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(shí)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雜、多樣的，以空間作戰中最常出現的雷達為例，計算自由空間中的電磁信號。根據雷達方程，空間中某接受點(diǎn)處雷達信號的功率為
，所以功率為
式中，Gr為接受點(diǎn)處的接受天線(xiàn)增益；λ為發(fā)射信號波長(cháng)。
2．2 電磁信號的時(shí)域形式
設空間具有多部雷達，其中每個(gè)雷達位置矢量為L(cháng)ri，而發(fā)射信號為sr(i，t)，其中i表示雷達的序號，且i=1，…，M。
根據根據信號幅值與功率的關(guān)系，第i個(gè)雷達發(fā)射機到達測試點(diǎn)的幅值為
式中，Ri表示第i個(gè)雷達發(fā)射機到測試點(diǎn)Pm之間的距離；c表示光速；Ri／c表示觀(guān)測點(diǎn)到各發(fā)射機之間的傳輸延遲。
2．3 電磁信號的功率
對時(shí)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。
但是該頻譜是根據式(5)搬移后的頻譜，需要對頻譜進(jìn)行還原。在還原的過(guò)程中發(fā)現搬移接收頻段計算功率更簡(jiǎn)易，所以采用如下方法進(jìn)行計算：
(1)對接受頻率f進(jìn)行搬移，計算接受頻率在頻譜中的頻率fl。
(2)計算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)對該譜線(xiàn)值乘以濾波系數，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
為驗證所提出算法模型以及實(shí)現方法的正確性，利用VC軟件進(jìn)行了軟件編程和仿真實(shí)驗并用Matlalc將計算的結果顯示。
以雷達為例，雷達信息如下：
雷達位置：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；信號仿真持續時(shí)間5μs；發(fā)射波形：線(xiàn)性調頻信號；設接收處的接收中心頻率為2．5 GHz；帶寬10 MHz。
通過(guò)系統仿真計算，得到采樣頻率fs=20040 080．32，采樣點(diǎn)數N=1 024。
將計算的頻譜信息寫(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://dyxdggzs.com/article/192813.htm
通過(guò)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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