华中科技大学
硕士学位论文
基于PXI总线的雷达虚拟测试系统
姓名：尹应全
申请学位级别：硕士
专业：电磁场与微波技术
指导教师：董天临
20050507
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着科学技术的不断发展
组建方便
另一方面测
试技术和测试系统是确定军工产品质量的基本手段
本文论述了总线式虚拟仪器测试系统的发展历程
灵活的模块化配置
对于组建自定义的总线化测试系统有重要的意义
提出了ＰＸＩ总线接口设计的通用方案和接口电路的设计方法及实现
使用上述的设计方法
全面研究了它的基本结构
设计了测控软件并给出了程序流程图
本文将最新的测试技术应用于军用测试系统
关键词
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Along with continuous development of technology
The testing system which is convenient
And in military domain
and it is of great importance in proving equipment level and ability for battle
The Automatic Test System based on PXI bus are applied more and more widely in various test fields for its advantages such as compact mechanical structure
The research of self-designed PXI bus interface is of great importance in building self-determined bus-based test system
this thesis describes the structure of the test system based on PXI bus
it brings forward a common design scheme of PXI bus interface and the circuit implement
a method of developing the drivers and soft panels of PXI instrument module is presented
a virtual testing system of radar based on PXI was designed by using the design scheme mentioned above
Especially the basic structure
All the performance meets the design demand by testing
Acquiring expectant effect in developing module and empoldering software platform
2005年5月8日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版
可以采用影印
请在以上方框内打
学位论文作者签名
2005年5月8日日期
华中科技大学硕士学位论文
1 绪论
1.1 虚拟仪器概况
测量仪器发展至今分立元件式仪器
计算机技术和网络技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器领域中的应用新的测试领域以及新的仪器结构不断出现
计算机软件技术和测试系统更紧密地结合成一个有机整体
在上述的背景下
虚拟仪器
ＣＡＴ
其功能由用户设计和定义
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板
利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算利用Ｉ／Ｏ
接口设备完成信号的采集
使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板
虚拟仪器的出现
硬件仅仅是为了解决信号的输入输出
很方便地改变
软件就是一切与传统仪器相比
华中科技大学硕士学位论文
（１）传统仪器的仪器功能由仪器厂商定义
用户无法改变对于较复杂的场合其局限性非常明显
并且虚拟仪器系统具有面向应用的系统结构而传统仪器与其它仪器设备的连接十分有限
人工读数一
方面带来读数误差
计算机直接读数并进行数据的分析处理
打印
因为硬件的精密性和不可重复性
且技术更新慢
软件一经开发
因而其价格低廉其开发和维护的费用也是比较低的
（４）虚拟仪器开发灵活 近些年来
通用性对于一个接口系统是最为重要的：要把不同国家
需要各个厂家的产品具有相同的接口协议
从市场发展的角度来讲
这需要国际工业标准的建立和采用
在用户和厂商的推动下
现代军用测试系统的发展方向是三化：标准化
其中总线接口是自动测试系统的核心
华中科技大学硕士学位论文
设计验证建立在ＶＸＩ， ＰＸＩ等各种测试总线标准上的ＡＴＥ将是今后发展的基本方向[7]
Dé?aò??÷μ?·￠?1′ó???é·??aèy???×??
General Purpose Interface Bus
?¨?a?à1ú1ú?ò±ê×?
GPIB×ü??μ?o?D???????ê??D×??üè·±￡ê?·￠??·?D??￠???ù′?ê???2??aê§′ó???°μ?
ó|ó??é??à′?′
VME Bus eXtension for Intrumentation
??×ü????×÷?ú?ú??μ×°?é?
???óá?10MHZê±?ó??
?¨ê±1??μ????
?a×??ˉ2aê???ê?μ?·￠?1ìá1?á?D?μ???ê??§3?[8]
VXIμ?ó|ó?·??§??à′??′ó?ú
???ú?ˉ2aê??D
?ùóúPCI×ü??μ?2aê??μí3óμóD3éêìμ?ó2?t?ù′?
??áé??D?ê1μ??ùóúPCI×ü??μ?2aê?ò??÷3é?aá??????úò??÷μ???òa·￠?1
·??ò[10]
PCI×ü??2??¨ê?2aê?ò??÷?ú?é??D?oí??è·2aê?
????·???′??ú2?×????-·???μè
华中科技大学硕士学位论文
厂商利用从ＰＣＩ总线中延伸出来的总线体系应用到测试领域
ＮＩ公司发布了一种全新的开放性
它将ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ规范定义的ＰＣＩ总线技术发展成适合于试验
从而形成了新的虚拟仪器体系结构
但由于它基于ＰＣＩ总线体积更
紧凑
在上面所述的３种总线形式的虚拟仪器类型中
ＰＸＩ系统与它们相比
数据采集及工业自动化应用中要求更高的机械
ＰＸＩ扩充了ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ规范
以保证多厂商产品的互操作性和系统的易集成性
对ＰＸＩ来说从而产
生大量的基于ＰＣＩ的硬件驱动程序操作系统与应用程序
因此它增加了用于多板同步的触发总线和参考时钟
故ＰＸＩ更能满足试验和测量用户的要求
华中科技大学硕士学位论文
