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雷达系统分析大作作 者： 雪娣 学号：04104207271. 最大不模糊距离：,max1252u rC R km f == 距离分辨率：1502mcR m B ∆== 2. 天线有效面积：220.07164e G A m λπ==半功率波束宽度：3 6.4o dbθ==3. 模糊函数的一般表示式为()()()22*2;⎰∞∞-+=dt e t s t s f d f j d πττχ 对于线性调频信号 ()21Re j t p t s t ct e T πμ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭则有：()()221;Re Re p j t T j t d ppp t t f ct ct e e dt T T T πμπμτχτ∞+-∞⎛⎫⎛⎫+=⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰ ()()()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()()220;,;0τχχd f()()sin 0;d p d d pf T f f T πχπ=()sin 1;011p 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:通过比较得知，加窗后的主副瓣比变大，副瓣降低到40db 以下，但主瓣的宽度却增加了，约为未加窗时的1.5倍，主瓣也有一定的损失。
5.由雷达方程221340(4)tPG Te SNR KT LFR λσπ=计算可得1196.5540log SNR R =- db作图输出结果如下，程序代码见附录1的T_5.m在R=70km 时,计算得单个脉冲的SNR 1=2.7497 db,要达到要求的检测性能则需要12.5dB 的最小检测输入信噪比，而M 个相参脉冲积累可以将信噪比提高M 倍， 故 10)1(SNR D M ==9.4413 因此要达到要求就需要10个以上的相参脉冲进行积累。
电子科技大学雷达信号产生与处理实验课程设计课程名称:雷达信号产生与处理的设计与验证指导老师：姒强小组成员：学院：信息与通信工程学院一、实验项目名称：雷达信号产生与处理的设计与验证课程设计二、实验目的：1.熟悉QuartusII的开发、调试、测试2.LFM中频信号产生与接收的实现3.LFM脉冲压缩处理的实现三、实验内容：1.输出一路中频LFM信号：T=24us，B=5MHz，f0=30MHz2.构造中频数字接收机（DDC）对上述信号接收3.输出接收机的基带LFM信号，采样率7.5MHz4.输出脉冲压缩结果四、实验要求：1.波形产生DAC时钟自行确定2.接收机ADC采样时钟自行确定3.波形产生方案及相应参数自行确定4.接收机方案及相应参数自行确定五、实验环境、工具：MATLAB软件、QuartusII软件、软件仿真、计算机六、实验原理：方案总框图：（1）matlab产生LFM信号LFM信号要求为T=24us，B=5MHz，f0 =30MHz。
选择采样率为45MHz。
产生LFM的matlab代码如下：MHz=1e+6;us=1e-6;%-------------------------波形参数-----------------------------fs=45*MHz;f0=30*MHz;B=5*MHz;T=24*us;Tb=72*us;SupN=fs/7.5/MHz;%-------------------------波形计算-----------------------------K=B/T;Ts=1/fs;tsam=0:Ts:T;LFM=sin((2*pi*(f0-B/2)*tsam+pi*K*tsam .^2));LFM=[zeros(1,Tb/Ts) LFM zeros(1,Tb/Ts)];N=length(LFM);Fig=figure;x_axis=(1:N)*Ts/us;plot(x_axis,real(LFM),'r');title('LFM原始波形');xlabel('时间(us)'); ylabel('归一化幅度');zoom xon; grid on;axis([min(x_axis) max(x_axis) -1.1 1.1]);编写matlab程序将中频LFM信号画出来图6-1 LFM信号原始波形通过matlab将LFM原始波形量化成12位的数据，并生成保存为后缀.MIF的文件。
雷达信号处理课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握雷达信号处理的基本原理和方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够了解雷达信号处理的基本概念、原理和方法，掌握线性信号处理、非线性信号处理、滤波器设计等核心知识。
