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雷达信号分析(第2章)信号分析基础

现代雷达信号检测及处理

现代雷达信号检测报告

现代雷达信号匹配滤波器报告 一 报告的目的 1.学习匹配滤波器原理并加深理解 2.初步掌握匹配滤波器的实现方法 3.不同信噪比情况下实现匹配滤波器检测 二 报告的原理 匹配滤波器是白噪声下对已知信号的最优线性处理器,下面从实信号的角度 来说明匹配滤波器的形式。一个观测信号)(t r 是信号与干扰之和,或是单纯的干扰)(t n ,即 ? ??+=)()()()(0t n t n t u a t r (1) 匹配滤波器是白噪声下对已知信号的最优线性处理器,对线性处理采用最大信噪比准则。以)(t h 代表线性系统的脉冲响应,当输入为(1)所示时,根据线性系统理论,滤波器的输出为 ?∞ +=-=0)()()()()(t t x d h t r t y ?τττ (2) 其中 ?∞ -=0 0)()()(τττd h t u a t x , ?∞ -=0 )()()(τττ?d h t n t (3) 在任意时刻,输出噪声成分的平均功率正比于 [ ] ??∞∞=?? ? ???-=0 20202 |)(|2)()(|)(|τττττ?d h N d h t n E t E (4) 另一方面,假定滤波器输出的信号成分在0t t =时刻形成了一个峰值,输出信 号成分的峰值功率正比于 2 02 2 0)()()(? ∞ -=τττd h t u a t x (5) 滤波器的输出信噪比用ρ表示,则

[ ] ?? ∞ ∞ -= = 2 02 02 2 20|)(|2)()(| )(|) (τ ττ ττ?ρd h N d h t u a t E t x (6) 寻求)(τh 使得ρ达到最大,可以用Schwartz 不等式的方法来求解.根据Schwartz 不等式,有 ??? ∞ ∞ ∞ -≤-0 20 2 02 0|)(||)(|)()(τττττ ττd h d t u d h t u (7) 且等号只在 )()()(0*τττ-==t cu h h m (8) 时成立。由式(1)可知匹配滤波器的脉冲响应由待匹配的信号唯一确定,并且是该信号的共轭镜像。在0=t t 时刻,输出信噪比SNR 达到最大。 在频域方面,设信号的频谱为 ,根据傅里叶变换性质可知,匹配滤 波器的频率特性为 (9) 由式(9)可知除去复常数 c 和线性相位因子 之外,匹配滤波器的频率 特性恰好是输入信号频谱的复共轭。式 (2)可以写出如下形式: (10) (11) 匹配滤波器的幅频特性与输入信号的幅频特性一致,相频特性与信号的相位谱互补。匹配滤波器的作用之一是:对输入信号中较强的频率成分给予较大的加权,对较弱的频率成分给予较小的加权,这显然是从具有均匀功率谱的白噪声中过滤出信号的一种最有效的加权方式;式(11)说明不管输入信号有怎样复杂的非线性相位谱,经过匹配滤波器之后,这种非线性相位都被补偿掉了,输出信号仅保留保留线性相位谱。这意味着输出信号的各个频率分量在时刻达到同相位,同相相加形成输出信号的峰值,其他时刻做不到同相相加,输出低于峰值。 匹配滤波器的传输特性 ,当然还可用它的冲激响应 来表示,这时有:

铁路信号基础设备试题库完整

铁路信号基础设备题库 、填空题 1、直流无极继电器的电磁系统由线圈、衔铁、轭铁、铁芯 ___________ 四部分组成。 2、安全型信号继电器的接点电阻由接点金属材料本身电阻、接触电阻、_____________ 两部分组成。 3、交流二元继电器有轨道线圈、局部线圈两个线圈,当两个线圈中的电 流相位相差90 度时继电器吸起。 4、继电器电路中防止混线的方法有以下四种位置法、极性法、双断法__________ 、独立电源法______________ O 5、铁路信号的基本颜色有红、绿、黄;辅助颜色有蓝______ 、紫 ___________ 、 ___ 月白________ O 6铁路信号灯泡的额定电压是 J2 ___________ V,信号点灯变压器XB1-34中34 的含义是_____ 变压器的容量是 34VA __________________ O 7、电动转辙机每转换一次,锁闭齿轮和锁闭齿条块完成了解锁、转换和 锁闭_______ 三个过程。 8、轨道电路由送电端、受电端、钢轨三大部分组成,轨道电路的作用一是监督列车的占用;二是传递列车信息。 9、轨道电路中有绝缘是指有机械绝缘,无绝缘是指有电气绝缘° 10、道岔按其锁闭方式可分为内锁闭、外锁闭两种。ZD6采用的是间接 锁闭方式,S700K采用的是直接锁闭方式。

11、ZD6转辙机的减速器采用两级减速,分别是小齿轮带动大齿轮、渐开线

12、有极继电器根据线圈中电流极性不同具有__反位打落_和_定位吸起_两种稳定状态。 13、信号机一般应设在线路£侧,四显示自动闭塞进站信号机显示一个黄灯 意义是准许列车按限速要求越过该信号机,经道岔直向位置进入站内准备停 J;三显示自动闭塞区间通过信号机显示黄灯意义是要求列车注意运行,表 示列车运行前方有一个闭塞分区空闲。 14、继电器接点的接触方式有_点接触__、_线接触_、面接触_______ 三种。 15、进站信号机应距列车进站时遇到的第一个道岔尖轨尖端(顺向时为警冲标) 大于50 m的地点,但不得超过400 m。 16、根据能源供应及信息提供方式,应答器可分为有源应答器和无源应答器。 17、轨道电路中,两相邻死区段间的间隔,一般不小于18 m。 18、从两翼轨最窄处到辙叉心实际尖端之间,存在着一段轨线中断的空隙,叫做 辙叉的有害空间______________。 19、一组道岔有一台转辙机牵引的称为单机牵引,有两台转辙机牵引的为 双机_牵引,由两台以上的称为多机_________ 牵引。 20、在电动转辙机解锁过程中,由自动开闭器接点断开原表示电路, 接通准备反转的动作电路;锁闭后,由自动开闭器接点断开电动机动作电路, 接通接头表示__________________电路。 21、转换时间在0.8s以下的称为快速转辙机,主要用于驼峰调车场,以满足分路道岔快速转换的需要。 22、道岔的定位是指道岔经常所处的位置,反位是指排列近路时根据需要

