Harbin Institute of Technology
实验报告
课程名称：无线电定位原理与技术实验题目：
1.连续波雷达测速实验
2.线调频信号及匹配滤波仿真实验院系：电子与信息工程学院班级： 0905201 姓名：冯泽双
学号： 1090520108 指导教师：姜义成
实验时间： 2012年 5月
哈尔滨工业大学
实验一连续波雷达测速实验
一．实验目的
1.掌握雷达测速原理。
2.了解连续波雷达测速实验仪器原理及使用。
3.使用Matlab对实验数据进行分析，得到回波多普勒频率和目标速度。
4.分组完成实验任务，自己操作探头，获得实验数据。
二．实验原理
将相对运动所引起的接收频率与发射频率之间的差频称为多普勒频率，用表示用表示。
图1.多普勒测速原理
三．实验仪器
测速传感器
图2.连续波雷达测速实验仪器原理框图
图3.测速雷达传感器
四．实验过程
1.每小组采集快中慢三组数据，每组数据2048点，采样频率为2048Hz。
2.从每组数据中分别选取波形较好的512点，作出时域波形与频谱，并求出目标速度，其中，发射波频率为10GHz。
五．实验结果
首先观察采集数据的波形，选取其中波形较好的512点，滤除直流分量并归一化后，作FFT观察其频谱从而得到多普勒频率。
f d=30HZ
六．实验分析
1.计算数据所测得的挡板移动速度
发射波频率为10GHz，即波长。
(1)移动速度：V=λF d∕2=0.03*30/2=0.45m
2.结果分析
(1)通过对挡板反射波作FFT变换，可提取出多普勒频率，从而计算得到挡板移动速度。
(2)从频域波形可以看出，所得的反射波中有噪声存在，提取多普勒频率时只需观察频谱幅值最大点所对应的频率。
(3)FFT的点数越大，所得的频谱图越精准，但会增大计算机的运算负担，在实验时选取适当的FFT点数即可。
(4)在对反射波进行处理时，滤除无用的直流分量可使观察多普勒频率更清晰，精确。
七．实验程序
%采样总时间T=0.25s, 采样点数N=512, 采样频率Fs=2048Hz
close all;
clear all;
Ndata =321; %数据长度即采样点数
N=2.^16; %FFT点数
Fc = 10.525e9; % 连续波频率
C = 3e8;
Lamda = C/Fc;
m = 50; % 感兴趣频率范围0-mHz
T = 0.25; %采样总时间
i = input('Please input the Mat file to process(1-10): \n');
Fs=Ndata/T; %采样频率
I=num2str(i);
file=strcat(I,'.txt');
data=load(file);
for i=1:Ndata
data1(i)=data(i+00); %取512点
end
data1=data1-mean(data1); %消去直流分量
data1=data1/max(data1); %幅度归一化
h=figure('position',[0 0 1024 700]);
hold on;
%Plot the echo waveform
subplot(211);
tt=linspace(0,Ndata-1,Ndata);
t=tt*T/Ndata;
plot(t,data1);
axis([0,0.25,-1.1,1.1])
xlabel('t/s');
title('采样数据');
%Plot the echo frequency
subplot(212);
ff=linspace(0,N-1,N);
y=fft(data1,N); y=y/max(y);
f=(0:length(y)-1)*Fs/length(y)-Fs/2; mag=abs(fftshift(y)); plot(f,mag);
axis([-80,80,0,1.1]) xlabel('f/Hz'); title('幅频特性');
实验二：线调频信号及匹配滤波实验
一．实验目的
1.掌握线调频信号及其频谱特征。
2.使用Matlab 对线调频信号及其频谱进行仿真。
3.掌握匹配滤波理论。
4.使用Matlab 线调频信号进行匹配滤波仿真。
5.讨论时宽带宽积对线调频信号频谱和匹配滤波的影响。
二．实验原理
LFM 信号以其优越的频谱性能广泛应用于雷达和众多电子工程中，匹配滤波器在相参滤波分析中也得到广泛的应用。
线调频（LFM ）信号时域表达式：
k 是调频斜率，并且与调制频偏的关系是：
T 为时域波形宽度，简称时宽；f B ?=2为调频范围。简称频宽。BT D =为时宽带宽积，是线性调频信号一个很重要的参数。
在LFM 信号时宽带宽积很大的时候，频谱近似：
LFM 信号能否近似的表示成为上式，取决于时宽带宽积D 。当D 越大，近似程度越高，通常雷达体系中，D 都在几千到几万，满足条件，可以近似为上式。
雷达发射LFM 脉冲信号，固定目标的回波时域表示：
2
0()
()cos(())2
r r i r t t k t t S t Arect(
)t t T
ω--=-+
对应的匹配滤波器的传输函数近似（大时宽带宽积下）为：
2
0()
()exp{[
]}24
H j k
ωωπω-=-
02
ωωω
?-≤
匹配滤波器输出：
0()()exp()d
i d j t S S H j t ωωωω-=-= 02
ωωω?-≤
匹配滤波器时域输出：
02()
1()()2d j t
o o i f t t d S t S e
d ωπωω
π
+∞
-∞
-==?
