1、 <<軟件無(wú)線電原理與應(yīng)用>> 作業(yè) 一、 調(diào)頻（FM）信號(hào)的解調(diào)流程如圖1，信號(hào)帶寬20KHz，輸入時(shí)鐘40MHz，CNCO設(shè)置f0 =10.7 MHz，載波相位偏移為0；其中： CICF：2級(jí)級(jí)聯(lián)，抽取因子D1=5，增益補(bǔ)償值為4；HBF：11階、4級(jí)級(jí)聯(lián)，抽取因子D2=16；FIRF：采樣頻率500 KHz，通帶30 KHz，過(guò)渡帶20 KHz，128階，抽取因子D35；鑒頻FIR：采樣頻率100 KHz，通帶20 KHz，過(guò)渡帶10 KHz，64階。1 給出CICF、HBF的傳遞函數(shù)H(z)的結(jié)構(gòu)，頻率響應(yīng)曲線, 并分析其性能。2 設(shè)計(jì)FIRF、鑒頻FIR濾波器

2、，給出其頻率響應(yīng)曲線, 并分析其性能。3 如果仿真信號(hào)為，其中N(n)為高斯白噪聲, 瞬時(shí)相位為:，f1 =1000Hz, f2 =2500Hz, SNR=20dB。 推導(dǎo)圖中每級(jí)處理后輸出信號(hào)的表達(dá)式（不考慮噪聲），并畫(huà)出每級(jí)處理后輸出信號(hào)的時(shí)域波形（AGC=2）。f(n)Q4(n)Q3(n)Q3(n)Q2(m)Q1(n)I4(n)I2(m)I3(n)sin cosI1(n)幅度相位CICFFIRFHBFC ® PCICFFIRFHBF數(shù)字鑒頻器CNCOFIRAGCDSPD/ASFM（n）a(n)p(n)fp(n)二、現(xiàn)有一雷達(dá)系統(tǒng)，工作頻率范圍為220305MHz，現(xiàn)需對(duì)整個(gè)工作

3、帶寬內(nèi)的回波進(jìn)行信道化處理以檢測(cè)有無(wú)目標(biāo)。1 假定信號(hào)的中心頻率f0=262.5MHz，在欠采樣下，A/D的采樣頻率fs應(yīng)選多大才能滿足中頻數(shù)字正交化處理的要求；2 假定回波中包含兩個(gè)LFM信號(hào)（），其參數(shù)如下表1所示，信噪比SNR=10dB，產(chǎn)生回波信號(hào)，并利用信道化處理方法對(duì)LFM信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)（每個(gè)信道的帶寬Bs=3MHz）。要求：（1）給出信道劃分示意圖，并計(jì)算LFM信號(hào)所處的信道位置；（2）畫(huà)出有回波的信道信號(hào)及其頻譜；（3）對(duì)分離后的回波信號(hào)進(jìn)行脈壓，畫(huà)出脈壓結(jié)果進(jìn)行分析。表1 線性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)LFM信號(hào)中心頻率(MHz)帶寬(KHz)脈寬(us)chirp1242.5600100c

4、hirp2268.5300100三、對(duì)一圓形陣列的波束形成進(jìn)行仿真，假設(shè)發(fā)射信號(hào)載頻為0.8GHz，圓形陣列半徑為0.8米，在圓周上均勻布置28個(gè)陣元。1.畫(huà)出指向10度的方向圖；2.如果目標(biāo)在0度，有一不相干的干擾信號(hào)在-20度，干擾噪聲功率比為35dB。請(qǐng)用自適應(yīng)波束形成方法畫(huà)出方向圖；3.采用旁瓣對(duì)消的方法（選取兩個(gè)陣元作為輔助天線），計(jì)算對(duì)消比第一題源程序：%=%軟件無(wú)線電作業(yè)題1%對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行正交分解、濾波、抽取、解調(diào)%=%clc;close all; clear all;fs = 40e6 ;%信號(hào)時(shí)鐘Ts = 1/fs;f0 = 10.7e6; %載頻f1 = 1000; f2

