，根据输入的码组序列（如13位巴克码）对脉冲进行码元切片调制；针对脉冲串，则在指定的重复周期时刻重叠放置多个基本脉冲。

1. 模糊函数算法实现

计算核心采用了时频域结合的思路。程序首先定义多普勒轴的覆盖范围与分辨率。在每一个多普勒频点上，先对原始信号实施模拟频移（乘以复指数因子），随后利用互相关运算函数计算该频移信号与原始信号的时延相关性。遍历所有频点后，形成一个二维复矩阵，最后经过取模和归一化处理得到模糊面数据。

1. 性能指标提取逻辑

• 时延分辨力：在零多普勒切片上，定位峰值下降 3dB（约 0.707 倍幅度）的边界点，计算其对应的时间差。
• 峰值旁瓣比 (PSL)：利用局部极大值搜索算法寻找主瓣之外的最大旁瓣幅度，并以对数形式（dB）计算其与主瓣峰值的比值。
• 积分旁瓣比 (ISLR)：计算主瓣宽度范围外所有能量的和与主瓣区域内总能量的比值，反映波形压缩后的整体旁瓣水平。

关键算法与细节分析

1. 离散相关运算：软件利用内置的高效互相关算法处理离散时间序列，能够准确模拟连续模糊函数公式中的积分过程。
2. 窗函数应用：在生成标准脉冲时，通过自定义的矩形窗函数强制限定信号的时域边界，确保能量在计算窗口内严格对齐。
3. 自适应坐标转换：在可视化阶段，软件将离散的点数值转换为具备物理意义的微秒（us）和千赫兹（kHz）单位。
4. 对数尺度显示：为了清晰展现动态范围较大的旁瓣，切片图采用了 20*log10 的对数变换，并设置了 -60dB 的底噪阈值，使观察者能精准识别旁瓣抑制能力。