ＰＸＩ将Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ和Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ ９５定义为其标准的系统软件框架
因此保护了多供应商产品的兼容性
所有的ＰＸＩ外设必须包括相应的设备驱动软件以降低最终用户的开发成本
软件特性是采用成熟ＰＣ技术的直接结果现阶段功能性测试
PXI架构于商用PC开放的理念之上
随着更多的厂商加入PXI设备提供者的行列
随着科学技术和生产工艺的不断进步
灵活多样
测试工作量的急剧增加速度
因此
在军事领域
是武器系统发挥威力的保障
生产
故障隔离效率提高３０％之多
提高现代武器装备战斗力和综合测试保障能力的高效率武器[12]
·???μ?×?DD?D·￠
μíμμò??÷
???ì1¤ò?μè·???ó?1ú?ê?è???????1′??úoü′óμ?2??à
华中科技大学硕士学位论文
技术落后（２）多功能
更新换代慢（３）数字化
标准化程度低（４）新产品设计手段和工艺落后
我军急需能跟上世界较先进水平的ＡＴＥ系统
测试系统的待测试内容和测试技术在广度和深度上均有了巨大的变化
测试技术从使用单台仪器进行测试转变为利用模块化特性组建测试系统进行测试
数字化
因此 本文研究利用ＰＸＩ
它的标准如何将直接影响到雷达效能的发挥传
统的测试方法是利用随机配发的测试仪器进行
通用性差
人为因素影响较大
然而
８０３２微波信号源等
要进行测试只有到现场
那么进入现场的仪器需要几十台
华中科技大学硕士学位论文
不高
急需一种体积小
于是研制了基于ＰＸＩ总线的雷达末制导虚拟仪器式自动测试系统
处理和判断
并且在测试精度 总之增加测试系统的功能
1.4.2 本论文主要研究的问题
本文首先论述了总线式虚拟仪器测试系统的发展历程
灵活的模块化配置
对于组建自定义的总线化测试系统有重要的意义
提出了ＰＸＩ总线接口设计的通用方案和接口电路的设计方法及实现
使用上述的设计方法
全面研究了它的基本结构
设计了测控软件并给出了程序流程图
过去雷达由于没有这种保护措施
２７Ｖ电源将经多路模拟开关依次检测的上述电压下限报警值及上
则发出声若再超出上
分别自动切断
它是一种基于图形编程语言
图形符号
华中科技大学硕士学位论文
即可完成对信号的测量基于ＬａｂＶＩＥＷ 软面
板美观操作简单自动测试
系统就能按测控流程自动完成１００多个参数的测试和显示
４个小时才能完成
1.5 本章小结
本章首先介绍了虚拟仪器的概况
华中科技大学硕士学位论文
2 PXI总线的测试系统体系结构及驱动程序设计
2.1 PXI总线测试系统的组成
ＰＸＩ总线标准的制订是为了满足仪器和自动化领域用户不断增长的性能和功能需要
基于ＰＸＩ总线的自动测试系统是一种模块化的虚拟仪器
ＰＸＩ系统可以完成信号采集
使用什么样的功能模块是根据用户的实际需要来决定的
这体现了模块化结构的优点一一升级和更新十分方便
总线化测试系统的关键技术是背板总线的实现它
负责承载整个系统的背板总线
阻抗匹配的连接器
但是增加了单位系统内可用的插槽数目
ＰＸＩ机箱的连接器与ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ相同
（２）星型触发总线
这些高精度的仪器总线通常只有在专用系统和高端的ＶＸＩ系统中才能见到
主动式风冷系统
ＰＸＩ机箱为实现工业环境中的大多数高级测试和自动化应用提供了良好的硬件平台
华中科技大学硕士学位论文
的互用性
但是还是为用户提供了很好的升级选择
是否集成信号调理模块（ＳＣＸＩ ）
ＰＸＩ系统控制器模块有三种类型[19]：多系统扩展接口模块（ＭＸＩ ，Ｍｕｌｔｉｓｙｓｔｅｍ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）用
户可以通过台式ＰＣ机或另一个ＰＸＩ机箱来配置和控制ＰＸＩ机箱中的功能模块
ＭＸＩ扩展模块也可以用于将数个ＰＸＩ或ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ机箱连接在一起在所有的ＭＸＩ扩展应用中
配置和控制扩展机箱上的模块的操作是透明的
上面集成了主板控制器
硬盘存储器
并口
方便网络数据共享和与其他总线的测试仪器通讯
嵌入式控制器模块搭配上通用的Ｗｉｎｄｏｗｓ系统以及用户编写的虚拟仪器程序
用户在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统和ＬａｂＶＩＥＷ实时开发环境下开发自己的应用程序
必须搭配特定的功能模块才能完成更多测试任务
ＰＸＩ总线功能模块主要可以分成六大类数百种模块：总线接口类模块信号调理类ＳＣＸＩ模块
利用各种易于使用的软件开发平台
华中科技大学硕士学位论文
利用ＰＸＩ总线规范的开放性
用户自行设计开发的ＰＸＩ配件通常以ＰＸＩ外围功能模块为主
然后才能按照规范的要求和自己的需要来进行设计和开发工作
与之前的版本内容分类方法不同
电气
图２－１ ＰＸＩ 总线体系结构
在介绍ＰＸＩ规范之前
华中科技大学硕士学位论文
2.2 PXI与PCI总线的联系
ＰＣＩ总线是外设部件互连总线
ＰＣＩ总线是先进的高性能的局部总线采用高度综合化的局
部总线结构
采用３３ＭＨｚ同步时钟和３２位数据总线
采用总线主控和同步操作
即插即用
较强的扩展性还可以实现５Ｖ向３．３Ｖ的
过渡
图２－２显示了一个基于ＰＣＩ总线的个人计算机的结构
华中科技大学硕士学位论文
ＰＣＩ总线的提出和发展极大的促进了个人计算机的在２０世纪９０年代的发展及应用
可是
而且
提出了ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ总线标准
坚固的ＰＣＩ系统但改用
了欧式卡（Ｅｕｒｏｃａｒｄ ）工业组装标准
使得ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ的一个总线段内可以支持８个总线设备
使得整个系统的可维护性和可靠性都有了很大的提高
实现了连接器电源和信号线对热交换规范的支持实时机器控
制器
ＰＸＩ总线比ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ总线更进一步
借用了ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ标准的外形及机械特征
整个ＰＸＩ规范涵盖的范围也比这两者要广
下面将分别介绍ＰＸＩ总线体系中的硬件和软件规范
可以直接上ＰＸＩ系统联盟主页上免费下载或通过其他途径获取
ＰＸＩ规范分为硬件规范和软件规范
华中科技大学硕士学位论文
2.3.1 机械规范要求
参照ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ机械规范的定义
为了方便系统集成
这是从ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ规范中延伸而来的
假如系统控制器模块占用不只一个总线槽位
不支持ＰＸＩ功能模块
只是建议用户不应该这样使用）
每个系统控制器模块必须明确注明它将占用几个系统扩展槽位和外围槽位 如果使用了星型总线触发控制器
并且每个物理槽位都会标以一个唯一的标号
应该仔细查阅ＰＸＩ规范中关于这些标示文字
ＰＸＩ的６Ｕ机箱支持两个３Ｕ模块的堆叠使用