5、 = 2000; D1 = 10; %CIC濾波抽取因子D2 = 8; %3級(jí)半帶濾波抽取因子D3 = 5; %低通濾波抽取因子%=%CIC 濾波器設(shè)計(jì)S1_cic = ones(1,D1);%一級(jí)CICH1,F1 = freqz(S1_cic,1,1024,fs);S2_cic = conv(S1_cic,S1_cic);%兩級(jí)CICH2,F2 = freqz(S2_cic,1,1024,fs);S3_cic = conv(S2_cic,S1_cic);%三級(jí)CICH3,F3 = freqz(S3_cic,1,1024,fs);figure;plot(F1/(fs/2),20*log10(a

6、bs(H1)-max(20*log10(abs(H1),'b'),grid;hold on;plot(F2/(fs/2),20*log10(abs(H2)-max(20*log10(abs(H2),'g');hold on;plot(F3/(fs/2),20*log10(abs(H3)-max(20*log10(abs(H3),'m');xlabel('fontsize12bf歸一化頻率(timespi rad/sample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)'),title('fo

7、ntsize12bfCICF幅頻響應(yīng)');box on;legend('bf單級(jí)CIC','bf兩級(jí)CIC','bf三級(jí)CIC','Location','SouthWest');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);hold off;%=%HB濾波器設(shè)計(jì)B2 = firhalfband(8,blackman(9);%9階HBFB2 = conv(conv(B2,B2),B2);%三級(jí)級(jí)聯(lián)H4,F4 = freqz

8、(B2,1,1024,fs);figure(2),plot(F4/(fs/2),20*log10(abs(H4),grid;xlabel('fontsize12bf歸一化頻率(timespi rad/sample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)');title('fontsize12bfHBF幅頻響應(yīng)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%FIRF設(shè)計(jì)fs1 = fs/(8*10);N,Fo,Ao,W = firp

9、mord( 20e3 35e3, 1 0, 10(-100/20) 10(-100/20), fs1 ); % 低通濾波器b1 = firpm(127,Fo,Ao,W);H5,F5 = freqz(b1,1,1024,fs1);figure(3),plot(F5/(fs1/2),20*log10(abs(H5),grid;xlabel('fontsize12bf歸一化頻率(timespi rad/sample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)');title('fontsize12bfFIFR幅頻響應(yīng)');set(gca

10、,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%鑒頻FIR設(shè)計(jì)fs2 = fs1/5;N,Fo,Ao,W = firpmord( 20e3 30e3, 1 0, 10(-80/20) 10(-80/20), fs2 ); % 低通濾波器b2 = firpm(63,Fo,Ao,W);H6,F6 = freqz(b2,1,1024,fs2);figure(4),plot(F6/(fs2/2),20*log10(abs(H6),grid;xlabel('fontsize12bf歸一化頻率(timespi rad/s

11、ample)');ylabel('fontsize12bf幅值(dB)');title('fontsize12bf鑒頻FIFR幅頻響應(yīng)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%濾波器總的幅頻響應(yīng)HH = 2.*H3.*H4.*H5;figure(5),plot(1:1024)*fs/1024,20*log10(abs(HH),grid;xlabel('fontsize12bf頻率/Hz');ylabel('fontsize12b

12、f幅值(dB)');title('fontsize12bf總的濾波器幅頻響應(yīng)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=%數(shù)據(jù)處理，給出每級(jí)數(shù)據(jù)經(jīng)濾波抽取后的結(jié)果N=400000;n=0:400000-1;phi=0.7*pi*sin(2*pi*f1*n*Ts+pi/6)+0.7*pi*sin(2*pi*f2*n*Ts+pi/3);Sn=cos(2*pi*f0*n*Ts+phi);%+1/sqrt(20)*randn(1,N); %SNR=20dB%I1=Sn.*cos(

13、2*pi*f0*n*Ts);Q1=Sn.*sin(2*pi*f0*n*Ts); %正交變換II2=2*filter(S3_cic,1,I1);QQ2=2*filter(S3_cic,1,Q1); %CIC濾波I2=II2(1:D1:N);Q2=QQ2(1:D1:N); %10倍抽取II3=filter(B2,1,I2);QQ3=filter(B2,1,Q2); %HB濾波I31=II3(1:2:N/D1);Q31=QQ3(1:2:N/D1); %2倍抽取I32=filter(B2,1,I31);Q32=filter(B2,1,Q31); %HB濾波I33=I32(1:2:N/(2*D1);Q3