雷达信号处理基本流程

基本雷达信号处理流程 一、脉冲压缩 窄带(或某些中等带宽)的匹配滤波: 相关处理,用FFT 数字化执行,即快速卷积处理,可以在基带实现(脉冲压缩) 快速卷积,频域的匹配滤波 脉宽越小,带宽越宽,距离分辨率越高 ; 脉宽越大,带宽越窄,雷达能量越小,探测距离越近; D=BT (时宽带宽积); 脉压流程: 频域:回波谱和参考函数共轭相乘 时域:相关 即输入信号的FFT 乘上参考信号FFT 的共轭再逆FFT ; Sc=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S))); FFT 输入信号 共轭相乘逆FFT 参考信号的FFT 匹配滤波器 输出 Task1 f0=10e9;%载频tp=10e-6;%脉冲宽度B=10e6;%信号带宽fs=100e6;%采样率 R0=3000;%目标初始距离N=4096;c=3e8;tau=2*R0/c;beita=B/tp;t=(0:N-1)/fs; Sb=rectpuls(t-tp/2-tau,tp).*exp(j*pi*beita*(t-tp/2-tau).^2).*exp(-2j*pi*f0*tau);%回波信号 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 012345678910 x 10 7 20 40 60 80 100 120

S=rectpuls(t-tp/2,tp).*exp(i*pi*beita*(t-tp/2).^2);%发射信号(参考信号) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5x 10 -5 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5x 10 -5 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 012345678910x 10 7 20 40 60 80 100 120 So=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));%脉压 figure(7); plot(t*c/2,db(abs(So)/max(So)))%归一化dB grid on 01000200030004000500060007000 -400 -350-300-250-200-150-100-500

雷达信号matlab仿真

雷达信号matlab仿真

雷达系统分析大作 作 者: 陈雪娣 学号:0410420727 1. 最大不模糊距离: ,max 1252u r C R km f == 距离分辨率: 1502m c R m B ?= = 2. 天线有效面积: 22 0.07164e G A m λπ == 半功率波束宽度: 3 6.44o db G θπ == 3. 模糊函数的一般表示式为 () ()()2 2* 2 ;? ∞ ∞ -+= dt e t s t s f d f j d πττχ 对于线性调频信号 ()21 j t p p t s t ct e T T πμ??= ? ??? 则有: ()()2 21 ;Re Re p j t T j t d p p p t t f ct ct e e dt T T T πμπμτ χτ∞+-∞????+= ? ? ? ????? ? () ()()sin 1;11d p p d p d p p f T T f T f T T τπμττχττπμτ????+- ? ? ? ???????=- ? ?????+- ? ? ? ? 分别令0,0==d f τ可得()()2 2 0;,;0τχχd f ()() sin 0;d p d d p f T f f T πχπ=

()sin 1 ;01 1p p p p p T T T T T τπμττχττπμτ?? ??- ? ? ? ???????=- ? ?????- ? ?? ? 程序代码见附录1的T_3.m, 仿真结果如下:

4. 程序代码见附录1的T_4.m, 仿真结果如下:

机械工程测试技术第二章信号分析基础习题

第二章 信号分析基础 (一)填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息,而信息总是蕴涵在某些物理量之中,并依靠它们来 传输的。这些物理量就是 ,其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述,以 为独立变量;而信号的频域描述,以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特 点: , , 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言,实频谱(幅频谱)总是 对称,虚频谱(相频谱)总是 对 称。 7、信号x(t)的均值μx 表示信号的 分量,方差2 x σ描述信号的 。 7、 当延时τ=0时,信号的自相关函数R x (0)= 均方值 ,且为R x (τ)的 最大 值。 9、 周期信号的自相关函数是 周期信号,但不具备原信号的 信息。 10、 为了识别信号类型,常用的信号分析方法有 概率密度函数 、和 自相关函数 。 11、为了获得测试信号的频谱,常用的信号分析方法有 傅立叶变换法 、 和 滤波器法 12、 设某一信号的自相关函数为)cos(ωτA ,则该信号的均方值为2 x ψ= ,均方根值为x rms = 。 (二)判断对错题(用√或×表示) 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。(√)p39-40 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。( √ ) 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。( ×)(离散傅立叶变换) 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。(×) 5、 随机信号的频域描述为功率谱。(√) 6、 互相关函数是偶实函数。( × ) (三)单项选择题 1、下列信号中功率信号是( B )。 A.指数衰减信号 B.正弦信号、 C.三角脉冲信号 D.矩形脉冲信号 2、周期信号x(t) = sin(t/3)的周期为(B )。 A. 2π/3 B. 6π C. π/3 D. 2π

雷达信号处理和数据处理

脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真 姓名:-------- 学号:---------- 2014-10-28 西安电子科技大学