下方槽位的标号命名方式与３Ｕ机箱中的相同这表明
假如上方的槽位不支持３Ｕ模块 规范中对环境测试也进行了规定系统控制器
和外围模块都应该经过保存和运行的温度试
所应进行的环境测试内容和测试流程应该参考ＩＥＣ ６００６８标准
假如系统生产商需要生产和销售ＰＸＩ部件
华中科技大学硕士学位论文
须参考规范中的要求和有关的文献
假如散热性能不好
自身的散热问题更应该被仔细考虑
插入式模块的生产商必须向用户注明在正常运行条件下该模块的消耗功率
机箱必须提供主动的冷却设置
否则无法保证己插入模块获得正确的冷却路径
有关ＰＸＩ部件设计的接地要求和电磁兼容性要求以及电子防护和ＰＸＩ机箱
华中科技大学硕士学位论文
的附加要求请参照最新版的ＰＸＩ硬件规范及相关文件的叙述
许多ＰＸＩ兼容系统的模块可能并不需要实现ＰＸＩ规范中的特性
用户可以直接将该模块插入到ＰＸＩ机箱中使用
但是
将ＰＸＩ模块插入到该机箱中可能无法保证正常工作
图２－４显示了这种互用性
系统控制器和背板的电气要求
电源供应和６Ｕ卡实现的关键对于需要自行
设计ＰＸＩ部件的用户
包括３２位总线模式映射于Ｐ１／Ｊ１连接器的信号和６４位模式映射于Ｐ２／Ｊ２连接器的信号；另一类是ＰＸＩ总线的特有
% ====================================================== =====================================% % 该程序完成16个脉冲信号的【脉压、动目标显示/动目标 检测（MTI/MTD）】 % ====================================================== =====================================% % 程序中根据每个学生学号的末尾三位（依次为XYZ）来决定仿真参数，034 % 目标距离为[3000 8025 9000+(Y*10+Z)*200 8025]，4个目标 % 目标速度为[50 0 (Y*10+X+Z)*6 100] % ====================================================== =====================================% close all; %关闭所有图形 clear all; %清除所有变量 clc; % ====================================================== =============================% % 雷达参 数 % % ====================================================== =============================% C=3.0e8; %光速(m/s) RF=3.140e9/2; %雷达射频 1.57GHz Lambda=C/RF;%雷达工作波长 PulseNumber=16; %回波脉冲数 BandWidth=2.0e6; %发射信号带宽带宽B=1/τ，τ是脉冲宽度TimeWidth=42.0e-6; %发射信号时宽 PRT=240e-6; % 雷达发射脉冲重复周期(s),240us对应 1/2*240*300=36000米最大无模糊距离 PRF=1/PRT; Fs=2.0e6; %采样频率
关于雷达的基于模型开发简要介绍 基于模型的设计思想是围绕可以执行的模型，将算法的研究，具体模型的细化设计，产品级代码的产生过程，以及验证过程平滑无缝的联系在一起。因为模型是可以执行的，通过执行能够及早发现算法及设计过程中的缺憾，及早改正问题，避免在实现或验证阶段发现问题并修改问题带来的巨大代价；自动代码产生工具，及联合仿真验证流程，减轻了手工编写代码，传统测试验证的巨大工作量付出，使科研人员有更多的时间和精力关注于算法，尝试更多思想，找到最佳方案，大大加快科研进程，显著提高科研效率。 所以这样逐步细化的设计流程可以帮助工程师及早发现问题和解决问题。基本上，在这个流程中的每一个模型都是下一步细化的起点。同时这个模型的输入输出也就可以用来验证细化后模型的行为。
在MathWorks的产品中，最适合用来描述客户需求的是MATLAB以及其上的工具箱。 客户可以提供快速建模的便利使得自己需求得到准确的描述。从某种程度上来讲，在用 户需求确定以后，所用的MATLAB模型就可以被认为是用户需求的另一种描述。 至于用于系统建模的工具，比较合适的是各种System Toolbox，比如DSP System Toolbox, Phased Array System Toolbox，以及Simulink和之上的模块库，象是SimRF 或者SimPowerSystem。这些工具可以提供一个系统整合平台，实现多领域的联合仿真， 并用Simulink V&V来验证 用于系统实现的工具包括MATLAB Coder, HDL Coder, 以及Embedded Coder之类的产品。类似的，HDL Verifier可以用来验证这个层次的模型。 目前在，在控制，信号处理，通信等领域，已经广泛采用基于模型的设计理念来加快 科研、开发进程，雷达系统的设计也可以通过基于模型的设计来提高开发效率。
近年来随着经济的迅速发展和人口的不断增长，我国的突发性事故时有发生，如化学危险品库燃烧大爆炸；装载剧毒农药车辆翻车造成农药泄露；又或者是什么地方又开始发生洪灾什么等等。这类事故发生突然，破坏性大，直接关系到生命安全，这已成为当今社会不可忽视的问题，引起政府各个部门高度重视。 河道水库监测终端对河道或水库的水、雨情进行全天候在线监测；监测中心应用软件对相关数据进行快速的分析和处理，并无缝对接山洪灾害预警信息发布平台。河道、水库的水位、雨量监测系统对该地的防洪减灾工作意义重大，并起到了很好的示范作用。目前，该系统已在全国范围内得到了全面的推广和应用。 据了解，水文信息采集系统是目前我国很多城市排水防涝数字化管控平台的重要组成部分，也是整个项目信息采集、传输、接收、存储、分发、上报的最基础环节。 水文监测设施设备的主要功能是，通过相应水情监测设施和水情传感器，实现对各种水情信息的现场检测，水文信息监测主要包括：降水量、水位、流量、水质等。 一般来说，防汛水位监测会采用水文信息采集系统建设会在城市多处安装自动水位站、超声波、雷达水位计等警示装置，并通过GPRS 模块无线传输的方式，与中心站联网通信，实现对水位的自动采集。
HZ-SVR-24Q雷达流量计 航征科技是目前国内具有自主知识产权的雷达方案提供商，拥有多项专利和软件著作权。航征面向水文、水利、环境保护、城市排水管网等行业用户，提供雷达流速流量在线监测解决方案。航征分别在上海、无锡建立了运营和研发测试中心，拥有完整的技术研发体系和阵容强大的科研队伍，与清华大学、国防科技大学、上海交通大学等知名院校达成长期战略合作，有多位业内专家作为公司的技术后盾，立志成为全球优秀的智能传感解决方案提供商。