D B T =
三.实验结果
1.线性调频信号及其频谱（D=50）：
2.不同时宽-带宽积的线性调频信号（D=10，50，500，5000）：
3. 线调频信号经过匹配滤波器的输出：
四．实验分析
1.由线调频信号及其频谱图可以看出，随着时宽-带宽积增加，其频谱越来越接近矩形，D越大则频谱内部越平坦。
2.线性调频信号经过匹配滤波器后其时域波形在误差允许的范围内可以近似看成sinc 函数，D越大则近似程度越高。
3.线性调频信号经过匹配滤波器后脉冲宽度得到了压缩，因此可以雷达解决探测能力与距离测量分辨率之间的矛盾。
五．实验程序
clc;
clear;
close all;
D=input('Please Input the multiplication of Time duration (s) and Frequency band (Hz):\n ');
if isempty(D)
D=50;
end
Fc=10e8;
T=10e-6; %pulse duration10us
B=D/T;
K=B/T; %chirp slope
Fs=2*B;
Ts=1/Fs; %sampling frequency and sampling spacing
N=T/Ts;
t=linspace(-T/2,T/2,N*4);
St=exp(j*pi*K*t.^2); %generate chirp signal
Stauto=abs(real(St)).^2;
figure('position',[0 0 1024 700]);
subplot(211)
plot(t*1e6,Stauto);
xlabel('Time in u sec');
title('Power Spectrum');
grid on; %axis tight;
subplot(212)
freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N*4);
Sfauto=fftshift(fft(St,N*4));
plot(freq*1e-6,abs(Sfauto));
xlabel('Frequency in MHz');
title('Magnitude Spectrum of chirp signal');
grid on; %axis tight;
input('\nDifferent multiplication of time duration and Frequency Band:\n');
figure('position',[0 0 1024 700]);
for i=1:4
subplot(2,2,i);
D=[10 50 500 5000];
T=10e-6; %pulse duration 10us
B=D(i)/T;
K=B/T; %chirp slope
Fs=2*B;
Ts=1/Fs; %sampling frequency and sampling spacing N=T/Ts;
t=linspace(-T/2,T/2,N);
St=exp(j*pi*K*t.^2); %generate chirp signal
freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);
plot(freq*1e-6,St);
xlabel('Frequency in MHz');
str=strcat('Magnitude spectrum of chirp signal (T*B=',num2str(D(i)),')');
title(str);
end
input('\nChirp signal after matched filter \n ');
clear;
T=10e-6; %pulse duration10us
%D=10;
%B=D/T;
B=30e6; %chirp frequency modulation bandwidth 30MHz
K=B/T; %chirp slope
Fs=2^5*B;Ts=1/Fs; %sampling frequency and sample spacing
N=T/Ts;
t=linspace(-T/2,T/2,N);
St=exp(j*pi*K*t.^2); %chirp signal
Ht=exp(-j*pi*K*t.^2); %matched filter
Sot=conv(St,Ht); %chirp signal after matched filter
figure('position',[0 0 1024 700]);
subplot(311)
L=2*N-1;
t1=linspace(-T,T,L);
Z=abs(Sot);
Z=Z/max(Z); %normalize
Z1=abs(sinc(B.*t1));
t1=t1*B; %sinc function
plot(t1,Z,t1,Z1,'r-.');
axis([-15,15,0,max(Z)]);grid on;
legend('emulational','sinc');
xlabel('Time in sec \times\itB');
ylabel('Amplitude');
title('Chirp signal after matched filter');
subplot(312)
Z=20*log10(Z);
Z1=20*log10(Z1); %db
plot(t1,Z,t1,Z1,'r-.');
axis([-15,15,-50,inf]);grid on;
legend('emulational','sinc');
xlabel('Time in sec \times\itB');
ylabel('Amplitude,dB');
title('Chirp signal after matched filter');
subplot(313) %zoom
N0=3*Fs/B;
t2=-N0*Ts:Ts:N0*Ts;
t2=B*t2;
plot(t2,Z(N-N0:N+N0),t2,Z1(N-N0:N+N0),'r-.');
axis([-inf,inf,-50,inf]);grid on;
set(gca,'Ytick',[-13.4,-4,0],'Xtick',[-3,-2,-1,-0.5,0,0.5,1,2,3]); xlabel('Time in sec \times\itB');
ylabel('Amplitude,dB');
legend('emulational','sinc');
title('Chirp signal after matched filter (Zoom)');
input('');
无线定位技术: 现在的社会，是一个没有隐私的社会，只要有设备和条件，别人想跟踪你的位置实在是太简单了，不管是你在大街上走还是在商场里逛，只要上面想，你的行踪都很难不被暴露。好比我们看大片，罪犯在这边打电话，FBI在那边定位，唧唧几声，就把你的大概方位确定了。千万别以为这是什么高深技术，我们天朝网警照样玩的转。而且，随着网络越来越向智能化和移动化发展，一些很有意思的应用都可能和将来的定位技术联系起来，在一定程度上影响我们的生活，比如twitter，Aardvark，包括一些很有前途的mobile game，等等。 Google Latitude一出后, 很多朋友都惊诧于无gps条件下其定位的准确性，也有不少人因此对通过wifi定位比较感兴趣。其实各式各样的无线通信技术都可以用来定位，由于通信距离的不同，有的可以用来室内定位，有的可以用来室外定位。 这里，我尝试着对一些逐渐在普及的定位技术做一些讲解，考虑到GPS的普及性， GPS定位原理和优缺点就在这里忽略了。其实无线定位的流程很简单，大概都遵从交换信号===>数据融合===>建模求解的步骤。下面就针对不同技术的不同重点，把这个过程分割介绍。 手机基站网络 通过基站网络的检测来进行户外定位是一个相对成本低, 成熟, 但是精度不高 的方法. 它的工作原理是这样的, 我们都知道, 手机要通信, 就需要通过蜂窝 网络和一个个基站交换数据，从而实现和别的手机的通信. 而考虑到双方通信的距离和现实中基站的放置密度，每一个手机都可能被覆盖于多个基站，如果能通过某种方法得到每个基站对于手机的检测数据，通过特定的data fusion技术，就可以大致估算初当前手机的位置。在这里，data fusion是最关键的技术，事实上也是下面会介绍的大多数其他定位技术的基础，所以花多点篇幅介绍一下。为了简化，我们只考虑二维平面情况，也就是说每个点都只有(x,y)值, 不考虑z平面。 以前常用的data fusion技术包括TOA — time of arrival data fusion, AOA — angle of arrival data fusion, 以及混合型技术. 假设下面这张图是一个分布示意图, 图中出现的几个基站（Base Station）都能和当前手机, 也就是MS（Mobile Station）所在位置通信.