一、 雷达工作原理 雷达,是英文Radar 的音译,源于radio detection and ranging 的缩写,原意为"无线电探测和测距",即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此,雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。 雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形(Radar Waveform ),然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收,对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。 但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾,为了解决这个矛盾,我们采用脉冲压缩技术,即使用线性调频信号。 二、 线性调频(LFM )信号 脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率,保证足够大的作用距离;而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲,以提高距离分辨率,较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。 脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频(Linear Frequency Modulation )信号,接收时采用匹配滤波器(Matched Filter )压缩脉冲。 LFM 信号的数学表达式: (2.1) 其中c f 为载波频率,()t rect T 为矩形信号: (2.2)

雷达系统中的信号处理技术

雷达系统中的信号处理技术 摘要本文介绍了雷达系统及雷达系统信号处理的主要内容,着重介绍与分析了雷达系统信号处理的正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测几种现代雷达技术,雷达系统通过脉冲压缩解决解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾,通过MTD来探测动目标,通过恒虚警(CFAR)来实现整个系统对目标的检测。 关键词雷达系统正交采样脉冲压缩MTD 恒虚警检测 1雷达系统概述 雷达是Radar(Radio Detection And Ranging)的音译词,意为“无线电检测和测距”,即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置,这也是雷达设备在最初阶段的功能。雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角,还包括目标的速度,以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。典型的雷达系统如图1,它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。 图1雷达系统框图

随着现代电子技术的不断发展,特别是数字信号处理技术、超大规模集成数字电路技术、计算机技术和通信技术的告诉发展,现代雷达信号处理技术正在向着算法更先进、更快速、处理容量更大和算法硬件化方向飞速发展,可以对目标回波与各种干扰、噪声的混叠信号进行有效的加工处理,最大程度低剔除无用信号,而且在一定的条件下,保证以最大发现概率发现目标和提取目标的有用信息。 雷达发射机产生符合要求的雷达波形,然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去,遇到目标后,电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由雷达接收机接收,然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理,就可以获知目标的相关信息。 雷达信号处理的流程如下: 图 2 雷达信号处理流程 2雷达信号处理的主要内容 雷达信号处理是雷达系统的主要组成部分。信号处理消除不需要的杂波,通过所需要的目标信号,并提取目标信息。内容包括雷达信号处理的几个主要部分:正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测。 正交采样是信号处理的第一步,担负着为后续处理提供高质量数据的任务。采样的速率和精度是需要考虑的首要问题,采样系统引起的失真应当被限定在后续信号处理任务所要求的误差范围内,直接中频数字正交采样是当代雷达的主要技术之一。脉冲压缩技术在现代雷达系统中得到了广泛的应用。脉冲压缩雷达既能保持窄脉冲雷达的高距离分辨力,又能获得脉冲雷达的高检测力,并且抗干扰能力强。现在,脉冲压缩雷达使用的波形正在从单一的线性调频发展到时间、频率、编码混合调制,在尽可能不增加整机复杂度的条件下实现雷达性能的提升。杂波抑制是雷达需要具备的重要功能之一。动目标指示与检测是通过回波多普勒频移的不同来区分动目标和固定目标,通过设计合理的滤波器(组),就可以把目标号和杂波分开。

雷达信号

摘要 雷达通过对回波信号进行接收检测处理来识别复杂回波中的有用信息.其中,雷达信号波形的选择与设计有着相当重要的作用,它直接影响到雷达发射机形式的选择、信号处理方式、雷达的作用距离及抗于扰、抗截获等很多重要问题。所以,为了选择或者设计出适合特定用途的雷达信号形式,在对雷达系统设计之前有必要研究各种雷达信号的性能。雷达信号模糊函数全面地反映了雷达所发射的信号在距离和速度二维上的测量精度和分辨率,因此,雷达信号模糊函数理论对于雷达最优波形设计具有非常重要的意义。 现代信息技术的发展对现代雷达系统在有效作用距离、分辨率、测量精度以及电子对抗诸多方面提出了越来越高的要求。针对现代雷达的特殊用途,模糊函数理论为系统研究最优波形提供了基本的研究平台。模糊函数把雷达接收机输出信号的复包络描述为雷达目标距离和径向速度的函数,它可以提供分辨力、测量精度和杂波抑制等重要信息。模糊函数可以作为单一目标距离和速度的精度与分辨率评估尺度参数,根据这些参数还可以可靠区分多个目标.采用仿真的方法对雷达信号及其性能进行研究具有许多优越性。首先,通过仿真可以在不更改主要的硬件和软件的情况下,灵活地选择和改变参数值。第二,仿真可使雷达信号的设计人员通过改变参数,评价不同作战环境下各种参数对雷达系统性能的影响。第三,对关键技术及参数在仿真中加以研究,可节省大量的人力、物力和财力,并且具有很高的灵活性和可重复性,从而达到节省研制费用、缩短研制周期的目的。 本文基于雷达信号波形设计,从几类雷达发射信号出发,推导出不同雷达信号的模糊函数的数学模型,并绘制出模糊函数图,根据模糊函数图分析各类信号特点。在此基础上,根据雷达系统的要求(如分辨力、精度、抗干扰等),对线性调频信号雷达进行了仿真实验,评估所设计雷达信号的实用的价值。本文在波形设计过程中主要采用Matlab对各模块进行功能建模和仿真,取得了较好的仿真效果。仿真研究表明,模糊函数全面反映了雷达所发射的信号在距离和速度上的测量精度和分辨能力。在给定目标环境的条件下,模糊函数可以作为设计和选择合适的雷达信号的重要方法。 关键词:雷达信号,波形设计,模糊函数。模糊函数图 第1章引言 随着我国科学事业的迅速发展,雷达研制已进入一个崭新的阶段。人造地球卫星、飞船、火箭、导弹的发射成功,都离不开高精度的雷达设备,目标分辨已成为雷达设计中突出的实际问题。模糊函数是对雷达信号进行分析研究和波形设计的有效工具,是雷达信号理论中极为重要的一个概念。模糊函数最初是在研究雷达目标分辨力问题时提出的,并从衡量两个不同距离和不同径向速度目标的分辨度出发提出了模糊函数的定义。但模糊函数不仅可以说明分辨力,还可以说明测量精度,测量模糊度以及抗干扰状况等问题。 1.1雷达信号模糊函数研究的重要意义