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、 同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系 统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实 时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据 用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需 求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自 主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智 能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系 统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海警、渔政
公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内近年来相关 领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应 用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警 信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记 录、方便随时调用回放。 ? 系统技术水平国内领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪 后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地 探测与持续跟踪能力。 ? 该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需 求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ? 维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络， 可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ? 可靠性高，充分适应不同的海洋环境。
二、 系统设备清单
序号 1
2
材料名称
规格型号
X 波段雷达，IP65（含安装支架） HLD800/900；8ft，25kw
小目标雷达数据处理器及显示 HLD-STTD-1000
终端软件
Radpro V1.6.0.0
数量 1套
1套
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/8513530632.html, LFMCW雷达系统的设计与仿真 作者：杨宜禥李小兵 来源：《信息技术时代·中旬刊》2019年第01期 摘要：阐述了LFMCW雷达的基本理论；从波形选择、调频带宽选择、调频周期选择和恒虚警检测参数选择等方面详细介绍了LFMCW雷达系统的设计，并对设计的系统进行了仿真，仿真结果验证了设计要求。关键词：LFMCW雷达系统；恒虚警检测；仿真 1.概述本文主要介绍LFMCW雷达系统设计与仿真。首先，介绍LFMCW雷达信号处理算法的基本理论，主要 从理论的角度解释常用的测距、测速、测角算法以及恒虚警检测算法。然后，详细地阐述了LFMCW雷达系统的设计过程，研究了波形选择、波形参数以及恒虚警检测参数对LFMCW雷达系统性能的影响。最后，通过MATLAB对LFMCW雷达系统进行仿真，以验证雷达系统设计的正确性。2.LFMCW雷达的基本理论 2.1 测距测速算法锯齿波LFMCW发射信号的包络不随时间变化，在每个时间周期内线性变化，故其信号特征为锯齿波，如图 2-1 所示，设LFMCW发射信号的载频为f0，调频带宽为B，调频周期为TF。其中，TR=2R/c，表示雷达 发射信号经过距离R的回波延时，其中R表示点目标与雷达之间的距离，c则在式中表示电磁波传播的速度，其值为光速，通常来说，TF远大于tR。当目标处于静止状态时，由于不存在多普勒效应，故LFMCW雷达的发射信号与接收信号之间的频率之差是一个常数fΔ，且与雷达和目标之间的距离呈现正向关系，其相关关系如式（2-1）所示。式（2-1）中各个参数的物理含义同前所述。以上对于频差fΔ虽然是在静止目标的基础上进行分析的，但是经过分析可知，发射信号与接收信号之间的频率之差fΔ同时包含着目标的距离信息与频率信息，只要通过测量频差fΔ，就可以得到距离等目标参量。现实情况下，被探测目标与雷达之间往往存在 着相对运动，此时雷达和目标之间存在着相对径向速度，故存在多普勒效应，差拍信号的频率值fΔ一直处于变化之中。当目标与雷达之间的距离不断改变时，其变化的快慢会在多普勒频率中得以体现。当背景噪声、杂波干扰与目标同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达可利用它们彼此不甚相同的多普勒频率作为分辨因素，摒除干扰，从而专注于对目标的追踪。因此在变化的频差中存在着目标的距离和速度等有用信息。在工程实现中常用的锯齿波调制LFMCW信号处理方法是对差拍信号按重复周期采样，设每个周期采样N点，并且连续采集 M个重复周期，将每个重复周期内的N点采样数据进行一次N点FFT（距离维FFT），即可将距离维上不同的距离单元区分开；再对距离维FFT结果中的属于同一距离单元的M点采样数据进行一次M点FFT（速度维FFT），即可区分同一距离单元内不同多普勒单元，其过程如图2-3所示。 2.2 测角算法 LFMCW雷达的相位法测角是利用多个天线接收的回波差拍信号之间的相位差进行测角。根据图2-4，我们可以展开分析，设在θ方向有远区目标，电磁波到达接收点的目标后被反射，其之后的传播可被视为平面波。由于两天线并不重合，导致它们接收到的信号存在波程差ΔR，进而产生相应的相位差φ，由图2-4可知：式（2-2）中，λ为雷达波长。通过测量相位差φ即可反向推导出目标方向θ。3.LFMCW雷达系统的设计本文设计的LFMCW雷达系统相关指标如下：载波频率在24GHz频段，测距精度ΔR≤0.6m，测速精度Δv≤0.4m/s，测角精度Δθ≤0.3o，最大可测距离Rmax≥50m，最大可检测目标数≥16。3.1 波形选择在LFMCW雷达系统设计时，常用到锯齿波调制和三角波调制这两种线性调频方式。选用
31 自动跟踪 本章介绍了跟踪检测目标的技术。使用雷达硬件和雷达信号处理实现跟踪，从而形成一个闭环系统。单目标跟踪（STT）和边跟踪边扫描（TWS）模式（在第2章中介绍）被检验。在我们考虑跟踪测量和方法之前，我们需要定义一些术语。 估计，准确性和精确度通常用于描述跟踪的不同方面。估算应用于任何参数的值，该参数的值（1）仅在与腐蚀干扰相结合时才能测量，例如热噪声（图31-1）；（2）不能直接测量，例如基于一系列距离测量的距离速率。 根据该定义，雷达系统测量或计算的每个参数，无论多么精确，都是估计值。 接下来，区分两个重要参数：准确度和精度。通常，两者都指数量的测量，其在跟踪中包括目标参数，例如真实范围，速度和方位。因此，测量值表示雷达系统对目标的真实参数的估计。 准确度表示测量值与真实值的接近程度，而精度表示在同一参数的多个测量值中存在多少可变性。它们共同构成了雷达系统对真实目标参数进行估算的基础。图31-2显示了一个示例，其中准确度和精度可以看作非常不同并且（有时）彼此独立。跟踪雷达的目标是具有高准确度和高精度。
