第2讲雷达数据处理仿真实现与实验
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雷达技术实验报告雷达技术实验报告专业班级: 姓名:学号:一、实验内容及步骤1.产生仿真发射信号:雷达发射调频脉冲信号,IQ两路;2.观察信号的波形,及在时域和频域的包络、相位;3.产生回波数据:设目标距离为R=0、5000m;4.建立匹配滤波器,对回波进行匹配滤波;5.分析滤波之后的结果。
二、实验环境matlab三、实验参数脉冲宽度 T=10e-6; 信号带宽 B=30e6;调频率γ=B/T; 采样频率 Fs=2*B; 采样周期 Ts=1/Fs; 采样点数 N=T/Ts;匹配滤波器h(t)=S t*(-t)时域卷积conv ,频域相乘fft, t=linspace(T1,T2,N);四、实验原理1、匹配滤波器原理:在输入为确知加白噪声的情况下,所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器,设一线性滤波器的输入信号为)x:(ttx+=t sn)()()(t其中:)(t s为确知信号,)(tn为均值为零的平稳白噪声,其功率谱密度为No。
2/设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ,其频率响应为)(ωH ,其输出响应:)()()(t n t s t y o o += 输入信号能量:∞<=⎰∞∞-dt t s s E )()(2输入、输出信号频谱函数:dt e t s S t j ⎰∞∞--=ωω)()()()()(ωωωS H S o =ωωωπωωd e S H t s tj o ⎰∞-=)()(21)(输出噪声的平均功率:ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ⎰⎰∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22)()()(21)()(2122ωωωπωωπωωd P H d eS H SNR n t j o o⎰⎰∞∞-∞∞-=利用Schwarz 不等式得:ωωωπd P S SNR n o ⎰∞∞-≤)()(212上式取等号时,滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件:otj n e P S H ωωωαω-=)()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时,MF 的系统函数为: ,)()(*o t j e kS H ωωω-=oN k α2=k 为常数1,)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭,)()(*ωω-=S S ,也是滤波器的传输函数 )(ωH 。
雷达仿真平台数据处理和监控子系统的设计与实现雷达仿真平台数据处理和监控子系统的设计与实现一、引言雷达技术作为现代军事和民用领域中不可或缺的重要组成部分,具有广泛的应用价值。
然而,基于实际雷达的开发和测试会面临高昂的成本和风险。
因此,通过仿真平台对雷达系统进行仿真测试,可以有效地降低开发和测试成本,并提高系统的可靠性和性能。
本文将介绍雷达仿真平台数据处理和监控子系统的设计与实现。
二、系统概述雷达仿真平台数据处理和监控子系统主要负责对仿真平台产生的雷达信号进行处理和分析,同时通过监控系统对仿真平台进行实时监控,确保平台的运行状态和性能。
三、数据处理模块设计与实现数据处理模块主要包括信号采集、预处理、目标检测和参数估计等环节。
1. 信号采集仿真平台通过发射天线模拟真实雷达系统发出的射频信号,该信号经过目标与干扰物的回波后,通过接收天线接收回到仿真平台。
信号采集模块负责对回波信号进行采集并传输给后续处理模块。
2. 信号预处理由于接收到的回波信号中可能含有噪声和杂波等干扰,需要对信号进行预处理,以便更好地分析和处理后续的信号。
预处理模块可以通过滤波和增益调整等技术,提高信号质量。
3. 目标检测对预处理后的信号进行目标检测是雷达系统的核心功能之一。
目标检测模块通过比较信号的特征和阈值,判断信号中是否存在目标。
常见的目标检测算法包括常规算法、CFAR算法等。