14、3=Q32(1:2:N/(2*D1); %2倍抽取I34=filter(B2,1,I33);Q34=filter(B2,1,Q33); %HB濾波I3=I34(1:2:N/(2*2*(D1);Q3=Q34(1:2:N/(2*2*(D1); %2倍抽取I41=filter(b1,1,I3);Q41=filter(b1,1,Q3); %低通濾波I4=I41(1:D3:N/(D1*D2);Q4=Q41(1:D3:N/(D1*D2); %5倍抽取% 畫(huà)圖顯示 %figure(6);plot(0:Ts:1000*Ts),Sn(1:1001),grid on;xlabel('fontsize12b

15、f時(shí)間(s)'),ylabel('fontsize12bf幅值(v)');title('fontsize12bf原始信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(7);plot(1:40000),I1(1:40000),'r-',(1:40000),Q1(1:40000),'b-'),legend('bfI1','bfQ1');title('fontsize12bfI1與Q

16、1路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(8);plot(1:length(I2),I2,'r-',1:length(Q2),Q2,'b'),legend('bfI2','bfQ2');title('fontsize12bfI2與Q2路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);fi

17、gure(9);plot(1:length(I3),I3,'r-',1:length(Q3),Q3,'b'),legend('bfI3','bfQ3');title('fontsize12bfI3與Q3路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(10);plot(1:length(I4),I4,'r-',1:length(Q4),Q4,'b'),legend(

18、9;bfI4','bfQ4');title('fontsize12bfI4與Q4路時(shí)域信號(hào)');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);figure(11);%畫(huà)正交原圖，看IQ通道是否正交subplot(2,2,1),plot(I1,Q1),axis equal,grid;xlabel('fontsize12bf同相分量I1');ylabel('fontsize12bf正交分量Q1'); title('fontsize1

19、2bfI1與Q1正交圓圖');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);subplot(2,2,2),plot(I2,Q2),axis equal,grid;xlabel('fontsize12bf同相分量I2');ylabel('fontsize12bf正交分量Q2'); title('fontsize12bfI2與Q2正交圓圖');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize

20、',12);subplot(2,2,3),plot(I3,Q3),axis equal,grid;xlabel('fontsize12bf同相分量I3');ylabel('fontsize12bf正交分量Q3'); title('fontsize12bfI3與Q3正交圓圖');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);subplot(2,2,4),plot(I4,Q4),axis equal,grid;xlabel('fontsize12b

21、f同相分量I4');ylabel('fontsize12bf正交分量Q4'); title('fontsize12bfI4與Q4正交圓圖');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);%=% 鑒頻 %sig=2*I4+j*2*Q4;an=abs(sig);Pn0=atan2(Q4,I4);Pn=unwrap(Pn0);B5=1,0,0,-1;Fp=filter(B5,1,Pn);Fn=filter(b2,1,Fp); %鑒頻低通濾波ff=-diff(phi); %

22、 理論值求解ff=ff(1:100:length(ff);figure(12);subplot(2,1,1),plot(Fn,'r'),title('fontsize12bf解調(diào)結(jié)果');set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12);subplot(2,1,2),plot(ff,'g'),title('fontsize12bf理論解調(diào)結(jié)果');set(gca,'FontWeight','bold','Fo

23、ntSize',12);第二題源程序：%=%軟件無(wú)線電第二題%信道化接收%=%clc;clear all;close all;N=1120; % 低通濾波器長(zhǎng)度 M=70; % 劃分通道數(shù) K=16; % 多相濾波器長(zhǎng)度f(wàn)s=210e6; % 采樣頻率 Bw=85e6; % 信號(hào)帶寬 Bw=fh-flf0=262.5e6; % 信號(hào)中心頻率fl=f0-Bw/2; %最低工作頻率fh=f0+Bw/2; %最高工作頻率T=100e-6; %LFM信號(hào)脈寬Bs = 3e6; %每個(gè)信道帶寬n=0:N-1;%-輸入信號(hào)-f1=242.5e6; % chirp1 中心頻率f2=267.5e6;