雷达信号分析(第1章)

雷达信号分析Radar Signal Analysis 张劲东 南京航空航天大学电子信息工程学院 信息与通信工程系雷达探测与信号处理实验室Email: zhangjd@https://www.doczj.com/doc/7a3338403.html,

第1章引言 ?什么是雷达信号,雷达信号的特点,与通信信号的区别 ?雷达信号理论的地位和作用 ?课程的目标和内容 ?课程的要求 ?进一步学习的途径

9雷达信号: 雷达发射机所发出的信号,它不包含任何信息。当雷达发射的信号碰到目标后,目标就对这个信号进行调制,并反射(这个反射信号通常称为回波),此时目标的全部信息就蕴藏在这个回波中,对它进行处理就可以提取目标的信息。可提取的信息和信息的质量除与处理系统有关外就与雷达发射信号的形式有直接关系。因此,研究和分析雷达信号是很重要的。

9雷达信号的特点: ?电磁频段:L、S、C、X和Ku ?功能:目的、天线、提取目标信息、二次散射信号、检测前信噪比 ?功率:辐射功率变化范围大 ?信号波形:脉冲、连续波、准连续波?信号带宽:范围很大

9通信信号的特点 ?电磁频段:HF、VHF和UHF ?功能:目的、全向天线、不失真传输、一次散射信号、所携带信息 ?功率:功率较小 ?信号波形:连续波、间断连续波 ?信号带宽:较窄

Information from Radar Signal: ?分辨力(Resolution) ?精度(Accuracy/error@ SNR/SIR/SCR)?抗杂波/干扰能力(Anti-clutter/jamming)?信号(信息)处理方法(SP Method) 雷达性能的理论分析(Performance Analysis)

随机信号分析基础作业题

第一章 1、有朋自远方来,她乘火车、轮船、汽车或飞机的概率分别是0.3,0.2,0.1和0.4。如果她乘火车、轮船或者汽车来,迟到的概率分别是0.25,0.4和0.1,但她乘飞机来则不会迟到。如果她迟到了,问她最可能搭乘的是哪种交通工具? 解:()0.3P A = ()0.2P B = ()0.1P C = ()0.4 P D = E -迟到,由已知可得 (|)0.25 (|)0.4 (|)0.1(|)0 P E A P E B P E C P E D ==== 全概率公式: ()()()()()P E P EA P EB P EC P ED =+++ 贝叶斯公式: ()(|)()0.075 (|)0.455()()0.165(|)()0.08 (|)0.485 ()0.165 (|)()0.01 (|)0.06 ()0.165(|)() (|)0 ()P EA P E A P A P A E P E P E P E B P B P B E P E P E C P C P C E P E P E D P D P D E P E ?= ===?===?===?== 综上:坐轮船 3、设随机变量X 服从瑞利分布,其概率密度函数为2 2 22,0 ()0,0X x x X x e x f x x σσ-??>=?? ,求期望()E X 和方差()D X 。 考察: 已知()x f x ,如何求()E X 和()D X ?

22 222 2()()()[()]()()()()()()()x x E X x f x dx D X E X m X m f x dx D X E X E X E X x f x dx ∞ -∞ ∞ -∞∞ -∞ =?=-=-=-?=???? 6、已知随机变量X 与Y ,有1,3,()4,()16,0.5XY EX EY D X D Y ρ=====,令 3,2,U X Y V X Y =+=-试求EU 、EV 、()D U 、()D V 和(,)Cov U V 。 考察随机变量函数的数字特征 思路: 协方差:(,)()()()Cov X Y E XY E X E Y =-? 相关系数: 22()()() ()()()2(,) XY E aX bY aE X bE Y D aX bY a D X b D Y abCov X Y ρ= +=++=++ ()6 ()5()76()52(,)40E U E V D U D V Cov U V ==-===- 11、设随机变量X 的均值为3,方差为2。令新的随机变量622Y X =-+,问:随机变量X 与Y 是否正交、不相关?为什么? 考察正交、不相关的概念 ()0 E XY =??≠? 0正交,非0不正交 XY ρ=?? ≠? 0不相关,非0相关 ()0E XY = 正交 (,)0Cov X Y ≠ 相关

第二节信号基础设备

第二章 铁路信号基础设备 第一节 色灯信号机 色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。目前,铁路应用的色灯信号机有透镜式色灯信号机、组合式信号机和LED 信号机。透镜式色灯信号机采用透镜组来将光源发出的光线聚成平行光束,由于它结构简单,安装方便,故得到广泛采用。组合式信号机则是为提高在曲线上显示距离而研制的信号机。多年来,我国铁路一直采用传统的以白炽灯泡为光源的色灯信号机,其主要缺点是可靠性差、寿命短、易断丝、功效低。为了提高信号显示的可靠性和延长灯泡的使用寿命,提出了采用发光二极管即LED 技术研制开发铁路信号机 (以下简称LED 信号机 )。目前客运专线上采用了LED 信号机。 一、透镜式色灯信号机 (一)透镜式色灯信号机的结构 透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型,其中高柱信号机的机构安装在信号机柱上,矮型信号机的的机构安装在水泥基础或钢制基础上。 高柱透镜式色灯信号机如图2-1所示。它由机柱、机构、托架、梯子等部分组成。机柱采用钢筋混凝土结构,用于安装机构和梯子。矮型透镜式色灯信号机如图2-2所示。它由机构、基础等组成。 基础 图2-1 高柱透镜式色灯信号机 图2-2 矮型透镜式色灯信号机 梯子基础机柱 机构