2.技能目标：学生能够运用MATLAB等工具进行雷达信号处理的基本运算和分析，具备一定的实践能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识雷达信号处理在国防、通信等领域的应用价值，培养对雷达信号处理的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.雷达信号处理基本概念：雷达系统、信号与系统、信号处理的基本任务。
2.线性信号处理：傅里叶变换、离散傅里叶变换、滤波器设计、信号检测。
3.非线性信号处理：非线性系统的特性、非线性信号处理方法、非线性滤波器设计。
4.雷达信号处理应用：雷达侦察、雷达跟踪、雷达成像等。
三、教学方法为了实现教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解雷达信号处理的基本概念、原理和方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解雷达信号处理在实际应用中的作用。
4.实验法：通过MATLAB等工具进行实验，培养学生动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《雷达信号处理教程》等。
2.参考书：《雷达信号处理技术》等。
3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等。
4.实验设备：计算机、MATLAB软件、信号发生器等。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，各部分所占比例分别为40%、30%和30%。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过课堂提问、小组讨论等环节，评估学生的参与程度和思考能力。
2.作业：布置适量作业，评估学生的知识掌握和应用能力。
3.考试：期末进行闭卷考试，评估学生对课程知识的全面掌握。
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 ...............................................2.3 回波积累模块 ...............................................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()()cos(2())IF f t A t f t t πϕ=+ (3.2)式(3.2)中， f 0 为载波频率。
令:00()()cos 2()sin 2IF f t I t f t Q t f t ππ=- (3.3)则00()()cos 2()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 =exp(?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:11000{()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。
雷达系统设计与模拟雷达系统是一种利用电磁波来侦测物体并获得其位置、速度、大小和形状等信息的技术。
它在国防、交通、气象、地质勘探等领域有着广泛的应用。
为了更好地发挥雷达系统的作用，需要对其进行设计和模拟。
一、设计雷达系统的基本原理和步骤设计雷达系统需要首先了解其基本原理，即雷达利用电磁波与物体相互作用后，记录反射回波的时间、频率、强度等信息，从而获得物体的位置和速度等参数。
在此基础上，雷达系统的设计步骤如下：1.确定应用领域和任务需求：不同的领域和任务对雷达的性能和参数有不同的需求。
比如，军用雷达需要具有抗干扰能力和隐身侦测能力；民用雷达需要具有高精度和高灵敏度等特点。
2.确定设计参数：根据任务需求，确定雷达系统的频率、功率、天线、接收机等参数。
3.进行模拟仿真：利用仿真软件建立雷达系统模型，模拟雷达信号的传播和物体的反射。
通过仿真分析，优化雷达系统的性能和参数。
4.设计实验验证：对设计完成的雷达系统进行实验验证，验证其性能和参数是否符合预期。
二、雷达系统模拟的方法和技术雷达系统的模拟是指通过计算机软件模拟雷达信号的传播和反射等过程，从而预测雷达的性能和参数，并对其进行优化。
常用的雷达系统模拟方法和技术包括：1.有限差分时间域（FDTD）方法：FDTD方法是一种数值求解电磁场方程的方法，可以用于模拟雷达信号的传播和反射等过程。
它具有计算精度高、能耗低等优点。
2.物理光学（PO）方法：PO方法是一种基于物理光学理论的模拟方法，将电磁波视为光线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。
它具有计算速度快、适用于大尺寸目标等优点。
3.射线追踪（RT）方法：RT方法是一种基于几何光学理论的模拟方法，将电磁波视为射线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。
它具有计算快速、适用于多目标同时反射等优点。
三、雷达信号处理的方法和技术除了设计和模拟雷达系统外，还需要对雷达信号进行处理，以获得目标的位置、速度、大小和形状等信息。