跟踪中使用的另一个术语是判别式，其量化测量函数的校准。它通常由执行测量的硬件或软件输出与跟踪误差的真实值的关系图表示（图31-3）。曲线的线性部分的斜率是判别式并且确定测量的灵敏度。通常，斜率随着信噪比的增加而增加。 判别式的一个重要特征是它们通常是归一化的，因此无量纲。因此，不一定需要精确测量电压或功率电平。此外，除了信噪比的影响之外，跟踪误差的测量值不随信号强度而变化。它们与目标的大小，范围，机动和雷达截面（RCS）波动无关。如果需要，可以通过将判别式乘以预先计算的常数来给出判别式。在整个跟踪过程中使用判别式，其目的是改进目标测量参数的估计，例如距离，多普勒，仰角和方位角。 31.1 单目标跟踪 单目标跟踪可提供有关目标位置，速度和加速度的连续且准确的当
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:
雷达动态探测目标的仿真建模 谢卫，陈怀新 （中国电子科技集团公司第十研究所,成都 610036) 摘要：通过对雷达动态探测目标过程分析，提出了雷达探测目标仿真模型的方法，实现了雷达目标检测、多目标滤波跟踪、资源调度管理等数字模型。实际表明这些模型满足数据融合中雷达探测目标数据的需求，并且建模方法对数据融合传感器模型建立具有实际指导意义。关键词：雷达；建模；仿真；数据融合 Radar detection of targets dynamic simulation modeling XIE Wei，CHEN Huai-xin (CETC No.10th Research Institute, Chengdu, China; ) Abstract:With the analysis of the process of radar dynamic detecting targets, a method of the simulation model based on of radar detect targets is presented, some mathematic models (such as target indication by radar, variable number of targets tracking, resource management based on Scheduling algorithm) are realized. An actual experiment that the simulation data provided by radar detecting model can supply for the study of data fusion was made, simultaneity modeling method has a certain actual instructing meaning at the aspect of sensor detecting model of data fusion. Key words: radar; modeling; simulation; data fusion 1 引言 现代战场上各种目标的出现，要求利用多种传感器组网来采集信息并加以融合，充分利用不同目标各个方向、不同频段的反射特性，最大限度地提取信息，满足战场需要。对于数据融合来说真实的战场目标和传感器探测数据，是检验其有效性的最好条件。然而这样的真实数据很少，而且成本也较高，在融合算法的前期研究和实验阶段，就需要我们较真实的模拟多中传感器的探测数据。雷达是战争中至关重要的侦察手段，本文以雷达为列，分析其数据处理流程，并进行仿真建模。 2 雷达探测仿真建模 雷达探测功能仿真是通过仿真目标回波、接收机噪声、干扰、杂波等信号的幅度信息来复现雷达的检测过程。一般采用基于Monte Carlo的方法来实现，其流程如下图所示：
测速抓拍系统 设 计 方 案 沈阳腾翔科技有限公司
一、概述 1.1前言 近年来，随着城市机动车数量的不断增长，在带来诸多便利的同时，也存在着一些问题。车辆违法行为层出不穷，交通事故频频发生，都给城市交通管理造成了一定的难度。在“向科技要警力、向科技要效率”的今天，充分利用高科技手段，开发和研制出可以纠正遏制交通违法行为，有效实现交通管理，提高交通运输效率的产品显的十分必要。目前国内外虽有类似产品先后被研发出并面世，但都或多或少存在着不足之处。产品大多采取标清摄像机加视频采集卡的方式实现对违法车辆的记录，虽然价格低廉，但稳定性欠缺，故障率较高，增加了维护成本和工作量。国外产品较为稳定，但功能相对比较单一，价格十分昂贵，不适宜全面推广，大多只应用在一些要求非常严格的高端智能测速抓拍领域。 针对上述情况，公司推出了新一代窄波高清一体化测速抓拍取证系统。它相对第一代测速仪有了很大的改进，像素200万、500万可选，采取触摸屏操作，操作简便明了。同时二代测速系统设计更加简单轻便，更加灵活，并且增加了一些智能调节功能。该系统紧密结合公安业务需求，综合吸收了国内外产品的优点，采用全嵌入式结构，系统稳定可靠、功能强大、安装方便，适宜全面推广。系统的设计还充分利用了公司在安防监控行业的技术优势，实现了安防监控与智能交通的完美结合，随着该系统的推出，将真正的解放警力，提高交警的工作效率，实现“科技强警”。 1.2设计依据 1.《中华人民共和国道路交通安全法》 2.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》 3.《公路交通安全实施设计技术规范》 (JTJ074-2003) 4.《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（ GA/T497-2009） 5.《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》（GA/T651-2006） 6.《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》（GA/T652-2006） 7.《公安交通指挥系统工程设计制图规范》（GA/T515-2004） 8.《安全防范工程技术规范》(GB50348—2004)
第四节路面雷达测试系统 一、概述 路面雷达测试系统，能在高速公路时速下，实时收集公路的雷达信息，然后将信息输入电脑程序内，在很短的时间里，电脑程序便会自动分析出公路或桥面内备层厚度、湿度、空隙位置、破损位置及程度。 目前，我国公路路面厚度测试常采用钻孔测量芯样厚度的方法，给路面造成损坏或留下后患。而路面雷达测试系统是一种非接触、非破损的路面厚度测试技术，检测速度高，精度也较高，检测费用低廉。因此，它不仅适用于沥青路面或水泥混凝土路面各层厚度及总厚度测试；路面下空洞探测；路面下相对高湿度区域检测；路面下的破损状况检测。还可以用于检测桥面混凝土剥落状况；检测桥内混凝土与钢筋脱离状况；测试桥面沥青覆盖层的厚度。 二、主要设备 1．路面探测雷达：包括1-4套雷达。 2．数据采集与处理系统：包括计算机、显示器、打印机、数据采集系统和距离量测仪。 3．Windows电脑操作软件：具有数据的采集、处理。回放及备份等功能。 4．交流电源转换器。 5．雷达检测车。 三、工作原理 雷达检测车以一定速度在路面上行驶，路面探测雷达发射电磁脉冲，并在短时间内穿过路面，脉冲反射波被无线接收机接收，数据采集系统记录返回时间和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同，因此电介质常数突变处，也就是两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速，则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。 四、使用技术要点 1．检测速度可达80km／h以上。 2．检测距离：以80km/h的速度对路面及桥面进行连续检测不少于4h（320km）。 3．最大探测深度大于60cm。 4．厚度数据精度一般为深度的2％-5％。 5．检测在计算机控制下进行，可实时地同时进行数据采集、存储及雷达波形显示。 6．数据经处理后，可显示路面彩色剖面图、三维路面厚度剖面图、雷达波形图、原始雷达波形瀑布图、桥面剥落或破损状况图，打印路面各层厚度表。 路面雷达测试系统检测路面厚度的试验方法尚未列入我国路面检测规程，其测试方法可参照路面雷达测试系统使用说明书。