(二)透镜式色灯信号机的机构组成 透镜式色灯信号机的机构如图2-3所示,每个灯位由灯泡、灯座、透镜组、遮檐、背板等组成。 灯泡是色灯信号机的光源,目前均采用直丝双丝灯泡,灯泡内有两个灯丝,一个主灯丝,一个副灯丝。正常情况下点亮主灯丝,当主灯丝断丝时,自动改点副灯丝,并发出报警,提醒值班人员更换灯泡。 灯座是用来安装灯泡的,现采用定焦盘式灯座,为保证获得最大的显示距离,灯泡应安装在透镜的焦点上,在调整好透镜组焦点后灯座固定不动,更换灯泡时无需调整灯座。 透镜组装在镜架框上,由两块带棱的凸透镜组成,外面是无色带棱内凸透镜,里面是有色的带棱外凸透镜(有红、黄、绿、蓝、月白、无色六种颜色)。根据透镜成像原理,如果光源灯泡置于透镜组的焦点处,经透镜折射后,就会成为平行光,使灯泡发出的光呈平行射出,将光源发出的光线集中射向所需要的方向。 遮檐用来防止阳光等光线直射时产生错误的幻影显示。 背板可衬托信号灯光亮度,改善瞭望条件。只有高柱信号机才有背板。一般信号机采用圆形背板。各种复示信号机、遮断信号机及其预 告信号机、容许信号则采用方形背板,以示区别。 (三)透镜式信号机构分类 透镜式色灯信号机构按结构分为单显示、二 显示、三显示三种。单显示机构用于的复示信号 机构、引导信号机构、容许信号机构、遮断信号 及其预告信号机构。二显示机构有两个灯室,三 显示机构有三个灯室。每个灯室内有一组透镜、 一副灯座、一个灯泡和遮檐。灯座间用隔板分开,以防止相互串光,保证信号显示的正确。每一机构设有一块背板,同机构各灯室共用。各种信号机可根据信号显示的需要选用合适的机构,再按灯光显示和配列要求选择规格和颜色相符的有色内透镜,安装在机构内。此外,还有灯列式进站复示信号机构等。 二、组合式色灯信号机 图2-3 透镜式色灯信号机机构

雷达信号处理及目标识别分析系统方案

雷达信号处理及目标识别分系统方案 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室 二○一○年八月

一 信号处理及目标识别分系统任务和组成 根据雷达系统总体要求,信号处理系统由测高通道目标识别通道组成。它应该在雷达操控台遥控指令和定时信号的操控下完成对接收机送来的中频信号的信号采集,目标检测和识别功能,并输出按距离门重排后的信号检测及识别结果到雷达数据处理系统,系统组成见图1-1。 220v 定时信号 目标指示数据 目标检测结果输出目标识别结果输出 图1-1 信号处理组成框图 二 测高通道信号处理 测高信号处理功能框图见图2-1。 s 图2-1 测高通道信号处理功能框图

接收机通道送来中频回波信号先经A/D 变换器转换成数字信号,再通过正交变换电路使其成为I 和Q 双通道信号,此信号经过脉冲压缩处理,根据不同的工作模式及杂波区所在的距离单元位置进行杂波抑制和反盲速处理,最后经过MTD 和CFAR 处理输出检测结果。 三 识别通道信号处理 识别通道信号处理首先根据雷达目标的运动特征进行初分类,然后再根据目标的回波特性做进一步识别处理。目标识别通道处理功能框图见图3-1所示。 图3-1 识别通道处理功能框图 四 数字正交变换 数字正交变换将模拟中频信号转换为互为正交的I 和Q 两路基带信号,A/D 变换器直接对中频模拟信号采样,通过数字的方法进行移频、滤波和抽取处理获得基带复信号,和模拟的正交变换方法相比,消除了两路A/D 不一致和移频、滤波等模拟电路引起的幅度相对误差和相位正交误差,减少了由于模拟滤波器精度低,稳定性差,两路难以完全一致所引起的镜频分量。 目标识别结果输出

