基于空間電磁信號(hào)的頻譜分析

作者：時(shí)間：2013-04-22 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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2 空間電磁 信號(hào)的時(shí)域形式與功率
2．1 自由空間中電磁 信號(hào)的功率
空間中的電磁 信號(hào)是復(fù)雜、多樣的，以空間作戰(zhàn)中最常出現(xiàn)的雷達(dá)為例，計(jì)算自由空間中的電磁信號(hào)。根據(jù)雷達(dá)方程，空間中某接受點(diǎn)處雷達(dá)信號(hào)的功率為
，所以功率為

式中，Gr為接受點(diǎn)處的接受天線(xiàn)增益；λ為發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng)。
2．2 電磁信號(hào)的時(shí)域形式
設(shè)空間具有多部雷達(dá)，其中每個(gè)雷達(dá)位置矢量為L(zhǎng)ri，而發(fā)射信號(hào)為sr(i，t)，其中i表示雷達(dá)的序號(hào)，且i=1，…，M。
根據(jù)根據(jù)信號(hào)幅值與功率的關(guān)系，第i個(gè)雷達(dá)發(fā)射機(jī)到達(dá)測(cè)試點(diǎn)的幅值為

式中，Ri表示第i個(gè)雷達(dá)發(fā)射機(jī)到測(cè)試點(diǎn)Pm之間的距離；c表示光速；Ri／c表示觀(guān)測(cè)點(diǎn)到各發(fā)射機(jī)之間的傳輸延遲。
2．3 電磁信號(hào)的功率
對(duì)時(shí)域信號(hào)s(Pm，t)進(jìn)行N點(diǎn)FFT，得到電磁信號(hào)的頻譜。對(duì)頻譜按照式(5)對(duì)接受頻段進(jìn)行計(jì)算即得到接受點(diǎn)處接受到的信號(hào)功率。
但是該頻譜是根據(jù)式(5)搬移后的頻譜，需要對(duì)頻譜進(jìn)行還原。在還原的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)搬移接收頻段計(jì)算功率更簡(jiǎn)易，所以采用如下方法進(jìn)行計(jì)算：
(1)對(duì)接受頻率f進(jìn)行搬移，計(jì)算接受頻率在頻譜中的頻率fl。
(2)計(jì)算fl在頻譜中的譜線(xiàn)位置

，讀取頻譜中該點(diǎn)的譜線(xiàn)值。
(3)對(duì)該譜線(xiàn)值乘以濾波系數(shù)，歸一化后取平方。
(4)遍歷接收頻段，將式(3)中的值相加即得到接收功率。

3 電磁信號(hào)的頻譜分析
為驗(yàn)證所提出算法模型以及實(shí)現(xiàn)方法的正確性，利用VC軟件進(jìn)行了軟件編程和仿真實(shí)驗(yàn)并用Matlalc將計(jì)算的結(jié)果顯示。
以雷達(dá)為例，雷達(dá)信息如下：
雷達(dá)位置：經(jīng)緯高(119．5°，19．5°，100 m)；方位掃描范圍(0°，180°)；俯仰掃描范圍(30°，90°)；發(fā)射中心頻率2．5 GHz；帶寬10 MHz；發(fā)射功率50 kW；信號(hào)仿真持續(xù)時(shí)間5μs；發(fā)射波形：線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)；設(shè)接收處的接收中心頻率為2．5 GHz；帶寬10 MHz。
通過(guò)系統(tǒng)仿真計(jì)算，得到采樣頻率fs=20040 080．32，采樣點(diǎn)數(shù)N=1 024。
將計(jì)算的頻譜信息寫(xiě)文件，用Matlab畫(huà)圖得到波形如圖2和圖3所示。

本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/192813.htm