雷达仿真系统的设计及测试分析 【摘要】随着社会科学技术的不断发展，仿真系统在科学领域越来越发挥出其自身的巨大优越性。雷达仿真系统也是在这种情况下应运而生，它是雷达技术与数字模拟技术相结合的产物，在实施方面有经济性、可重复性、无破坏性、安全性等优点。本文详细论述了雷达仿真系统设计中以及相应的测试分析，以期我国的雷达仿真技术得到更好发展。 【关键词】仿真；雷达；测试 1.引言 雷达仿真系统是现代社会科技高速发展的产物，在具体实施方面，它往往需要雷达技术与仿真技术相结合。在实际的仿真过程中，我们首先让计算机产生数字回波，为了我们方便调用回波数据，紧接着需要对回波生成模块，最后通过D/A转换成模拟视频回波，但这种直接转换过来的回波还不能被雷达接收，我们还需要将这些回波视频调制到高频，最后传递给雷达接收端口。雷达仿真系统可代替外场试验，达到雷达设备的调试和优化的目的，具有稳定性好和灵活性好两大优点。 2.雷达仿真系统 雷达仿真系统是用计算机来完成的，具体的仿真过程如图1所示。 2.1 雷达仿真系统的结构 在设计雷达系统的仿真结构时，我们要考虑多方面的因素，如经济性、准确度等，在诸多因素中，数据的传输速率、输出回波的实时性有着突出的影响，我们应当着重考虑。另外，在设计雷达仿真系统时，我们还要结合实际的技术经济条件，考虑雷达系统结构的复杂程度等。具体的雷达仿真系统结构如图2所示。 回波数据往往用数字生成的方法来获得，然后储存在相关的计算机上。在实际的试验过程中，计算机上的回波数据一般情况下是通过DMA调用方式将其输出到外部缓冲区，之后数据被传送到D/A（传送速率与仿真回波采样的速率一致），进而被D/A转换成为视频回波，接下来，我们对这些视频回波进行调制解调，将其转换为高频回波，以方便雷达设备接受。 在现代雷达仿真中，生成数字回波的方法有很多，我们要结合实际情况，选择最有效，最经济，最准确的方法。在实际的试验中，往往采用无线电技术来生成数字回波，同时，也要考虑不同雷达的运行环境等相关的实际因素。但是由于雷达仿真系统拥有相当强大的扩展性和通用性，使得在实际的操作中，面对不同的雷达环境，我们也无需改变其硬件设施，只需从软件上改变模型参数即可生成相应的回波数据即可。
设计报告一 十种随机数的产生 一 概述. 概论论是在已知随机变量的情况下，研究随机变量的统计特性及其参量，而随机变量的仿真正好与此相反，是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。 下面对雷达中常用的模型进行建模： ● 均匀分布 ● 高斯分布 ● 指数分布 ● 广义指数分布 ● 瑞利分布 ● 广义瑞利分布 ● Swerling 分布 ● t 分布 ● 对数一正态分布 ● 韦布尔分布 二 随机分布模型的产生思想及建立. 产生随机数最常用的是在(0,1)区间内均匀分布的随机数，其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。 2.1 均匀分布 1>（0，1）区间的均匀分布： 用混合同余法产生 (0,1)之间均匀分布的随机数，伪随机数通常是利用递推公式产生的，所用的混和同余法的递推公式为: 1 n x =n x +C （Mod m ）
其中，C是非负整数。通过适当选取参数C可以改善随机数的统计性质。一般取作小于M的任意奇数正整数，最好使其与模M互素。其他参数的选择 (1) 的选取与计算机的字长有关。 (2) x(1)一般取为奇数。 用Matlab来实现，编程语言用Matlab语言，可以用 hist 函数画出产生随机数的直方图（即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数），直观地看出产生随机数的有效程度。其产生程序如下： c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x) 运行结果如下： 均值 = 0.4948 方差 = 0.0840 2> （a,b）区间的均匀分布： 利用已产生的（0，1）均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生（a,b）
?雷达信号的模拟 大功率信号，低相噪信号 宽带信号， 相参信号 ?雷达信号的分析 ?矢量分析 ?脉冲参数分析 ?脉冲相噪测试 ?脉冲器件寄生相噪测试 ?数字相控阵系统测试 ?模块级（T/R组件）测试 ? Agilent Technologies, Inc. 2009 2
对目标方位的确定多卜勒频移效应 f d= 2 * v r/ λc 对目标速度的确定 相控阵雷达 ?功率合成,实现大的功率孔径乘积 ?系统效率高，可获得很高的发射信号功率 ?简化复杂的馈线系统设计，改善了发射天线的体积和重量 ?通过电扫描完成波束扫描，波束扫描速度快 ?波束的成形控制 ?系统的多功能，实现频谱共享阵面和综合化电子系统 ?提高电子对抗能力 ?稳定性提高，T/R组件5%损坏时，系统仍能工作。
全数字式相控阵雷达 ?数字T/R模块：包含微波电路，数字电路，时钟电路和光电路的复杂系统?数字波束合成 ?大容量高速数据传输技术 ?高性能信号处理机 ?雷达信号的模拟 ?雷达信号的分析 ?模块级（T/R组件）测试 ? Agilent Technologies, Inc. 2009 6
替换 信号类型测试应用技术要求 正弦波信号替代系统本振，ADC等电路性能测试功率，频率精度，相位噪声 调制信号测试接收机或关键部件性能功率，频率精度，调制带宽，调制能力，调制精度失真信号测试接收机或关键处理器性能信号带宽，失真处理能力，信号幅度精度 基带信号测试模拟或数字基带电路性能模拟IQ，数字IQ 信号输出能力。数字接口形式，速率 备注 具有一定相关性的两路信号同时发射。两路信号的 双路信号具有定相关性的两路信号同时发射。两路信号的 PRI和载波频率可以相同也可不同。 用户反侦察积抗干扰信号 脉冲压缩信号具备很大的时宽带宽积。包含线性调频，非线性调频 信号，二相编码信号，多相编码信号和频率编码信号。用于预警雷达和高分辨力雷达