铁路信号基础设备课后习题答案部分解析

第五章轨道电路 1.简述轨道电路的基本原理。它有哪两个作用? 轨道电路就是用钢轨作为导线,其一端接轨道电源,另一端接轨道继电器线圈所构成的电气回路。由钢轨、绝缘节、导接线、轨道电源、限流电阻、及轨道继电器等组成。它的基本原理是:当轨道区段内有车占用时,轨道继电器线圈失磁;当轨道区段内无车(空闲)时,轨道继电器线圈励磁,如图所示。 1)监督列车的占用2)传递行车信息。 2.轨道电路如何分类?各种轨道电路在铁路信号中有哪些应用? 1)按动作电源分:直流轨道电路(已经淘汰)、交流轨道电路(低频300HZ以下,音频300——3000HZ,高频10——40KHZ。) 2)按工作方式分:开路式、闭路式(广泛使用) 3)按传送的电流特性分:连续式、脉冲式、计数电码式、频率电码式、数字编码式4)按分割方式分:有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路(电气隔离式、自然衰耗式、 强制衰耗式) 5)按所处的位置分:站内轨道电路、区间轨道电路 6)按轨道电路内有无道岔分:无岔轨道电路、道岔轨道电路 7)按适用的区段分:电化区段、非电化区段 8)按通道分:双轨条、单轨条 3.站内轨道电路如何划分?怎么命名? 划分原则(1)、有信号机的地方必须设置绝缘节(2)、满足行车、调车作业效率的提高(3)、一个轨道电路区段的道岔不能超过3组 命名:道岔区段和无岔区段命名方式不同 (1)道岔区段:根据道岔编号来命名。如:1DG 1-3DG、1—5DG。 (2)无岔区段:有几种不同情况,对于股道,以股道号命名,如1G等;进站内方,根据所衔接得股道编号加A或B,如1AG(下行咽喉)、2BG(上行咽喉);差置调车信号机之间,如1/3WG、 4.交流连续式轨道电路由哪些部件组成?各起什么作用? 钢轨——传送电信息绝缘节——划分各轨道区段轨端接续线——保持电信息延续轨道继电器——反映轨道的状况 5.简述交流连续式轨道电路的工作原理。P116 交流连续式轨道电路由送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、轨端接续线、钢轨等组成如图,电源采用交流,钢轨中传输的是交流,继电器接受的交流,但动作是直流轨道电路完整无车占用---GI↑,其交流电压应在10.5---16v 左右,当车占用时---GJ↓,GJ的交流残压此时应低于2.7v。 6.道岔区段轨道电路有何特点?何为一送多受轨道电路? (1)、道岔绝缘道岔区段除了各种杆件、转辙机安装装置等加装绝缘外,还要加装切割绝缘,以防止辙叉将轨道电路短路。道岔绝缘根据需要,可以设在直股,也可以设在弯股。 (2)、道岔跳线为保证信号电流的畅通,道岔区段除轨端接续线外,还需装设道岔跳线。一送多受:设有一个送电端,在每个分支轨道电路的另一端各设一受电端。各分支受电端轨道继电器的前接点,串联在主轨道继电器电路之中。当任一分支分路时,分支轨道继电器落下,其主轨道继电器也落下。 7.什么是轨道电路的极性交叉?有何作用?

铁路信号基础设备期末复习题集2

铁路信号基础设备期末复习题集 一、填空题 1、安全型继电器是直流24V系列的重弹力式(直流电磁)继电 器,其典型结构为(无极继电器)。 2、双线区段的车站股道编号应从正线起,按列车的运行方向分 别(向外)顺序编号。 3、在站场平面布臵图上,站场股道编号,正线编为(罗马)数字,站线编为(阿拉伯)数字。 4、信号设备编号中的“1DG”表示(1号道岔区段轨道电路)。 5、实行极性交叉是轨道电路(防止钢轨绝缘破损)的防护措 施之一。 6、安全型继电器接点接触式形式有(面接触)、(线接触)、(点 接触)。 7、继电器电路的分析法有(动作程序法)、(时间图解法)、(接通径路法)。 8、进站信号机的安装距最外方道岔尖轨尖端(不少于50M) 的地方。 9、当进站及通过信号机灭灯时,其前一架信号机应自动显示(红灯)。 10、列车的禁止信号显示(红)灯,调车的禁止信号显示(蓝)灯。 1

11、一般,道岔以(经常开通的位臵)为定位状态, 12、固定信号按设臵部位分为:(地面信号)和(机车信号)。 13、转辙机的基本功能是(转换)、(锁闭)、和(表示)以及(报 警)。 14、电动转辙机每转换一次,锁闭齿轮和锁闭齿条块完成了解锁、 转换和锁闭_三个过程。 15、出站、近路、预告、驼峰信号机在正常情况下显示距离是_ 不得少于400米。 16、电动转辙机移位接触器的作用是监督主销是否良好。12、 遮断信号机平时显示(不显示)灯,(不起信号)作用,机柱涂有(黑白相间的斜线),当发生危险时显示 (红)灯。 17、ZD6-A型转辙机是由(电动机、减速器、摩擦联结器、自动 开闭器、主轴、动作杆、表示杆、移位接触器、外壳等)组成。 18、信号设备必须设臵(安全)、(屏蔽)、(防雷)地线。 二、问答题和叙述题 1、有极继电器有什么特点? 答: 1)根据电流极性的不同有两种稳定的工作状态,定位和 反位; 2)即使电流消失,继电器仍能保持状态;

南京理工大学电子信息工程课程设计之雷达信号分析处理

附录一——MATLAB信号处理程序 %% 1、准备工作 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %% 开始 clc; clear; close all; clear vars; %% 雷达波形参数定义及说明 f1=1e3; % 最低频率 f2=11e3; % 最高频率 B=f2-f1; % 信号带宽 T=1e-2; % 信号扫频时宽(10ms) c=3e8; % 电磁波空间传播速度 f0=(f1+f2)/2; % 雷达工作频率(中心频率)(3kHz) fs=1e5; % 采样率(100kHz) N_signal_T=round(fs*T); % 单周期信号的数据点数 number_of_signal_period=400; % 脉冲信号的周期个数 duty_ratio=0.5; % 信号占空比 T_signal=T/duty_ratio; % 脉冲信号周期 %% 导入AD数据时频分析 [FileName,PathName] = uigetfile('C:\Users\XYB\Desktop\课程设计之雷达信号分析处理\AD数据\USB (3).dat','Select the USB.dat file'); f = fullfile(PathName,filesep,FileName); fid = fopen(f,'r'); data = fscanf(fid,'%x'); fclose(fid); data = data(1:2:end)*256 + data(2:2:end); %将16进制转换为10进制 datsgn = data./1000; %单位换算(mV->V) %转化为有符号数(去直流) datsgn=datsgn-mean(datsgn); %时域波形 figure; plot([0:1/fs:(length(datsgn)-1)/fs],datsgn); xlabel('时间/s') ylabel('振幅/V') title('LFMCW时域波形') %频谱图 N=1024; datfft = (2/N)*fftshift(fft(datsgn(1:N))); nordat = abs(datfft)/max(abs(datfft)); %对信号做FFT并归一化 figure; plot([-length(datfft)/2:(length(datfft)/2- 1)].*(fs/N),20*log10(abs(nordat)));