课程内容绪论1 1 绪论1.1 研究雷达信号的目的意义1.2 雷达信号的复数表示1.3 雷达信号的相关特性最佳线性滤波器2 2 最佳线性滤波器雷达测量精度和分辨力3 3 雷达测量精度和分辨力3.1 “点目标”回波的数学模型3.2 雷达测距精度3.3 雷达测速精度3.4 信号的非线性相位特性对测量精度的影响 3.5 雷达不定原理3.6 距离分辨力3.7 速度分辨力模糊函数4 4 模糊函数4.1 模糊函数的推导4.2 模糊函数与分辨力的关系4.3 模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系4.4 模糊函数的主要性质4.5 模糊图的切割4.6 模糊函数与精度的关系4.7 利用模糊函数对典型脉冲雷达信号进行分析调频脉冲信号5 5 调频脉冲信号5.1 线性调频脉冲信号的产生5.2 线性调频脉冲信号的频谱5.3 线性调频脉冲信号的波形参量5.4 线性调频脉冲信号的模糊函数 5.5 线性调频脉冲信号的性能5.6 线性调频脉冲信号的处理方法 5.7 线性调频脉冲信号的加权处理相位编码脉冲信号6 6 相位编码脉冲信号6.1 二相编码信号6.2 二元伪随机序列6.3 巴克（Barker）序列6.4 巴克码的处理6.5 巴克码旁瓣的抑制6.6 增加巴克码长度的方法6.7 相位编码信号多普勒敏感问题 6.8 多相编码信号简介相干脉冲串信号7 7 相干脉冲串信号7.1 相干脉冲串信号7.2 均匀脉冲串信号的频谱7.3 均匀脉冲串信号的模糊函数7.4 均匀脉冲串信号的处理7.5 均匀脉冲串信号的性能7.6 其它脉冲串信号介绍参考书：1、贾鸿志，《雷达信号分析》，南理工2、林茂庸，《雷达信号理论》，国防科技出版社3、N. LEVANON, E. MOZESON, RADAR SIGNALS,A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION4、W.S. BURDIC, RADAR SIGNAL ANALYSIS绪论1 绪论11.1研究雷达信号的目的意义一、雷达所面临的问题�电子干扰(干扰机,欺骗式)�低空突防(巡航导弹)�ARM(百舌鸟反辐射导弹)�隐身(F117A隐身攻击机)二、雷达发射的信号与通信不同，信息在回波中，与发射信号形式有关。
雷达信号处理仿真【摘要】文章针对现代雷达信号处理的主要方式，建立了雷达信号处理仿真的数学模型，其中包括正交双通道处理、动目标检显示、动目标检测以及恒虚警处理等。
根据数学模型，用Matlab软件对雷达信号处理系统进行了仿真，得到了雷达系统中各个处理点上的具体信号形式，并用图形用户界面（GUI）来动态显示雷达信号处理过程，使仿真结果表现得更直观。
【关键词】雷达信号处理；正交双通道处理；动目标显示；动目标检测；恒虚警检测1引言的目的是消除所有不需要的信号及干扰，提取或加强由目雷达信号处理[12]标所产生的回波信号，在处理过程中要用到一些信号处理的关键技术，如数字正交双通道处理、脉冲压缩技术、固定目标对消技术、动目标显示技术、动目标检测技术[3]、恒虚警处理[4]和脉冲积累等。
由于现代雷达信号处理过程日益变得复杂，难以用简单直观的分析法进行处理，往往需要借助计算机来完成对系统的各项功能和性能的仿真。
利用计算机来进行雷达系统的仿真[5]具有方便、灵活以及经济的特点。
而MATLAB提供了强大的仿真平台，可以为大多数雷达系统的仿真提供方便快捷的运算。
2雷达信号处理基础2.1数字正交双通道处理在全相参雷达中，可以用正交双通道处理来获得中频信号的基带信号（零中频信号）()x t，有时也称()x t为中频信号的复包络。
正交双通道处理的框图如图s t为中频回波信号。
1所示，其中()r图1正交双通道处理框图其中中频回波信号为：0()()cos[2()]r d s t a t f f t π=+(1)上式中，0f 为中频频率，d f 表示多普勒频率，其值可能是正值或负值，也可能为零。
0000()()cos(2)()cos[2()]cos(2)11()cos(2)()cos[2(2)]22I r d d d s t s t f t a t f f t f t a t f t a t f f t πππππ==+ =++ (2)0000()()cos(2)()cos[2()]sin(2)211()sin(2)()sin[2(2)]22Q r d d d s t s t f t a t f f t f t a t f t a t f f t ππππππ=+=-+ =-+(3)图1中的低通滤波器将滤去02f 的分量，这样就可以得到正交双通道信号。
适合雷达初学者：线性调频脉冲雷达仿真实验教程（含MATLAB代码和教程）今天给大家分享的是一个脉冲雷达MATLAB仿真小实验，这个实验是调皮哥刚进研究生时学习的入门教程，比较简单，特别适合于初学者。
同时这个也是研究生一年级里面的实验课程，不过现在这个课程已经更新了，更新之后的内容就是调皮哥之前说的采用TI毫米波雷达那个，是由调皮哥亲自帮助导师设计的，现在那个课程已经上了两年多了，今年又更新了一些内容。
虽然这个脉冲雷达MATLAB仿真小实验经过了十多年的时间现在已经退出了历史的舞台，但是其内容依旧适合大家学习。
就在之前，有读者向我咨询有没有相关的内容，于是我就准备今天给大家分享，，希望早一些帮助到大家，文末提供了下载方式。