自动测试系统的原理、应用与发展 北京航空航天大学自动化学院测控系李行善于劲松 摘要自动测试系统（ATS）广泛应用于各类产品（器件、部件、电路板、设备或系统）从设计、生产到使用维护的各个阶段，对提高产品性能及生产率，降低生产成本及整个生命周期成本，起着重要作用。对于飞机、导弹、舰船或武器系统，自动测试系统更是这些它们的综合保障设备的重要组成部分，对保障各类设备或武器系统的机动性和提高战斗力有重要意义。本文介绍自动测试系统的工作原理及发展概况，自动测试设备(ATE)的类型及测试程序集(TPS)开发的主要内容，并对一些有代表性的通用自动测试系统进行了评述。希望本文对国内从事这方面的研究工作的读者有所帮助。 1 自动测试系统（ATS）的发展概况 1.1 自动测试系统的概念与组成 一般意义的自动测试系统是对那些能自动完成激励、测量、数据处理并显示或输出测试结果的一类系统的统称。通常这类系统是在标准的测控系统总线或仪器总线（CAMAC、GPIB、VXI、PXI等）的基础上组建而成的，并且具有高速度、高精度、多功能、多参数和宽测量范围等众多特点。工程上的自动测试系统（Automatic Test System，缩写为ATS）往往针对一定的应用领域和被测对象，并且常以应用对象命名，如飞机自动测试系统，发动机自动测试系统，雷达自动测试系统，印制电路板自动测试系统等，也可以按照应用场合来划分，例如可分为生产过程用自动测试系统，场站维护用自动测试系统等。 自动测试系统（ATS）由自动测试设备（Automatic Test Equipment，ATE），测试程序集（Test Program Set，TPS）和TPS软件开发工具所组成，如图1 所示。 图1 自动测试系统的组成
雷达测试系统发展探析 发表时间：2018-05-18T10:37:03.017Z 来源：《防护工程》2018年第1期作者：袁家宝[导读] 雷达是通过利用无线电寻找目标，并对目标在空间中的位置进行检测，因此，雷达又被称为“无线电定位技术”。中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市 230031 摘要：雷达是现代化科学技术发展下的新兴产物，通过利用雷达技术构建雷达检测系统，可将其运动到多种发展行业，推动现代化科学技术的进程，提高雷达技术的稳定性、可靠性。 关键词：雷达测试系统；发展与应用；探究策略 雷达是通过利用无线电寻找目标，并对目标在空间中的位置进行检测，因此，雷达又被称为“无线电定位技术”。本文将针对雷达测试系统的特点与测试系统组成进行分析，了解雷达测试系统的发展与应用。 一、雷达测试系统的产生与发展 雷达起源于英国与德国的交战时期，因英国需要一种技术对德国飞机进行搜集，实现反空袭作战。因此，二战期间所产生的雷达技术具有空空火控、空地轰炸、地空搜索、敌我识别等功能。二战结束后，雷达技术得到新的发展，通过大量研究学者对雷达技术不断研究，逐步性形成单脉冲角度跟踪雷达体制、脉冲多普勒信号处理雷达体制、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率雷达体制、结合敌我识别的组合系统雷达体制、结合计算机的自动火控系统雷达体制、地形回避和地形跟随雷达体制、无源或有源的相位阵列雷达体制、频率捷变雷达体制、多目标探测与跟踪雷达体制等。随着微电子等科学技术的不断发展，对雷达技术产生一定的影响，不但扩大了雷达技术研究领域，还增加了雷达技术的各项功能。如今雷达探测技术已经从传统单一的探测器技术，演变出多种探测技术，例如红外光探测技术、紫外光探测技术、激光探测技术以及其他种类的光学探测技术。 二、雷达测试系统的组成与作用 雷达测试系统的类型有很多，其基本原理大致相同，基本组成结构大体一致，主要由发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分、显示器组成，并运用电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助性设备。例如单基地脉冲雷达测试系统，其基础结构如图1所示，主要由发射机、发射天线、信号处理机、终端设备等构成。当雷达测试系统中的发射机工作时会产生辐射所需的脉冲功率，因此，由发射机所产生的脉冲功率强度符合实际测试需求，是一种重复周期为“Tr”、波形脉冲宽度为“τ”的高频脉冲串。在雷达测试系统中所运用到的发射机主要有两种形式，一种是直接振荡式发射机，另一种是功率放大式发射机。其中，“直接振荡式发射机”是通过控制脉冲调制器使发射机所产生的高频脉冲功率能够直接被馈送到天线中，例如磁控管振荡器；“功率放大式发射机”是将具有较高稳定性的频率源作为频率基准，例如频率综合器，并将低功率电平上所产生的高频脉冲串波形作为激励信号，通过发射机对脉冲功率，将功率馈给天线，例如主振放大式发射机。因此，功率放大式发射机的频率稳定度相对较高，每次辐射相参，为回波信号作相参处理工作提供可靠信息，与此同时功率放大时发电机还能够产生多种具有复杂性的脉压波形，以此满足雷达测试系统的各种需求。从发射机输出的功率能够直接馈送给天线，然后由天线向空间进行辐射。 图1 单基地脉冲雷达测试系统基础结构示意图 三、雷达测试系统的应用特点 雷达性能参数测量工作被融入到雷达装备各个运行阶段，例如技术等级鉴定、雷达验收、维护检修等工作中，实现全寿命周期检测，因此雷达性能参数测量工作是一项基础性技术工作，是判断雷达技战术性能指标是否满足质量要求与技术指标的重要手段。因此，雷达性能参数测量的应用能够保证雷达装备设计具有较高的合理性与科学性，有效降低生产调试成本，提高雷达装备在使用过程中的可信度，使雷达装备能够在整个工作过程有一个良好的工作状态，最大程度上发挥雷达装备的战斗力，提高雷达装备的应用价值。 通过对雷达测试系统进行研究，能够对雷达装备战术性能进行正确评估，了解雷达装备的技术状态，为雷达部队指挥员的作战使用、监控空中目标、搜索目标提供可靠的理论依据，同时能够对雷达装备故障进行系统定位，提升雷达装备质量，延长设备使用寿命。因此，对雷达测试系统工作是雷达装备研制人员、验收人员、使用人员、维修人员的必备工作。
2011 年春季学期研究生课程考核 考核科目：雷达系统仿真（实验一）学生所在院（系）：电子与信息工程学院 学生所在学科：信息与通信工程 学生姓名：吴上上 学号：10S005123 学生类别：强军计划 考核结果阅卷人
点迹航迹管理仿真实验 一、实验目的 1. 实践仿真实验过程； 模拟数据 MC 仿真实现 结果分析 2. 理解MC 仿真思想； 3. 掌握仿真实验分析方法。 二、仿真实验模型 1、蒙特卡洛仿真方法 Monte Carlo 仿真方法是通过大量的计算机模拟来检验系统的动态特性并归纳出统计结果的一种随机分析方法。用数学方法模拟真实物力环境，并验证系统的可靠性与可行性。 主要包括随机数的产生、Monte Carlo 仿真设计以及结果解释等。 Monte Carlo 仿真设计的基本原则是，在比较两种方法的性能时，应尽可能的保证相同的实验条件，即保证相同的仿真序列和相同的随机量测误差。 另外还应保证试验的可重复性，以使感兴趣或异常的结果能够被详细检查出来而不需要重复整个仿真试验。可通过将仿真数据及结果打印或写盘来实现。 2、运动模型 在二维平面内当目标在空中作匀速运动时，通常包括匀速直线运动和匀速转向运动或两者交替，设采样间隔为T ，目标检测概率1D P =，且无虚警存在，在直角坐标系下作匀速运动的目标离散运动模型和观测模型 (假定在采样时刻k )为： ()()()1k k GV k +=+X ΦX （1） ()()()()k H k k W k =+Z X （2） （1）匀速直线运动模型 当目标作匀速直线运动时，有： ()() () ()()()()22100/2001000,0010/200010T x y x k x k y k y k T T T G T T T u k V k u k =???? ???? ???? ????==???????? ?????? =?? ?? X Φ （3） 其中()x u k 和()y u k 分别为相互独立的零均值方差为2 x u σ和2 y u σ的高斯白噪声。 ()()()v 1000,v 0010x y k H W k k ???? ==???????? （4）