铁道信号基础设备复习要点及课后答案

第二章各种用途的信号机 1.铁路信号的定义 铁路信号是用特定物体(包括信号灯、仪表、音响设备)的颜色、形状、位置和声音等向铁路司机传达有关前方路况、机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车命令等信息的装置货设备。 2.视觉信号的基本颜色和意义 视觉信号:以物体或灯光的颜色、形状、位置、数目或数码显示等特征表示的信号。 红色——停车 黄色——注意或者减低速度 绿色——按规定速度运行 3.信号机的分类 按发出信号的机具是否移动分:铁路信号分为:手信号(基本不再使用);移动信号(施工、维修临时使用);固定信号(常用);机车信号。 4.主体信号机 进站、出站、进路、通过、遮断、防护等信号机,都能独立显示信号,指示列车运行的条件,叫主体信号机。 5.对信号显示的基本技术要求 √显示简单明了 √足够的显示数目和现实距离 √符合“故障—安全”原则 √较高抗干扰能力 6.进站信号机的显示及意义 7.信号机的显示距离 √进站、通过、遮断信号机的显示距离不得少于1000m √高柱出站、高柱进路信号机,不得小于800m √出站、进路、预告、驼峰信号机的显示距离不得少于400m

√调车、矮柱出站、矮柱进路、复示信号机、容许、引导以及各种信号表示器的显示距离均不得少于200m √因地形、地物影响信号显示的地方,不得小于200m 8.遮断信号机 作用:在繁忙道口、有人看守的桥梁、隧道以及可能危及行车安全的塌方落石地点进行防护。 设置:距离防护地点大于50m处。 9.预告信号机 作用:预告进站、通过(指防护所间区间)、遮断和防护等主体信号的显示。 设置:遮断信号机,半自动闭塞区段的进站信号机前。与主体信号机距离大于800m(预告信号机为黄灯时,主体信号处于关闭状态,为绿灯时,主体信号处于开放状态)。 当预告或其主体信号机的距离不足400m时,为了让司机预先有足够的实践确认信号,这种情况下,规定预告信号机距其主体信号机不得少于1000m。10.复示信号机 出站及发车进路信号机,因受地形、地物影响,达不到规定的显示距离时,应设置复示信号机。 复示信号机显示一个绿色灯光时,表示出站或发车进路信号机在开放状态。复示信号机采用方形背板,以区别一般信号机。除进站复示信号机采用灯列式结构外,其余均为单机构、单显示。 11.信号基本灯关颜色及其意义 11.信号机及信号表示器命名 √进站信号机:是按列车运行方向。如X(下行)、S(上行)、Xf(多路进站口) √出站信号机:是按列车运行方向,右下角加股道号。如,S5等,多车场先加入车场号再加股道号。 √调车信号机:从列车到达方向顺序编号,上行咽喉用双数,下行咽喉用奇数。如:D2,D9,多车场以百位表示车场。

雷达信号处理和数据处理技术

雷达信号处理和数据处理技术 定价: ¥89.00元金桥价: ¥84.55元节省: ¥4.45元 内容简介 雷达信号处理和数据处理技术是雷达的神经中枢。信号处理通过对雷达回波信号的处理来发现目标和测定目标的坐标和速度等,形成目标点迹,数据处理通过对目标点迹的处理形成目标的航迹供指挥决策使用。 本书的主要内容包括雷达信号的形式、雷达杂波抑制、雷达脉冲压缩、雷达信号检测、雷达抗干扰、雷达目标识别、雷达点迹处理和雷达航迹处理等。 全书共14章,第1章为概论,第2章到第10章为雷达信号处理技术,第11章到第14章为雷达数据处理技术。全部内容既包含处理理论,也包含设计技术。 本书可以帮助雷达工程技术人员和雷达使用人员掌握有关雷达信号处理和数据处理技术,解决有关应用问题;同时还可以作为高等学校电子工程相关专业高年级本科生和研究生的参考用书。 雷达信号处理基础 定价: ¥55.00元金桥价: ¥52.25元节省: ¥2.75元

