基于空間電磁信號的頻譜分析
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2 空間電磁信號的時域形式與功率
2．1 自由空間中電磁信號的功率
空間中的電磁信號是復(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。根據(jù)雷達(dá)方程，空間中某接受點(diǎn)處雷達(dá)信號的功率為
，所以功率為
式中，Gr為接受點(diǎn)處的接受天線增益；λ為發(fā)射信號波長。
2．2 電磁信號的時域形式
設(shè)空間具有多部雷達(dá)，其中每個雷達(dá)位置矢量為Lri，而發(fā)射信號為sr(i，t)，其中i表示雷達(dá)的序號，且i=1，…，M。
根據(jù)根據(jù)信號幅值與功率的關(guān)系，第i個雷達(dá)發(fā)射機(jī)到達(dá)測試點(diǎn)的幅值為
式中，Ri表示第i個雷達(dá)發(fā)射機(jī)到測試點(diǎn)Pm之間的距離；c表示光速；Ri／c表示觀測點(diǎn)到各發(fā)射機(jī)之間的傳輸延遲。
2．3 電磁信號的功率
對時域信號s(Pm，t)進(jìn)行N點(diǎn)FFT，得到電磁信號的頻譜。對頻譜按照式(5)對接受頻段進(jìn)行計(jì)算即得到接受點(diǎn)處接受到的信號功率。
但是該頻譜是根據(jù)式(5)搬移后的頻譜，需要對頻譜進(jìn)行還原。在還原的過程中發(fā)現(xiàn)搬移接收頻段計(jì)算功率更簡易，所以采用如下方法進(jìn)行計(jì)算：
(1)對接受頻率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在頻譜中的譜線位置
，讀取頻譜中該點(diǎn)的譜線值。(3)對該譜線值乘以濾波系數(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；信號仿真持續(xù)時間5μs；發(fā)射波形：線性調(diào)頻信號；設(shè)接收處的接收中心頻率為2．5 GHz；帶寬10 MHz。
通過系統(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)算的頻譜信息寫文件，用Matlab畫圖得到波形如圖2和圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/192813.htm
通過式(3)，將中心頻率進(jìn)行搬移得((fc))fs=((2 500 000 000))20040 080.32=15 030 080與圖1上的中心頻率相符。
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