雷达故障自动检测系统 李更祥 （中国航天科工集团公司二院23所，北京 100854） 摘要：本文介绍了雷达故障自动检测系统设计。对雷达故障自动检测系统提出了总体设计任务和目标、构成、功能、性能、技术指标。对雷达自动检测系统硬件设计、软件需求分析、软件概要设计、详细设计的具体内容做了较详细的设计说明和要求。 关键词：雷达；计算机；自动检测；故障 1 引言 随着武器装备的现代化、电子产品的高科技化和复杂化，计算机硬件、软件及信息综合处理的快速化，这些特点在现代雷达技术中的应用非常突出，现代战争实际上就是高科技综合技术的对抗战，谁拥有快速反应、能持续保持战斗力的武器装备，谁就占有取得战争胜利的主动权。雷达综合保障体系的一切工作是为了提高雷达平均无故障工作时间。雷达故障自动检测系统是为了对雷达快速、准确、隔离故障到可更换单元（LRU），以便快速维修，达到降低雷达修复时间的目的，先进的军用雷达都具备完善的故障自动检测系统，该系统对提高雷达的总体性能、可靠性、可使用性、可维修性具有极其重要作用。 2 总体要求 雷达故障自动检测系统是采用现代计算机软件、硬件技术，现代电子测量和控制技术、测量仪器与仪器总线以及信息综合处理等技术，通过系统硬件的组成和软件的集成构成一个雷达故障自动检测系统，通过该系统对雷达信号的测量与采集，实现对雷达一系列电气参数的自动测量、分析、处理，快速、准确、完成故障隔离到LRU等功能。2.1 技术指标 系统自动测试内容的主要技术指标应包括对雷达电气参数的测量精度，对雷达系统、组合、可更换单元的故障检测率、隔离率、隔离深度、虚警率以及检测时间等。 主要技术指标如下： a.测试时间：实时测试时间服从雷达测试周期的时间调度要求，战前功能测试时间应小于３min，維修或维护测试时间应小于5min； b.虚警率: 对系统、组合、可更换单元的总虚警率应小于3%；系统应具有分析是雷达故障还是检测设备发生故障的能力； c.故障检测率：按设计要求，测试系统对分雷达系统机柜、组合级的故障检测率应达到100%，对各组合级可更换单元的故障检测率应达到95%以上； d.故障隔离深度：故障隔离深度为雷达系统的可更换单元；
测速雷达原理 雷达原理简介 首先，大家必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是当前用来检测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR ，是Radio Detection And Ranging 的缩写。所有利用雷达波来检测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于「多普勒效应」，其应该也是一般常见的多普勒雷达(Doppler Radar)，此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现象，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名。 多普勒的理论基础为时间。波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的。当无线电波在行进的过程中，碰到物体时，该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。若无线电波所碰到的物体是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的率频会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时，则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小。下图为多普勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图标： CS R-28测速雷达所应用的原理，就是可以检测到发射出去的无线电波，与遇到运动物体反弹回来的无线电波其间的频率变化及I 通道和Q 通道的相位变化。由频率的变化，依特定的比例关系，而计算出该波所碰撞到物体的速度。由I 通道和Q 通道之间的相位关系，计算判断运动物体是朝着无线电波的方向前进或朝其反方向前进。 根据多普勒原理，由于雷达发射和接受共用一个天线，且运动目标的运动方向与天线法线方向相一致，运动目标的多普勒频率fd 符合下列关系式。 (1) f d = 2V r f t C
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案 一、系统概述 根据监控需求： 岸基对海3~10公里围主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ?为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ?通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自主知识产权，具备二次技术深化开发的海兰信数据科技股份（2001年成立，2010年国创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智能化与海洋防务/信息化的国唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系统在国外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国海事、海监、海警、渔政公务执法及救捞业务需
求特点等。同时，该系统近期成功中标国近年来相关领域多套（20套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应用的市场广泛接受度。 3. 项目建成后的主要特点 ?全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息融合的能力，确保对探测围雷达信息源、光电、AIS、GPS等设备信号源进行有机的融合和整合。 ?系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记录、方便随时调用回放。 ?系统技术水平国领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地探测与持续跟踪能力。 ?该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ?维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络，可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ?可靠性高，充分适应不同的海洋环境。 二、系统设备清单