1．无线电导航的发展历程 无线电导航是20世纪一项重大的发明 电磁波第一个应用的领域是通信，而第二个应用领域就是导航。早在1912年就开始研制世界上第一个无线电导航设备，即振幅式测向仪，称无线电罗盘(Radiocompass)，工作频率0.1一1.75兆赫兹。1929年，根据等信号指示航道工作原理，研制了四航道信标，工作频率为0.2一0.4兆赫兹，已停止发展。1939年便开始研制仪表着陆系统(ILS),1940年则研制脉冲双曲线型的世界第一个无线电定位系统奇异(Gee)，工作频率为28一85兆赫兹。1943年，脉冲双曲线型中程无线电导航系统罗兰A(Loran-A)投入研制，1944年又进行近程高精度台卡(Dessa)无线电导航系统的研制。 1945年至1960年研制了数十种之多，典型的系统如近程的伏尔(VOR)、测向器( D ME)、塔康(Tacan)、雷迪斯特、哈菲克斯(Hi-Fix)等;中程的罗兰B(Loran-B)、低频罗兰(LF-Loran)、康索尔(Consol)等;远程的那伐格罗布((Navaglohe)、法康(Facan)、台克垂亚(Dectra)、那伐霍(Navarho),罗兰C(Loran-C)和无线电网(Radionrsh)等;超远程的台尔拉克(Delrac)和奥米加(Omega)与。奥米加;空中交通管制的雷康(Rapcon)、伏尔斯康(VOLSCAN)、塔康数据传递系统(Tacandata-link)和萨特柯((Satco)等，另外还有多卜勒导航雷达(Doppler navigation tadar)，这期间主要保留下来的系统如表1 表1主要地基无线电导航系统运行年代表 1．1 无线电导航发展的重大突破 1960年以后，义发展了不少新的地基无线电导航系统。如近程高精度的道朗((TORAN)、赛里迪斯(SYLEDIS)、阿戈(ARGO)、马西兰(MAXIRAN)、微波测距仪（TRISPONDER)以及MRB-201,NA V-CON,RALOG-20,RADIST等等;中程的有罗兰D (Loran-D)和脉冲八(Pulse8)等;远程的恰卡(Chayka);超远程的奥米加((Omega与 );突破在星基的全球导航系统，还有新的飞机着陆系统。同时还开始发展组合导航与综合导航系统，以及地形辅助导航系统等。表2列出几种常用的系统及主要性能与用量。 表2几种常用的地基系统性能与用量 *D为飞行距离。
无线电测向原理 一、无线电波的发射 随着科学技术的不断发展，人们与“无线电”的关系越来越密切了。播送广播节目和电视节目的广播电台和电视台，是通过发射到空间的无线电波把声音和图象神奇地传诵到千家万户的，这个道理已成为人们的常识。让我们再来简单地回顾一下发射和接收过程：广播电台（电视台）首先把需要向外发射声音和图象变为随声音和图象变化的电信号，然后用一中频率很高、功率很强的交流电做为“运载工具”，将这种电信号带到发射天线上去。再通过天线的辐射作用，把载有电信号的高频交流电转变为同频率的无线电波（或称电磁波），推向空间，并象水波一样，不断向四周扩散传播，其传播的速度在大气中为每秒30 万公里。在电波所能到达的范围内，只要我们将收音机、电视机打开，通过接收天线将这种无线电波接收下来，再经过接收机大放大、解调等各种处理，把原来的电信号从“运载工具”中分离出来，逼真地还原成发射时的声音和图像，我们就能在远隔千里的地方收听（收看）到广播电台（电视台）播出的节目。 无线电测向也是利用类似的途径和方式实现的，只是它所发射的仅仅是一组固定重复的莫尔斯电报信号。电台的发射功率小，信号能到达的距离也极为有限。一般在10公里以内。下面，我们紧密结合无线电测向，介绍一些有关的无线电波的基础知识。 1. 无线电波的传播途径 无线电波按传播途径可分为以下四种：天波——由空间电离层反射而传播；地波——沿地球表面传播；直射波——由发射台到接收台直线传播；地面反射波——经地面反射而传播。 无线电测向竞赛的距离通常都在10公里以内，所以，除用于远距离通信的天波外，其它传播方式都与测向有关，160米和80米波段测向，主要使用地波；2米波段测向，主要使用直射波和地面发射波。 2. 无线电波在传播中的主要特性 无线电波离开天线后，既在媒介质中传播，也沿各种媒介质的交界面（如地面）传播，其传播的情况是非常复杂的。它虽具有一定的规律性，但对它产生影响的因素却很多。无线电波在传播中的主要特性如下：（1）直线传播均匀媒介质（如空气）中，电波沿直线传播。无线电测向就是利用这一特性来确定电台方位的。 （2）反射与折射电波由一种媒介质传导另一种媒介质时，在两种介质的分界面上，传播方向要发生变化。图2-1所示的射线由第一种介质射向第二中介质，在分界面上出现两种现象。一种是射线返回第一种介质，叫做反射；另一种现象是射线进入第二种介质，但方向发生了偏折，叫做折射。一般情况下反射和折射是同时发生的。入射角等于反射角，但不一定等于折射角。反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响；反射严重是，测向机误指反射体，给接近电台造成极大困难。 （3）绕射电波在传播途中，有力图饶过难以穿透的障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关，又和障碍物大小有关。频率越低的电波，绕射能力越弱；障碍物越大，绕射越困难。工作于80米波段的电波，绕射能力是较强的，除陡峭高山（相对高度在200米以上）外，一般丘陵均可逾越。2米波段的电波绕射能力就很差了，一座楼房，或一个小山丘，都可能使信号难以绕过去。因此，测向点的选择就成为测向爱好者随时都要考虑的一大问题。 （4）干涉直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时，测向机收到的信号为两个电波合成后的信号，其信号强度有可能增强（两个信号跌叠加）也可能减弱（两个信号相互抵消）。这种现象称为波的干涉。产生干涉的结果，使得测向机在某些接收点收到的信号强，而某些接收点收到的信号弱，甚至收不到信号，给判断电台距离造成错觉。2米波段测向中，这种现象比较常见。 另外，如图2-2所示，天线发射到空间的电波的能量是一定的，随着传播距离的增大，不仅在传播途中能量要损耗，而且能量的分布也越来越广，单位面积上获得的能量越来越小。反之，距电台愈近，单位面积上获得的能量愈大。在距电台数十米以内，电场强度的变化十分剧烈，反映在测向机耳机中的音量变化也格外明显。这一特点有助于测向运动员在接近电台后判断电台的距离及其位置。 3.天线的架设与电波传播形式的关系 当发射天线垂直于地面时，天线辐射电磁波的电场也垂直于地面，我们称它“垂直极化波”；当天线平行于地面时，天线辐射电磁波的电场也平行于地面，我们叫它“水平极化波”。160米波段和80米波段，规定发射垂直极化波，因而要求发射天线必须垂直架设；2米波段规定发射水平极化波，因而要求发射天线必须水平架设。 二、无线电测向机的组成与特点 无线电测向机是测向运动员在训练与比赛中赖以测向隐蔽电台方位的工具，根据工作波段的不同，测向机的电路和外形结构也不尽相同。但一部测向机，无论是简是繁，是大是小，都是由测向天线、收信机和指示器三部分组成的。其方框图如图2-3所示。 1.测向天线 测向天线接收被测电台发出的无线电信号，并对来自不同方向的电波产生不同的感应电势。这是测向机不同于一般收音机的主要区别。目前测向运动中，160米波段测向机使用磁性天线以及与它相配合的直立天线；80米波段测向机多数也用磁性天线加直立天线（过去也有用环形天线加直立天线的，但因环形天线体积大，不易看准方向线，已很少使用）；2米波段测向机使用八木天线。 2.收信机 收信机对测向天线送来的感应电势进行放大解调等一系列处理，最后把所需信号送入指示器。一般测向机的收信部分与普通收音机基本相似，但根据测向的特殊需要，它还应具备以下特点：