4. 参数估计参数估计模块负责根据检测到的目标信号,估计目标的位置、速度、距离和散射截面等参数。
常用的参数估计算法包括最小二乘法、卡尔曼滤波等。
四、监控子系统设计与实现监控子系统主要负责对仿真平台的工作状态和性能进行实时监控。
1. 状态监控状态监控模块通过监测各个子系统的工作状态和传感器的输出,及时发现和报警系统出现的异常情况。
比如,当信号采集模块采集到的信号强度异常时,监控系统会发送警报,以避免对仿真平台和系统设备的损坏。
2. 性能监测性能监测模块通过对仿真平台的性能指标进行实时监测、采集和分析,帮助用户了解仿真平台的性能指标是否符合要求。
一、实验目的1. 熟悉雷达系统仿真软件的使用方法;2. 了解雷达系统的工作原理;3. 分析雷达系统性能指标;4. 通过仿真实验,验证雷达系统的实际性能。
二、实验原理雷达系统是一种利用电磁波探测目标的系统,其基本原理是发射电磁波,经目标反射后,接收反射回来的电磁波,通过处理这些信号,实现对目标的探测、跟踪和识别。
雷达系统主要由发射机、天线、接收机、信号处理单元等部分组成。
三、实验仪器与软件1. 仪器:计算机、雷达系统仿真软件;2. 软件:MATLAB、雷达系统仿真软件(如:Simulink)。
四、实验步骤1. 打开雷达系统仿真软件,创建一个新的仿真项目;2. 根据雷达系统的工作原理,搭建雷达系统的仿真模型,包括发射机、天线、接收机、信号处理单元等部分;3. 设置雷达系统的参数,如频率、脉冲宽度、脉冲重复频率等;4. 仿真实验,观察雷达系统在不同参数下的性能表现;5. 分析仿真结果,绘制雷达系统的仿真曲线;6. 比较仿真结果与实际雷达系统性能,分析雷达系统的优缺点。
五、实验数据与结果1. 仿真实验参数设置:(1)频率:24GHz;(2)脉冲宽度:1μs;(3)脉冲重复频率:100Hz;(4)天线增益:30dB;(5)接收机灵敏度:-100dBm。
2. 仿真曲线:(1)距离分辨率曲线:如图1所示,雷达系统的距离分辨率为3m,满足实际应用需求。
图1 雷达系统距离分辨率曲线(2)测速精度曲线:如图2所示,雷达系统的测速精度为±0.5m/s,满足实际应用需求。
图2 雷达系统测速精度曲线(3)角度分辨率曲线:如图3所示,雷达系统的角度分辨率为0.5°,满足实际应用需求。
图3 雷达系统角度分辨率曲线六、实验分析与讨论1. 通过仿真实验,验证了雷达系统在不同参数下的性能表现,为雷达系统的优化设计提供了理论依据;2. 分析仿真结果,雷达系统的距离分辨率、测速精度和角度分辨率均满足实际应用需求;3. 比较仿真结果与实际雷达系统性能,雷达系统在实际应用中具有较高的可靠性和稳定性;4. 雷达系统仿真曲线实验有助于提高学生对雷达系统原理和性能指标的认识,为后续相关实验和研究奠定基础。
《雷达原理》实验报告学院:专业:姓名:学号:成绩:评阅教员:时间:一、实验内容简介:利用Mathlab实现对几种常见的雷达信号的仿真。
画出这几种信号形式的时域和频域的波形图。
二、实验目的:通过仿真熟悉常用的雷达信号的时域和频谱形式,掌握MatLab中信号的产生和表示方法及信号频谱的计算和图形绘制。
进一步锻炼学员的编程能力,提高利用算法实现解决实际问题的能力。
三、实验原理:不同体制的雷达由于不同的任务采用了不同的信号形式,雷达常用的信号形式有连续波和脉冲波两种;连续波中又有按三角形或按正弦规律变化的调频连续波,脉冲波中有简单脉冲波、脉内调频脉冲波和脉间调频脉冲波;其中测高雷达和车载测距雷达多采用连续波的形式,常规雷达采用简单调频脉冲信号;动目标显示或测速多普勒雷达多采用高工作比的矩形调幅脉冲信号;一些新体制的高分辨率雷达多采用线性调频或相位编码等脉冲压缩信号。
对以上信号形式经傅立叶变换可以得到其频谱。
四、实验环境:实验地点:自习室硬件环境:acer aspirs4738GIntel(R) Core(TM) i5 CPU M480 @RAM软件环境:Windos 7 旗舰版32位操作系统MATLABa) 32-bit(win32)五、实验内容:画出连续波、单个矩形脉冲波、相参脉冲波、线性调频脉冲波、相位编码脉冲波的时域波形,计算并绘制以上信号的频谱。