内容简介 本书译自国际著名雷达信号处理专家Mark A. Richards教授编写的教科书。该书介绍了雷达系统与信号处理的基本理论和方法,主要内容包括:雷达系统导论、雷达信号模型、脉冲雷达信号的采样和量化、雷达波形、多普勒处理、检测基础原理、恒虚警率检测、合成孔径雷达成像技术、波束形成和空-时二维自适应处理导论。书中包含了大量反映雷达信号处理最新研究成果和当前研究热点的补充内容,提供了大量有助于读者深入的示例。该书对基础理论和方法进行了详尽的介绍与深入严谨的论述,是一本雷达信号处理领域中高水平的教科书。 本书适合于从事雷达成像、检测、数据处理及相关信号处理的研究生作为教材使用,也是相关专业研究人员不可多得的一本参考书。Mark A.Richards。博士,佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的首席研发工程师和兼职教授。他具有20余年在学术界、工业界及政府部门从事雷达信号处理和嵌入式计算方面研究的经历。他曾被聘为美国国防高级研究计划署项目经理、IEEE 2001年雷达会议的总主席,以及IEEE图像处理和IEEE信号处理期刊的副编辑。Eichards博士长期从事关于雷达信号处理、雷达图像处理及相关学科的研究生教育和职业教育。这本严谨的著作源自于一位该领域令人尊敬的领导者,它提供了其他文献中所没有的关于雷达DSP基础及其应用的详细内容。对于那些不只想从普通雷达系统的书籍中粗略学习信号处理,还想学到更多关于信号模型、波形、干扰抑制、探测,以及诸如SAR和SFAP等高级雷达信号处理主题的人而言,本书是非常合适的。经过多年研究生和职业教育的完善与检验,这本深入介绍雷达DSP技术的书籍,以现有的先进雷达技术为基础,全面讨论了以下几方面的问题,并提供了详尽的例子:多域信号获取和采样、目标和干扰模型、常见雷达波形、干扰抑制技术、检测算法和工具、合成孔径成像和自适应阵列处理基础。 信息传输与正交函数 定价: ¥28.00元金桥价: ¥26.60元节省: ¥1.40元 内容简介 本书叙述了非正弦正交函数理论和以之为基础的信息传输系统,主要内容包括正交函数系、信息传输的基本思想和方法,移动通信与正交函数之间的关系,沃尔什函数的复制生成理论,一般复制生成理论及桥函数的概念,沃尔什函数及桥函数的相关函数的定义及其特性,序率分割制多路传输系统,信息传输系统的统一模型等。 本书可供从事通信、遥控、遥测和雷达工作的技术人员、科研人员以及高等院校师生参考。 DSP开发应用技术

雷达信号处理的MATLAB仿真

11目录 1. 设计的基本骤 (1) 1.1 雷达信号的产生 (1) 1.2 噪声和杂波的产生 (1) 2. 信号处理系统的仿真 (1) 2.1 正交解调模块 (2) 2.2 脉冲压缩模块 (3) 2.3 回波积累模块 (3) 2.4 恒虚警处理(CFAR)模块 (4) 结论 (11)

1 设计的基本骤 雷达是通过发射电磁信号,再从接收信号中检测目标回波来探测目标的。再接收信号中,不但有目标回波,也会有噪声(天地噪声,接收机噪声);地面、海面和气象环境(如云雨)等散射产生的杂波信号;以及各种干扰信号(如工业干扰,广播电磁干扰和人为干扰)等。所以,雷达探测目标是在十分复杂的信号背景下进行的,雷达需要通过信号处理来检测目标,并提取目标的各种信息,如距离、角度、运动速度、目标形状和性质等。 图3-6 设计原理图 2 信号处理系统的仿真 雷达信号处理的目的是消除不需要的信号(如杂波)及干扰,提取或加强由目标所产生的回波信号。雷达信号处理的功能有很多,不同的雷达采用的功能也有所不同,本文是对某脉冲压缩雷达的信号处理部分进行仿真。一个典型的脉冲压缩雷达的信号处理部分主要由A/D 采样、正交解调、脉冲压缩、视频积累、恒虚警处理等功能组成。因此,脉冲压缩雷达信号处理的仿真模型.

2.1 正交解调模块 雷达中频信号在进行脉冲压缩之前,需要先转换成零中频的I 、Q 两路正交信号。中频信号可表示为: 0()()c o s (2())IF f t A t f t t π?=+ (3.2) 式(3.2)中, f 0 为载波频率。 令: 00()()cos2()sin 2IF f t I t f t Q t f t ππ=- (3.3) 则 00()()cos2()sin 2IF f t I t f t Q t f t ππ=- (3.4) 在仿真中,所有信号都是用离散时间序列表示的,设采样周期为T ,则中频信号为 f IF (rT ) ,同样,复本振信号采样后的信号为 f local =e xp(?j ω 0rT ) (3.5) 则数字化后的中频信号和复本振信号相乘解调后,通过低通滤波器后得到的基带信号f BB (r ) 为: 1 1 000 {()cos()}(){()sin()}()N N BB IF IF n n f f r n r n T h n j f r n r n T h n ωω--==-----∑∑ (3.6) 式(3.6)中, h (n ) 是积累长度为N 的低通滤波器的脉冲响应。 根据实际的应用,仅仅采用以奈奎斯特采样率进行采样的话,得不到较好混频信号和滤波结果,采样频率f s 一般需要中心频率的4 倍以上才能获得较好的信号的实部和虚部。当采样频率为f s = 4 f 0时,ω0 T = π/2,则基带信号可以简化为 1 1 0(){()cos()}(){()sin()}()22N N BB IF IF n n f r f r n r n h n j f r n r n h n π π --==-----∑∑ (3.7) 使用Matlab 仿真正交解调的步骤: (1) 产生理想线性调频信号y 。 (2) 产生I 、Q 两路本振信号。设f 0为本振信号的中心频率,f s 为采样频率,n 为线性 调频信号时间序列的长度,则I 路本振信号为cos(n2πf 0/f s ),同样,Q 路本振信号sin(n2πf 0/f s )。当f s = 4 f 0 时,I 、Q 两路本信号分别为cos(πn/2)和sin( n π /2)。 (3) 线性调频信号y 和复本振信号相乘,得到I 、Q 两路信号。 (4) I 、Q 两路信号通过低通滤波器,滤除高频分量,以获得最终的检波结果。Matlab

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