摘要：本文给出了一种通过无线电台定位的方法，它的显著特点是可利用普通超短波电台，实现快速准确自定位，并通过自组织数字电台网络实现位置信息的快速报知，系统架构类似于美军EPRLS系统。其基本原理是通过相关运算获得相位差和相应的距离差，并通过解双曲线方程得到位置坐标。本文采用模糊聚类方法实现双曲线方程的快速求解，灵活、实用。 关键字：无线电定位EPLRS ADHOC 相关法雷达定位GPS定位超短波电台 A research method about radio-location Summary : This text will tell a research method about radio-location。The method of the distance measuring is designed according to the traits of the ultra-short wave radio . The system structure is similar to the American army’ Enhanced Position Location Reportin g System ------ EPRLS. According to this method, the relevant range difference will be obtained through the phase difference which comes from the relevant operation , and the location coordinate will be obtained through the hyperbola equation . At the same time , this text will tell a good solution to the hyperbola equation , a quick solution which adopts fuzzy clustering . Key words: radio-location EPLRS ADHOC radar-location GPS-location ultra-short wave radio 1 前言 战场作战单元的准确定位对信息化作战具有重大的意义。美军的增强型位置报知系统（EPLRS），在90年代初期开始研发，至今已达到实用阶段，定位精度在15米左右[1]。在伊拉克战争中，第4机械化步兵师使用了最新型的视距电台、EPLRS和其他基于EPLRS战术互联网的数字化系统[2]，在机动部队近实时地精确定位、导航、火力支援、火力协调中发挥了巨大的作用，充分体现了现代部队快速反应能力和协调作战能力。由于它可为战术部队指挥官提供己方部队与友方部队的位置，动态地显现前线作战部队的状况，并提供对友邻部队的识别，这就大大地增强了战术部队的指挥控制能力。 EPLRS系统主要部件是EPLRS电台、网络控制站(NCS)和栅格坐标装置(EGRU)，一个标准的陆军师将装备325～400部EPLRS无线电台、4个EPLRS网络控制站及12部EPLRS栅格坐标装置。NCS作用是建立和控制网络中各电台，NCS既能处理数据通信传输，又能提供定位、导航以及鉴别等服务功能。EGRU 装置用于提供定位和信息中继功能。EPLRS无线电台用于发送、中继及接收信息，同时可获得自 身坐标信息，并通过网络向网络中心报知位置信息。[3] 2 定位报知系统组成构想 在现有超短波电台和视距宽带电台的基础上，通过适当改造和功能扩展，实现电台自定位和位置报知系统。 将具有栅格坐标装置的电台（EGRU）分布在规划好的固定坐标点上，这些电台组成骨干通信网，通过战术路由器连接ad hoc网络（ad hoc网络是由无线定位电台和战术路由器组成的节点构成的），形成一个无缝的战术互联网。 EGRU为大功率电台，在内部增加数字锁相环、定位信号产生以及定位信号再生等功能模块后，可为用户电台提供定位信号。 无线定位电台为普通视距电台，在内部增加数字鉴数字锁相环、相仪、坐标解算等模块，可接受定位信号，通过相关处理，获得自身坐标信息。通过战术互联网向指挥中心汇报坐标信息。 网络控制站（NCS）用来规划和广播定位信号载波频率、网络控制、信息汇总等功能。 3 无线电定位原理 无线电自定位方法是利用超短波视距通信的特点，根据雷达双曲线定位法的基本原理演化而来的。双曲线定位法是通过三个或多个基站到用户机之间的距离差来定位。如图1所示，在平面上，用户站到基站的距离差，和基站的间距决定一条双曲线。同样，可以得到用户站与其他基站决定的双曲线，曲线的交点
认知无线电的发展历程与现状 认知无线电的发展历程与现状 摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互 信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知(Spectrum Sensing )和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配(DSA dynamic spectrum allocation )和频谱共享(Spectrum Shari ng )。本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Sha nnon理论。 美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz 左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 1. 认知无线电的发展历程
陕西理工学院电子信息讲座论文 无线电定位技术 作者:*** 指导教师：** 专业名称：电子信息工程 班级：电子101 学号： 2013年4月9日