24、% chirp2 中心頻率SNR = 10; %信噪比t=-T/2:1/fs:T/2-1/fs;w1=2*pi*f1;BW1=600e3;%chirp1帶寬w2=2*pi*f2;BW2=300e3;%chirp1帶寬z1t=cos(w1*t+BW1/T*pi*t.*t); % chirp1z2t=cos(w2*t+BW2/T*pi*t.*t); % chirp2zt=z1t+z2t+(10.(-10/20)*randn(1,length(t);%信號(hào)+噪聲DFzt=fft(zt);DFz1t=fft(z1t);DFz2t=fft(z2t);%信號(hào)的頻譜figure(1) subplot(3,2

25、,1);plot(0:(fs*T-1),zt);title('時(shí)域 ');ylabel('zt=chirp1+chirp2+noise');subplot(3,2,2);plot(-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T)*fs,abs(DFzt);title('頻域');subplot(3,2,3);plot(0:(fs*T-1),z1t);ylabel('chirp1');subplot(3,2,4);plot(-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T)*fs,abs(DFz1t);subplot(3,2,

26、5);plot(0:(fs*T-1),z2t);ylabel('chirp2');subplot(3,2,6);plot(-0.5:1/(fs*T):0.5-1/(fs*T)*fs,abs(DFz2t);%-設(shè)計(jì)低通濾波器-f = Bs,1.5*Bs/fs; m1 = 1,0;Rp=1;Rs=40;dat1 = (10(Rp/20)-1)/(10(Rp/20)+1);dat2 = 10(-Rs/20);rip = dat1,dat2;MM,ff,mm,ww = remezord(f,m1,rip);hh = remez(N-1,ff,mm,ww);figure(2)freqz(

27、hh);%-直接低通濾波-for k=0:M-1 z1h=conv(z1t,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M); z2h=conv(z2t,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M); zh=conv(zt,hh.*exp(-j*2*pi*k*n/M); m=0:size(t)-1; W=exp(-j*2*pi/M*m*k); z1w=z1h.*W; z2w=z2h.*W; zw=zh.*W; z1k_temp=reshape(z1w,zeros(1,M-rem(length(z1w),M),M,); z2k_temp=reshape(z2w,zeros(1,M-rem(lengt

28、h(z2w),M),M,); zk_temp=reshape(zw,zeros(1,M-rem(length(z1w),M),M,); z1k(k+1,:)=z1k_temp(k+1,:); z2k(k+1,:)=z2k_temp(k+1,:); zk(k+1,:)=zk_temp(k+1,:); if k<M/2 figure(3) subplot(7,5,k+1); plot(0:length(zk_temp)-1*pi/length(zk_temp),real(zk(k+1,:); temp1 = 'fontsize12bf通道' num2str(k); axis(

29、0 pi -.6 .6);title(temp1); set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12); figure(4) subplot(7,5,k+1); plot(0:length(zk_temp)-1*pi/length(zk_temp),abs(fft(zk(k+1,:); axis(0 pi 0 35);title(temp1); set(gca,'FontWeight','bold','FontSize',12); endendfigure(5)p

30、lot(real(zk(12,:)title('通道11波形');zk_fft = abs(fft(zk(12,:)/max(abs(fft(zk(12,:);figure(6)plot(0:length(zk_fft)-1)*Bs/length(zk_fft),fftshift(zk_fft)xlabel('頻率');ylabel('歸一化幅度');title('通道11信號(hào)頻譜');figure(7)plot(abs(xcorr(zk(12,:),zk(12,:)xlabel('通道11脈壓結(jié)果');figur

31、e(8)plot(real(zk(20,:)title('通道19波形');zk_fft = abs(fft(zk(20,:)/max(abs(fft(zk(20,:);figure(9)plot(0:length(zk_fft)-1)*Bs/length(zk_fft),fftshift(zk_fft)xlabel('頻率');ylabel('歸一化幅度');title('通道19信號(hào)頻譜');figure(10)plot(abs(xcorr(zk(20,:),zk(20,:)xlabel('通道19脈壓結(jié)果');第三題源程序：%=%軟件無(wú)線電第三大題