这个小实验内容不多，两个程序，一份报告，报告是调皮哥自己的课程作业。
MATLAB程序主要完成16个调频脉冲信号的产生、脉冲压缩、MTI、MTD、CFAR等信号处理算法，共计200多行。
报告的内容就是对实验内容的解析和分析，大家可以参照理解和学习，因此我就不再对代码进行一一解释了，代码中也有一些注释，相信大家花点功夫应该能够看得懂的。
具体内容大家可以详细见教程，这里就不再进行过多的论述。
后续还有几个小问题，可以分享给大家：（1）线性调频信号的特点。
为什么选用线性调频信号？答：线性调频信号的频率随时间呈线性变化，选用线性调频信号可以增大发射信号的带宽，提高平均发射功率，同时又有较高的距离分辨率。
（2）为什么要做脉冲压缩答：为了获得大的作用距离和具有很高的距离分辨率。
（3）时域脉压和频域脉压分别怎么做？答：通过对发射信号进行序列反转、取共轭操作即可得到脉冲压缩系数。
时域脉冲压缩处理是对回波信号与脉冲压缩系数进行卷积。
频域是先对回波信号和脉压系数做FFT，点乘之后在做IFFT（逆快速傅里叶变换）。
（4）PC（脉冲压缩）结束后三个目标高度为什么不一样，呈什么变化，为什么？答：第一个脉冲有部分处于闭锁期，因此幅度较小。
雷达回波信号模拟与仿真雷达回波信号模拟与仿真雷达回波信号模拟与仿真是雷达技术发展中非常重要的一部分，它在雷达系统的设计、性能评估和算法验证中发挥着关键作用。
本文将介绍雷达回波信号模拟与仿真的基本概念、方法和应用。
一、雷达回波信号模拟与仿真的基本概念雷达回波信号模拟与仿真是指通过计算机模拟和仿真技术，生成具有真实性、可控性和可重现性的雷达回波信号。
它以真实场景为依据，通过仿真模型和算法，模拟目标物体对雷达的散射特性和回波信号，以实现对雷达系统的功能验证、性能评估和算法研究。
在雷达回波信号模拟与仿真中，需要考虑的主要因素包括目标物体的散射特性、雷达系统的工作模式和参数、雷达的辐射特性以及信号处理算法等。
通过合理的模型和算法，对这些因素进行综合分析和计算，便可生成具有相应特征的雷达回波信号。
二、雷达回波信号模拟与仿真的方法雷达回波信号模拟与仿真方法主要包括数值计算和物理模型两种。
数值计算方法是基于数学和物理公式，通过模拟目标物体的散射过程，计算出目标物体对雷达的回波信号。
这种方法常用的数值计算技术有有限差分法、有限元法、边界元法等。
数值计算方法的优点是计算结果准确，但计算量较大，对计算机资源要求较高。
物理模型方法是基于实际物理模型的建立，通过实验或测量得到目标物体的散射特性，再根据雷达系统的参数和辐射特性进行模拟和计算。
这种方法的优点是简单直观，但模型的准确性对结果产生很大影响。
三、雷达回波信号模拟与仿真的应用雷达回波信号模拟与仿真广泛应用于雷达系统的设计、性能评估和算法验证等方面。
在雷达系统的设计中，回波信号模拟与仿真可用于评估不同参数设置对系统性能的影响，以指导设计优化。
通过模拟和比较不同系统参数下的回波信号，可以选择最优配置，提高系统性能。
在雷达系统的性能评估中，回波信号模拟与仿真可用于模拟不同目标物体对雷达的散射特性，评估系统对不同目标的检测能力和跟踪性能。
通过改变目标物体的尺寸、形状、材料等参数，模拟不同场景下的回波信号，并与实际测量数据进行比对，从而评估系统的性能和误差。
军用雷达系统的指导算法设计与性能评估指导算法在军用雷达系统中发挥着至关重要的作用，它们能够提供精确的目标定位和跟踪，并对敌方目标进行分类和识别。
本文将探讨军用雷达系统的指导算法设计与性能评估，以满足军事应用的需求。
一、军用雷达指导算法设计1. 信号处理：军用雷达系统需要在复杂的电磁环境中工作，因此指导算法需要具备强大的抗干扰能力。
在信号处理阶段，可以采用滤波、调制解调、降噪等技术，以提高雷达系统的性能。
2. 目标检测与跟踪：雷达系统需要实时准确地检测和跟踪各类目标。
在目标检测方面，可以采用常规的目标检测算法，如基于卡尔曼滤波的目标预测算法、多普勒测速算法等。
在目标跟踪方面，可以采用多目标跟踪算法，如最小二乘法、粒子滤波算法等，以提高目标跟踪的精度和可靠性。
3. 目标识别与分类：在当前复杂多变的军事环境下，精确识别和分类目标变得尤为重要。
指导算法可以采用基于机器学习的目标识别与分类方法，例如卷积神经网络（CNN）等，以提高目标识别和分类的准确性和效率。
二、军用雷达性能评估1. 精度评估：军用雷达系统的性能评估中，精度是一个重要指标。
通过与真实目标的位置、速度进行比较，可以计算出雷达系统的定位误差和速度误差。
定位误差和速度误差越小，说明雷达系统的精度越高。
2. 探测性能评估：军用雷达系统需要具备强大的目标探测能力，对于不同的目标类型和目标信号特点，需要评估雷达系统的探测概率和虚警概率。
探测概率越高，说明雷达系统对目标的探测能力越强；虚警概率越低，说明雷达系统对噪声的抑制能力越强。
3. 跟踪性能评估：军用雷达系统需要能够准确地跟踪目标的位置和速度信息。
评估雷达系统的跟踪性能时，可以考虑跟踪误差和跟踪稳定性。
跟踪误差越小，说明雷达系统的跟踪精度越高；跟踪稳定性越好，说明雷达系统对目标跟踪的稳定性和鲁棒性越强。
4. 抗干扰性能评估：军用雷达系统需要在复杂的电磁环境中工作，评估雷达系统的抗干扰性能非常重要。