无线电定位技术 摘要：无线电定位一般分为有源定位和无源定位，一般为雷达台站、通讯卫星（或侦察飞机）以及接收仪的设备的运用，通过对空间三位位置的分析再由信号的处理将其显示出来的。本文通过对雷达台站、卫星以及空间定位方法介绍及信号的调制与解调等方面的论述来说明当今定位系统（GPS）以及未来的走向做一定的分析。 关键字：有源定位；半有源定位；无源定位；雷达台站；通讯卫星；空间TODA定位技术；信号的调制与解调。 Abstract: radio positioning is generally divided into active and passive location, generally for radar stations, communications satellite ( or reconnaissance aircraft ) and a receiving instrument equipment to use, based on the analysis of space three position by the signal processing to be displayed. This article through to the radar stations, satellites and space positioning method is introduced and the modulation and demodulation of signal aspects and so on to explain current positioning system ( GPS ) and future to do some analysis. Keywords: active positioning; semi active positioning; passive location; radar stations; communication satellite; space TODA positioning technology; signal modulation and demodulation. 引言：随着当今时代的发展，无线电技术像雨后春笋般迅速发展，经历了二十世纪的洗礼，无线电技术已经运用到了我们日常生活的方方面面。所谓无线电技术就是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波上面搭载了一些信号，并通过这些信号传送的时间、空间等方面来寻找人们需要的东西的技术。无线电定位是无线电技术的一个分支，但它却已经在我们生活的非常普遍，GPS就是一个典型应用，本综述将主要概括的介绍无线电定位的分类、设备、算法以及未来的一些个人想法。 一，无线电定位的分类 1.有源定位（active location）：亦称“辐射源定位”。用无线接收设备，接受敌方电子设备发射的电磁波来确定其位置的方法，主要有直接定位法、三角定位法、时差定位法等。 （1）直接定位法（direct location），根据一个接收点截获的信号确定发射源位置的方法。如利用人造地球卫星（或飞机）飞过被侦察的发射源上空，用窄波束天线截获其发出的信号，根据天线所指角度和卫星（飞机）所处位置确定发射源位置。一次飞行的定位精度较低。对指定空间进行多次测量，使每次接收天线观察区有重叠部份，就能提高定位精度。 （2）三角定位法（triangulation location），三角测量法是在地面上选定一系列的点,并构成相互连接的三角形,由已知的点观察各方向的水平角,再测定起始边长,以此边长为基线,即可推算各点的经纬度座标。 "三角形"测量法按照空间概念的不同,可以分为水平面三角形和竖直面三角形测量法.按照计算模型和原理的不同,它又可分为运用正弦定理和余弦定理求解一般三角形和运用正切函数求解直角三角形。 正弦定理公式：a/sinA=b/sinB=c/sinC 余弦定理公式：c=根号（a2+b2-2abcosC） 正切公式：tgA=a/b 或tgB=b/a 其中a、b分别为直角三角形的两直角边，A、B分 别为它们所对应的2个角。 （3）时差定位法（time-of-arrival location ）又称“反罗兰定位法”。用三个以上已知相对距离的机载接收点，测量同一发射源发出的信号，根据信号到达各接收点的时
无线电定位原理与技术 实验报告 课程名称：无线电定位原理与应用 院系：电子工程系 班级：1305203 姓名：黄晓明、大头光 学号：指导教师：张云 实验时间：12周周二，13周周二 实验成绩： 电信学院
实验一 调频法测距实验 2.1 实验要求 1.掌握调频法测距原理 2.利用给定的仿真信号通过MA TLAB 编程计算线性调频信号的参数（带宽，中心频率，时宽，调频斜率）并计算目标的距离。 2.2 线性调频脉冲测距实验 图2-1 线性调频信号与反射回波 反射回波相对于发射的线性调频信号产生了固定时延或固定频差F ? 。假设目标处于静止状态，总的频偏F ?为 2R F c α ?= （2.1） 根据该式可以反推出距离R 。 图1线性调频信号与反射回波时域图
图2混频后频谱图 图3
根据公式 2c F R α ?= (2.2) 解得R=750m ，与5us 延迟一致。 积化和差公式： 1 cos cos [cos()cos()]2 αβαβαβ=++- (2.3)
实验二 连续波雷达测速实验 3.1 实验要求 1. 掌握雷达测速原理。 2. 了解连续波雷达测速实验仪器原理及使用。 3. 采集运动物体回波数据，并在PC 机使用Matlab 对实验数据进行分析。 4. 使用Matlab 对实验数据进行分析，得到回波多普勒频率和目标速度。 3.2 雷达测速原理 00022d r vf v f f f f c v c --?? =-= ≈ ?+?? （如果v c <<） 图3-1 多普勒效应 3.2 连续波雷达测速实验仪器 连续波发射机 混频器 放大滤波 测速传感器 AD 采集 串行接口PC 机 图3-2 连续波雷达测速实验仪器原理框图
