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《线性调频信号仿真和性能分析》 科研训练论文

实验总成绩： 报告份数：

西安邮电大学

通信与信息工程学院

科研训练论文

专业班级： 学生姓名： 学号(班内序号):

2013 年 9 月 23 日

《线性调频信号仿真和性能分析》 科研训练论文

线性调频信号仿真和性能分析

摘要

线性调频信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号，是通过非线性相位调制或线性频率调制获得大时宽带宽积的典型例子。通常把线性调频信号称为Chirp信号，它是研究最早而且应用最广泛的一种脉冲压缩信号。线性调频信号的主要优点是所用的匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，仍能用同一个匹配滤波器完成脉冲压缩；主要缺点是存在距离和多普勒频移的耦合。此外，线性调频信号的匹配滤波器的输出旁瓣电平较高。

线性调频信号的主要应用：常见的包括声纳、雷达、多普勒效应。 关键词：线性调频信号 chirp 脉冲压缩 匹配滤波

Abstract: A chirp is a signal in which the frequency increases ('up-chirp') or decreases ('down-chirp') with time.

引言

chirp 信号，又称线性调频（Liner Frequency Modulation，LFM）信号，研究价值较高。这是因为：（1）chirp 信号在时频平面中呈现直线型，因而常常作为衡量一种时频分析方法是否有效的手段 ；（2）作为大的时间——频带积的扩频信号，它广泛地出现在通信、雷达、声呐和地震勘探等系统；在扩频通信中，线性调频信号提供了一种具有高度抗干扰能力的调频方案 ；（3）在生物医学信号分析方面，chirp信号用于CT 信号的时频分析 ；（4）用于故障诊断的振动信号中也存在着大量的 chirp 信号成分。[ 1]

因此，本文将使用MATLAB来模拟仿真chirp信号并分析其特性。

一. 线性调频信号

在调频系统中，振荡频率随输入信号的电压改变。当输入电压为零时，振荡产生一个中心频率的正弦波；当输入基带信号的电压变化时，该振荡频率做出相应的变化。可利用压控振荡器（ＶＣＯ）实现直接调频。其调频原理框图如下：

m (t) VCO SFM

影响数字调制的因素：抗扰性，抗多径衰落的能力 ，已调信号的带宽以及使用成本等因素。好的调制方案在低信噪比的情况下，具有良好的无码性能，具有良好的抗多径衰落能力，占有较小的待看。使用方便成本低。性能和指标：功率有效性np和带宽有效性nB

，。

单个线性调频脉冲信号的时域表达式为

《线性调频信号仿真和性能分析》 科研训练论文

式中： A为脉冲幅度，f0为中心频率，μ为调频斜率。[ 2]

线性调频(Chirp)信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号。 线性调频的瞬时频率f(t)呈线性变化：f(t)=f0+kt，其中f0表示时间等于零时的频率，k表示频率改变的速率，当k>0时，频率递增，k<0则递减。[ 3 ]