噪声干扰信号的Matlab仿真.docx
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噪声干扰信号的Matlab仿真
雷达对抗实验报告
实验题目:
噪声干扰信号的Matlab仿真
院 系:
信息科学与工程学院
班 级:
通信2班
姓 名:
宋曜辰
学 号:
1003060230
指导教师:
噪声调幅、调频、调相信号的Matlab仿真
一、实验目的
通过实验,加深对噪声调幅、调频、调相信号的理解,加深对噪声调幅、调频、调相信号频谱分析的基本思想与实现方法的认识,并掌握Matlab对随机过程的仿真方法与其基本函数和语法的使用。
二、实验原理
实验中要仿真的各种噪声的时域表达式及相应的频谱特性:
1.射频噪声干扰
窄带高斯过程:
称为射频噪声干扰。
其中包络函数服从瑞利分布,相位函数服从[0,2]均匀分布,且与相互独立,载频为常数,且远大于的谱宽。
2.噪声调幅干扰
广义平稳随机过程:
称为噪声调幅干扰。
其中,调制噪声为零均值,方差为,在区间[-,分布的广义平稳随机过程,服从[0,2]均匀分布,且为与独立的随机变量,为常数。
噪声调幅信号的波形图,以及联合概率密度分布函数p()以及各自的概率密度分布密度p()存在下列关系:
3.噪声调频干扰
广义平稳随机过程:
称为噪声调频干扰,其中调制噪声为零均值、广义平稳的随机过程,服从[0,2]均匀分布且与独立的随机变量,,
噪声调频干扰中的调制噪声和噪声调频干扰信号的波形J(t)如下图示:
4.噪声调相干扰
广义平稳随机过程:
称为噪声调频干扰,其中调制噪声为零均值、广义平稳的随机过程,服从[0,2]均匀分布且与独立的随机变量,,
噪声调相干扰的功率谱如下图所示:
三、实验内容
利用Matlab仿真产生视频噪声:
;射频噪声:
;噪声调幅干扰:
视频噪声,调制度m=0.1~1;噪声调频干扰:
视频噪声;噪声调相干扰:
视频噪声。
等一系列干扰信号并分析特性。
四、实验思路与步骤
1.产生一个高斯白噪声,
2.利用Matlab自带的fir1函数产生一个低通滤波器,限制高斯白噪声的带宽,由此产生了视频噪声。
3.利用产生的视频噪声,分别代入噪声调幅干扰的时域表达式,并且进行100次的积累后求平均值,由此画出噪声调幅干扰频域波形,对其进行快速傅里叶变换后,求出功率谱,由此画出噪声调幅干扰的功率谱波形。
4.重复上述步骤,分别代入噪声调频干扰和噪声调相干扰的时域表达式,分别画出其时域波形和功率谱。
五、实验结果
1.视频噪声时域波形
2.视频噪声功率谱
3.噪声调幅干扰时域波形
调制度m=0.5,
4.噪声调幅干扰功率谱
5.噪声调频干扰时域波形
6.噪声调频干扰功率谱
7.噪声调相干扰时域波形
8.噪声调相干扰功率谱
六、实验分析与结论
1.视频噪声是一个带宽受限的高斯白噪声,,从其功率谱图可以很明显看出带宽
2.通过仿真噪声调幅干扰的时域波形和功率谱,并和理论计算值进行了对比,发现仿真结果与理论值一致,在中心频率处有一个冲击,仿真时采用参数为调制度m=0.5,。
3.通过仿真噪声调频干扰的时域波形和功率谱,并和理论计算值进行了对比,仿真结果与理论值基本一致。
仿真时采用参数。
4.通过仿真噪声调相干扰的时域波形和功率谱,并和理论计算值进行了对比,结果与理论值基本一致。
结果与理论十分相符。
七、实验程序代码
clearall;closeall;clc;%清除变量
T=100e-6;%采样时间
fs=300e6;%采样频率
N=T*fs;%采样点数
detlf=20e6;%滤波器截止频率
f1=100e6;%调制信号中心频率
m=0.5;%调制度
kfm=5e6;%调频斜率
kpm=5;%调相斜率
M=100;%积累次数
p=fft(fir1(N-1,detlf/fs*2));%滤波器频谱
s=0;
fori=1:
100
xn=ifft(fft(random('Normal',0,1,1,N)).*p);%高斯白噪声通过滤波器
j=abs(fft(xn));
s=s+j;
end
s=s/M;
j=s;
figure
(1)
t=0:
1/fs:
T-1/fs;
plot(t*1e6,xn);
xlabel('us');
title('视频噪声时域波形');
figure
(2)
f=(0:
N-1)*fs/N;
plot(f*1e-6,20*log10(j.^2/max(j.^2)));%视频噪声功率谱
axis([-122-80]);
xlabel('MHZ');
title('视频噪声功率谱');
n=1:
N;
zn=(1+m*cos(2*pi*xn)).*cos(2*pi*f1/fs*n);%噪声调幅干扰表达式
figure(3)
plot(t*1e6,zn);
title('噪声调幅干扰时域波形');
xlabel('us');
s=0;
fori=1:
100
zn=(1+m*cos(2*pi*xn)).*cos(2*pi*f1/fs*n);
j=abs(fft(zn));
s=s+j;
end
s=s/M;
j=s;
figure(4)
plot(f*1e-6,20*log10(j.^2/max(j.^2)));%噪声调幅干扰功率谱
title('噪声调幅干扰功率谱');
xlabel('MHZ');
axis([90110-2000]);
sum
(1)=0;
fori=1:
N-1;
sum(i+1)=xn(i)+sum(i);
end
xn=sum/fs;
wn=cos((2*pi*f1*t+2*pi*kfm*xn));%噪声调频干扰表达式
figure(5)
plot(t*1e6,wn);
title('噪声调频干扰时域波形');
xlabel('us');
s=0;
fori=1:
100
xn=ifft(fft(random('Normal',0,1,1,N)).*p);
sum
(1)=0;
fori=1:
N-1;
sum(i+1)=xn(i)+sum(i);
end
xn=sum/fs;
wn=cos((2*pi*f1*t+2*pi*kfm*xn));
j=abs(fft(wn));
s=s+j;
end
s=s/M;
j=s;
figure(6)
plot(f*1e-6,20*log10(j.^2/max(j.^2)));%噪声调频干扰功率谱
axis([50150-1500])
xlabel('MHZ');
title('噪声调频干扰功率谱');
sum
(1)=0;
fori=1:
N-1;
sum(i+1)=xn(i)+sum(i);
end
xn=sum/fs;
on=cos(2*pi*f1*t+kpm*xn);%噪声调相干扰表达式
figure(7)
plot(t*1e6,on);
title('噪声调相干扰时域波形');
xlabel('us');
s=0;
fori=1:
100
xn=ifft(fft(random('Normal',0,1,1,N)).*p);
on=cos(2*pi*f1*t+kpm*xn);
j=abs(fft(on));
s=s+j;
end
s=s/M;
j=s;
figure(8)
plot(f*1e-6,20*log10(j.^2/max(j.^2)));%噪声调相干扰功率谱
axis([50150-700])
xlabel('MHZ');
title('噪声调相干扰功率谱');
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- 噪声 干扰 信号 Matlab 仿真