蜂窝无线定位技术的发展及应用 摘 要：本文首先介绍了移动通信系统中无线定位技术的应用，讨论了基于移动台和网络的两种无线定位方案，对几类常用的无线定位方法进行了分析，分别阐述了GSM和CDMA 两种蜂窝系统中无线定位的应用特点，最后提出了无线定位技术中有待进一步研究的课题。 关键词：蜂窝系统 无线定位 CDMA GSM 1 引言 无线定位在军事和民用技术中已获得了广泛应用。现有的定位和导航系统有：雷达，塔康，Loran C，VORTAC，JTIDS(联合战术信息分布系统)，GPS等。对地面移动用户的定位来说，这些技术中以GPS最为重要。近年来GPS发展很快，其单点定位精度达20～40m。但是把GPS功能集成到移动台上需全面更改设备和网络，增加成本；且用户同时持有移动电话和GPS手机很不方便，所以移动用户及设备生产商和网络运营商希望能直接由移动台实现定位。 直接利用移动台进行定位已研究多年，近年来，由于对移动台用户定位的需求增加，进一步推动了无线定位的研究。1996年美国联邦通信委员会(FCC)颁布了E-911法规，要求2001年10月1日起蜂窝网络必须能对发出紧急呼叫的移动台提供精度在125m内、准确率达到67％的位置服务。1998年又提出了定位精度为400m、准确率不低于90%的服务要求。1999年FCC对定位精度提出新的要求：对基于网络定位的精度为100m、准确率达67% ，精度300m、 准确率达95%；对基于移动台的定位为精度50m、准确率67% ，精度150m、准确率95%。FCC 的规定大大推动了蜂窝无线定位技术的发展。在蜂窝系统中实现对移动台的定位除了满足E －911定位需求外，还具有以下重要用途： (1)基于移动台位置的灵活计费,可根据移动台所在不同位置采取不同的收费标准。 (2)智能交通系统(ITS)，ITS系统可以方便提供车辆及旅客位置、车辆调度、追踪等服务。 (3)优化网络与资源管理，精确监测移动台，使网络更好决定进行小区切换的最佳时刻。同时，根据其位置动态分配信道，提高频谱利用率，对网络资源进行有效管理。
无线电测向心得体会 篇一：PJ-80型无线电测向机实验报告 本科实验报告 实验名称： 一、实验目的 1、了解无线电测向的基本原理 2、掌握无线电测向机的制作方法 3、增强对电子信息专业的热爱 二、实验过程 1、9月15日星期一 早上9:00，老师在课上为我们讲解了无线电测向的基本原理： 通信具有两个要素：信息和载体。 电磁波具有三个性质：三维直角正交、传输速度 电磁波按频率在空间内具有如下分布： 和极化波。 无线电波的传输方式有三种：地波、天波和直接波。 天线是一种能量转换器，在发射无线电波时，能把高频电能转换为高频电磁能，在接收无线电波时，能把高频电磁能转换为高频电能。它的方向性很强。 PJ-80型无线电测向机具有两种天线，分别是直立天线和磁性天线。直立天线能把电能转换为磁能，应用于很宽频
率范围，在各个方向上接收到的无线电波强度都一样，且具有便于架设、价格便宜的特点。磁性天线能把磁能转换为电能，它在不同方向上接收到无线电波的强度不同，因此表现出很强的方向性。 两种天线的综合使用形成了复合天线系统。 使用复合天线后，磁性天线转动一周，只有一个方向使信号消失；也只有一个方向信号最强。这样就克服了磁性天线的双值性，获得了单方向性能。我们把信号强的这个面叫单向大音面，简称大音面，得用大音面就可直接定出电台在哪一边。由磁性天线的方向图可知，天线转动一周，测向机将出现两个声音最大处和两个声音最小处，即磁性天线的方向图具有双值性。利用这一点，可以测定电台所处的一条位置线，但判断不出它究竟处在位置线上的哪一边。 直立天线在水平平面的方向图是一个圆。天线转动360度，感应电势E直的大小和极性都不会变化。现设直立天线的电势等于1，并为正值；设磁性天线的电势最的值也等于1，将磁性天线旋转360度时其电势的大小和极性做出标注。再将任一方向上两天线的电势相加，如在0度或180度方向上，E直=1，E磁=0，合成电势（E合）=1；在90度方向上，E直=1，E磁=1，E合=2；在270度方向上E直=1，E磁=-1，E合=0，等等。由图可见，上半部分各方向上的两天线电势极性相同，合成电势为两电势之和；下半部各方向上两电势
无线电导航的发展历程 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
1．无线电导航的发展历程 无线电导航是20世纪一项重大的发明 电磁波第一个应用的领域是通信，而第二个应用领域就是导航。早在1912年就开 始研制世界上第一个无线电导航设备，即振幅式测向仪，称无线电罗盘(Radiocompass)，工作频率一兆赫兹。1929年，根据等信号指示航道工作原理，研制了四航道信标，工作频率为一兆赫兹，已停止发展。1939年便开始研制仪表着陆系统(ILS),1940年则研制脉冲双曲线型的世界第一个无线电定位系统奇异(Gee)，工作频率为28一85兆赫兹。1943年，脉冲双曲线型中程无线电导航系统罗兰A(Loran-A)投入 研制，1944年又进行近程高精度台卡(Dessa)无线电导航系统的研制。 1945年至1960年研制了数十种之多，典型的系统如近程的伏尔(VOR)、测向器( D ME)、塔康(Tacan)、雷迪斯特、哈菲克斯(Hi-Fix)等;中程的罗兰B(Loran-B)、低频罗兰(LF-Loran)、康索尔(Consol)等;远程的那伐格罗布((Navaglohe)、法康(Facan)、台克垂亚(Dectra)、那伐霍(Navarho),罗兰C(Loran-C)和无线电网(Radionrsh)等;超远程的台尔拉克(Delrac)和奥米加(Omega)与。奥米加;空中交通管制的雷康(Rapcon)、伏尔斯康(VOLSCAN)、塔康数据传递系统(Tacandata-link)和萨特柯((Satco)等，另外还有 多卜勒导航雷达(Doppler navigation tadar)，这期间主要保留下来的系统如表1 表1主要地基无线电导航系统运行年代表 1．1 无线电导航发展的重大突破 1960年以后，义发展了不少新的地基无线电导航系统。如近程高精度的道朗((TORAN)、赛里迪斯(SYLEDIS)、阿戈(ARGO)、马西兰(MAXIRAN)、微波测距仪（TRISPONDER)以及MRB-201,NAV-CON,RALOG-20,RADIST等等;中程的有罗兰D (Loran-D)和脉冲八(Pulse8)等;远程的恰卡(Chayka);超远程的奥米加((Omega与);突破在星基的全球导航系统，还有新的飞机着陆系统。同时还开始发展组合导航与综合导航系统，以及地形辅助导航系统等。表2列出几种常用的系统及主要性能与用量。 表2几种常用的地基系统性能与用量 *D为飞行距离。
无线电定位原理 与技术 实验报告 姓名: 学号: 班级:1105201 指导老师:张云 院系:电子与信息工程学院哈工大电子与信息工程学院电子工程系
实验一 连续波雷达测速实验 1、1 雷达测速原理 雷达利用多普勒频率来提取目标的径向速度(即距离变化率),从而可以区分运动目标与固定目标及杂波。多普勒效应描述了由于目标相对于辐射源的运动而引起发射信号的中心频率发生多普勒频移,目标的运动方向的不同决定了多普勒频移的正负。 00022d r vf v f f f f c v c --??=-=≈ ?+?? (如果v c <<) 雷达 雷达λ>λλ' < 图2- 多普勒效应 1、2 连续波雷达测速实验仪器 连续波雷达测速系统主要由三部分组成:微波发射与接收器件,差频放大与滤波电路,DSP 信号采集与处理电路。其中微波发射与接收器件可以采用微波发射介质稳频振荡与微波接收混频器。放大与滤波电路,在近距离时,测量直接由混频器输出的信号较大,由雷达方程可知,随着目标距离的增加,混频器输出会减小。实验中采用三级放大电路,第一级射随阻抗匹配,第二三级可调增益放大。其次由于背景噪声与扰动会引入杂波,对接收信号需要进行滤波。DSP 信号采集与处理电路,采集多组回波数据,对数据进行分析得到相应的多普勒频率与速度 值,由公式2r d v f λ=,算得速度r v 。
5402DSP 测速传感器 混频器 连续波发射机 传感器输出信号 放大滤波 AD串行接口PC机 FFT 图2-2 连续波雷达测速实验仪器原理框图 图2-3 测速雷达传感器 1、3 实验要求 本实验为演示实验,观察实验现象,并在PC机使用Matlab对实验数据进行分析。 实验要求: 1、掌握雷达测速原理, 2、了解连续波雷达测速实验仪器原理及使用, 3、使用Matlab对实验数据进行分析,得到回波多普勒频率与目标速度。 1、4 实验内容 1、采集三组数据,每组数据 2048 点,采样频率为 2048Hz 2、从每组数据中分别选取波形较好的 512 点,作出时域波形与频谱,并求出目标速度,其中,发射波频率为 10GHz。 1、5实验结果分析
1.无线电导航的发展历程 无线电导航是 20世纪一项重大的发明 电磁波第一个应用的领域是通信,而第二个应用领域就是导航。早在 1912年就开始研制世界上第一个无线电导航设备,即振幅式测向仪,称无线电罗盘(Radiocompass,工作频率 0.1一 1.75兆赫兹。 1929年,根据等信号指示航道工作原理,研制了四航道信标,工作频率为 0.2一 0.4兆赫兹,已停止发展。 1939年便开始研制仪表着陆系统 (ILS,1940年则研制脉冲双曲线型的世界第一个无线电定位系统奇异 (Gee, 工作频率为 28一 85兆赫兹。 1943年,脉冲双曲线型中程无线电导航系统罗兰 A(Loran-A投入研制, 1944年又进行近程高精度台卡 (Dessa无线电导航系统的研制。 1945年至 1960年研制了数十种之多, 典型的系统如近程的伏尔 (VOR、测向器 ( D ME、塔康 (Tacan、雷迪斯特、哈菲克斯 (Hi-Fix等 ; 中程的罗兰 B(Loran-B、低频罗兰 (LF-Loran、康索尔 (Consol等 ; 远程的那伐格罗布 ((Navaglohe、法康 (Facan、台克垂亚 (Dectra、那伐霍 (Navarho,罗兰 C(Loran-C和无线电网(Radionrsh等 ; 超远程的台尔拉克 (Delrac和奥米加 (Omega与。奥米加 ; 空中交通管制的雷康 (Rapcon、伏尔斯康 (VOLSCAN、塔康数据传递系统 (Tacandata-link 和萨特柯 ((Satco等,另外还有多卜勒导航雷达 (Doppler navigation tadar, 这期间主要保留下来的系统如表 1 表 1主要地基无线电导航系统运行年代表 1. 1 无线电导航发展的重大突破 1960年以后, 义发展了不少新的地基无线电导航系统。如近程高精度的道朗((TORAN、赛里迪斯 (SYLEDIS、阿戈 (ARGO、马西兰 (MAXIRAN、微波测距仪(TRISPONDER 以及 MRB-201,NA V-CON,RALOG-20,RADIST 等等 ; 中程的有罗兰 D (Loran-D和脉冲八 (Pulse8等 ; 远程的恰卡 (Chayka;超远程的奥米加 ((Omega 与 ; 突破在星基的全球导航系统,还有新的飞机着陆系统。同时还开始发展组合导
无线电导航原理和机载设备简介 早期的飞行器在空中飞行仅依靠地标导航--飞行中盯着公路、铁路、河流等线状地标；山峰、灯塔、公路交汇点等点状地标；湖泊、城镇等面状地标。 后来，空勤人员利用航空地图、磁罗盘、计算尺、时钟等工具和他们的天文、地理、数学知识，根据风速、风向计算航线角，结合地标修正航线偏差，这种工作叫做“空中领航”。这种方法虽然“原始”，但航空先驱林伯当年就是依靠这些东西驾驶一架活塞式单发动机飞机“圣路易斯精神号”独自由美国西海岸起程，直接飞越大西洋到达巴黎的，他飞越茫茫大西洋时还通过观察海上的洋流、夜空中的星座来辨别方向、确定位置。空中领航学是飞行员的一门必修课，其核心是用矢量合成原理修正风对飞行航迹的影响。 随着无线电技术的发展，各式各样的电子设备为飞行器提供精确的导航信息：有用于洲际导航的奥米加导航系统（OMEGA）、适用于广阔海面的罗兰系统（LORAN-A，LORAN-C）、用于近距导航的甚高频全向无线电信标导航系统（VORTAC），另外还有一些专为军事用途开发的导航信标和雷达系统。现在，利用同步卫星工作的全球定位系统（GPS）已开始广泛使用。但 VORTAC 仍是近距导航的主流，绝大多数现代军民用飞机，包括民航客机、小型通用飞机都配备有VOR接收机（VOR，very high frequency ommi-directional range）。 VORTAC是VOR/DME和TACAN的统称。VOR/DME是民用系统，TACAN是为适应舰载、移动台站而开发的军用战术空中导航系统（即塔康导航系统）。两者的工作原理和技术规范都不同，但使用上它们是完全一样的。事实上，有的VOR/DME 和TACAN发射台站是建在一起、使用同一个频率的，对空勤人员来说，只是一个VOR信标。VOR信标是世界上最多、最主要的无线电导航点。许许多多的VOR 台站相隔一定距离成网络状散点分布，当飞机上的接收机收到VOR信标的信号，飞行人员就可通过专用仪表判断飞机与该发射台站的相对位置，如果台站信号是带测距的（DME，distance measuring equitment），还可知道飞机与台站的距离，从而确定飞机当前的位置，并知道应以多少度的航线角飞抵目的地。 VOR/DME/NDB基本原理 VOR：very high frequency ommi-directional range，甚高频全向无线电信标 VOR信号发射机和接收机的工作频率在108.0-117.95 MHz之间。VOR台站发射机发送的信号有两个：一个是相位固定的基准信号；另一个信号的相位是变化的，同时象灯塔的旋转探照灯一样向360度的每一个角度发射，而向各个角度发射的信号的相位都是不同的，它们与基准信号的相位差自然就互不相同。向360度发射的信号（指向磁北极）与基准信号是同相的，而向 180度发射的信号（指向磁南极）与基准信号相位差180度。飞机上的VOR接收机根据所收到的两个信号的相位差就可判断飞机处于台站向哪一个角度发射的信号上。也就是说，可以判断飞机在以台站发射机为圆心的哪一条“半径”上。 VOR台站发送的信号形成360条“半径”，辐射状向各个方向传送，每条“半径”就是一条航道，称为“Radial”。假如：飞机位于平州VOR台站（该台
定位技术的发展及现代应用 一、定位技术的发展 早在15世纪，人类开始探索海洋的时候，定位技术也随之催生。主要的定位方法是运用当时的航海图和星象图，确定自己的位子。 随着社会和科技的不断发展，对导航定位的需求已不仅仅局限于传统的航海、航空、航天和测绘领域。GPS作为常见的导航定位系统已经逐渐进入社会的各个角落。尤其在军事领域，对导航定位提出了更高的要求。导航定位的方法从早期的陆基无线电导航系统到现在常用的卫星导航系统，经历了80多年的发展，从少数的几种精度差、设备较庞大的陆基系统到现在多种导航定位手段共存，设备日趋小型化的发展阶段，在技术手段、导航定位精度、可用性等方面均取得质的飞越。 1.1陆基无线电导航系统 1.1.1 第一次世界大战期间 陆基无线电导航系统是从20世纪20年代第一次世界大战期间开始发展起来的。首先是应用在航海，逐渐扩展到航空领域。其技术手段主要是采用无线电信标。 舰船和飞机接受信标的发射信号，通过方向图调制测出与信标的方位，从而确定自身的航向。这时的导航主要侧重是侧向，定位能力比较差。 1.1.2 第二次世界大战及战后时期 第二次世界大战及后期，无线电导航定位系统飞速发展，出现了许多新的系统，并在不断发展，到目前大多系统仍在广泛使用。 这其中主要有罗兰-A（Loran-A）、罗兰-C（Loran-C）、台卡（Decca-A）、奥米伽系统、伏尔/测距器（DME）和塔康（Tacan）等。 （1）罗兰-A和罗兰-C 罗兰-A和罗兰-C的基本原理是发射脉冲信号，利用双曲线交会定位，20世
纪50年代末产生的罗兰-C在罗兰-A的基础上，对发射信号进行了改进，使得用户可以得到几百米量级的定位精度和微妙级的授时精度。目前各国已建成近100个发射台站，但仍不能覆盖全球。 （2）台卡和奥米伽 台卡也是一种双曲线，主要针对欧洲的海上用户。其精度和覆盖范围均不如罗兰-C。随着罗兰-C西北欧台链的建成，其永华逐渐减少。 奥米伽是针对以上几种系统存在的不能覆盖全球的问题而由美国在20世纪50年代中期研制的。采用低频连续波发射（10—14KHz）,双曲线定位。缺点是定位精度低、有多值性、数据率低和设备昂贵等。随着卫星导航定位系统的使用，奥米伽已于1997年关闭。 （3）伏尔+测距器（DME） 该系统主要针对航空用户研制。本质仍是一种甚高频全向信标，只能给飞机指示方位。所以，在1949年又将测距器纳入了系统中。测距器与伏尔信标置于一地，采用询问和应答的方式，能够为110架左右飞机提供距离测量的服务。（4）塔康（Tacan） 工作在L频段，采用脉冲体制，同时提供方位和距离坐标，具有设备小的优点，在航空导航欧较为广泛的应用。 1.2自主式导航 路基导航定位系统虽然具有价格低、可靠新高等优点，但它依赖于电磁波在空中的传播，系统的生存能力、抗干扰能力和抗欺骗能力较为薄弱。因此，自主导航也逐渐得到了发展。主要有惯性导航和多普勒导航两种。 1.2.1惯性导航 惯性导航系统（INS）是一种推算导航，20世纪60年代开始投入使用。是以惯性测量器件——陀螺为中心，通过测量载体的三维加速度。积分测速和测距，然后根据起点坐标推算载体当前坐标的一种定位方法。其优点是完全自主导航，缺点是精度随着距离和时间的退役逐渐降低，往往需要定期校准。 目前惯性导航系统一般都和卫星导航系统结合使用，利用卫星导航系统为其提供校准坐标。
Harbin Institute of Technology 实验报告 课程名称：无线电定位原理与技术实验题目： 1.连续波雷达测速实验 2.线调频信号及匹配滤波仿真实验院系：电子与信息工程学院班级： 0905201 姓名：冯泽双 学号： 1090520108 指导教师：姜义成 实验时间： 2012年 5月 哈尔滨工业大学
实验一连续波雷达测速实验 一．实验目的 1.掌握雷达测速原理。 2.了解连续波雷达测速实验仪器原理及使用。 3.使用Matlab对实验数据进行分析，得到回波多普勒频率和目标速度。 4.分组完成实验任务，自己操作探头，获得实验数据。 二．实验原理 将相对运动所引起的接收频率与发射频率之间的差频称为多普勒频率，用表示用表示。 图1.多普勒测速原理 三．实验仪器 测速传感器 图2.连续波雷达测速实验仪器原理框图
图3.测速雷达传感器 四．实验过程 1.每小组采集快中慢三组数据，每组数据2048点，采样频率为2048Hz。 2.从每组数据中分别选取波形较好的512点，作出时域波形与频谱，并求出目标速度，其中，发射波频率为10GHz。 五．实验结果 首先观察采集数据的波形，选取其中波形较好的512点，滤除直流分量并归一化后，作FFT观察其频谱从而得到多普勒频率。 f d=30HZ 六．实验分析 1.计算数据所测得的挡板移动速度
发射波频率为10GHz，即波长。 (1)移动速度：V=λF d∕2=0.03*30/2=0.45m 2.结果分析 (1)通过对挡板反射波作FFT变换，可提取出多普勒频率，从而计算得到挡板移动速度。 (2)从频域波形可以看出，所得的反射波中有噪声存在，提取多普勒频率时只需观察频谱幅值最大点所对应的频率。 (3)FFT的点数越大，所得的频谱图越精准，但会增大计算机的运算负担，在实验时选取适当的FFT点数即可。 (4)在对反射波进行处理时，滤除无用的直流分量可使观察多普勒频率更清晰，精确。 七．实验程序 %采样总时间T=0.25s, 采样点数N=512, 采样频率Fs=2048Hz close all; clear all; Ndata =321; %数据长度即采样点数 N=2.^16; %FFT点数 Fc = 10.525e9; % 连续波频率 C = 3e8; Lamda = C/Fc; m = 50; % 感兴趣频率范围0-mHz T = 0.25; %采样总时间 i = input('Please input the Mat file to process(1-10): \n'); Fs=Ndata/T; %采样频率 I=num2str(i); file=strcat(I,'.txt'); data=load(file); for i=1:Ndata data1(i)=data(i+00); %取512点 end data1=data1-mean(data1); %消去直流分量 data1=data1/max(data1); %幅度归一化 h=figure('position',[0 0 1024 700]); hold on; %Plot the echo waveform subplot(211); tt=linspace(0,Ndata-1,Ndata); t=tt*T/Ndata; plot(t,data1); axis([0,0.25,-1.1,1.1]) xlabel('t/s'); title('采样数据'); %Plot the echo frequency subplot(212); ff=linspace(0,N-1,N);