信号采用的参数如下:1、连续波连续波是最基本的波形,其表达式为:参数为:载波频率f0为20MHz,采样频率为4倍f0,采样长度为1000.Mathlab代码:仿真效果如下图所示:2、单个矩形脉冲单个矩形脉冲的表达式为:参数为:载波频率f0为20MHz,采样频率为4倍f0,脉宽为1us ,脉冲周期为20us Mathlab代码为:仿真结果如图(a)单个矩形脉冲信号的合成过程说明(b)单个矩形脉冲信号的时域频域波形图3、相参脉冲参数为:载波频率f0为20MHz,采样频率为4倍f0,脉宽为1us,脉冲周期为20us。
雷达系统建模与仿真设计报告雷达系统仿真设计报告设计报告二一、设计题仿真产生两到三种相关雷达杂波,并检验其概率分布和功率谱。
二、设计过程1.选择运用MATLAB 软件实现设计要求。
2.选择以下三种相关雷达杂波。
(1)相关高斯杂波;(2)非相干相关韦布尔杂波;(3)非相干相关对数正态杂波。
3.仿真产生相关高斯杂波(1)实现方法采用时域褶积法,这种方法是从给定杂波的功率谱密度着手,在时域产生相关序列的。
首先,由功率谱)(f S 求出它的采样值)(^f S n ,可以证明,离散随机过程的频谱采样间是相互独立的,于是,便可从线性滤波理论出发,将产生相关高斯随机序列看作是一种离散滤波过程,可得到滤波器的幅频响应的离散值)()(^^f S f H n n =显然,它是个实序列。
如果以)(^f X n 表示输入高斯白噪声的频谱采样值,则滤波器的输出谱可表示为)()()(^^^f H f X f y n n ∙=这样就可用傅里叶反变换表示滤波器的输出))((^f y ifft y n k =。
本设计中给出相关高斯杂波的功率谱密度函数为2exp()(22f ff S σ-=,f σ在编程中指定第3页共26页(2)相关高斯杂波仿真结果(1)参数f σ=100(3)相关高斯杂波仿真结果(2)参数f σ=20第4页共26页从图中可看出独立高斯杂波和相关杂波的区别。
3.仿真产生非相干相关韦布尔杂波(1)实现方法在对非高斯杂波的模拟中,Weibull 分布模型在很宽的条件范围内良好的与实验数据相匹配。
它能很好的描述多种杂波,包括地物杂波、海杂波和云雨杂波等。
而且瑞利分布式Weibull 分布的一个特例。
因此Weibull 分布杂波,特别是具有一定相关性的Weibull 分布杂波的模拟具有重要的意义。
Weibull 分布的概率密度函数为])(exp[)()(1p p q x q x q p x p -=-0≥x 式中,q 是尺度参数,表示分布的的中位数,p 是形状参数,表明分布的偏斜度。
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)2.3 回波积累模块 (2)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fBB (r ) 为:11000{()cos()}(){()sin()}()N N BB IF IF n nf 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。
雷达仿真分析报告范文一、引言雷达技术作为现代军事和民用领域中重要的探测和识别工具,在近年来得到了广泛的研究和应用。
雷达仿真作为一种重要的分析和评估工具,可以模拟和预测雷达系统的性能、探测能力等关键参数,对于雷达的设计、优化以及决策支持具有重要意义。
本文将对雷达仿真分析进行详细讨论和分析,通过一系列仿真实验和数据分析,深入探索和评估雷达的性能与效果。
二、雷达仿真流程与方法本文采用Matlab软件进行雷达仿真分析,主要流程包括:场景建模、波束形成、信号发射与接收、目标回波模拟、信号处理与数据分析等。
具体方法如下:1. 场景建模:根据实际的雷达任务需求,将仿真场景划分为不同的区域,并设置场景的尺寸、形状、地形等参数。
2. 波束形成:根据雷达参数设置波束宽度、扫描方式等参数,生成合适的波束图。
3. 信号发射与接收:仿真模拟雷达信号的发射过程,考虑发射功率、频率等参数,并接收目标返回的回波信号。
4. 目标回波模拟:根据目标的散射特性和雷达波束图,模拟目标的回波信号,考虑目标的距离、速度、方位角等参数。
5. 信号处理与数据分析:对接收到的回波信号进行信号处理,包括滤波、抗干扰处理、目标检测与定位等,并分析处理后的数据,评估雷达性能。
三、仿真实验与结果分析在本次仿真实验中,我们以舰船雷达为例,通过仿真建模和参数设置,模拟了雷达的探测能力和性能评估。
以下是实验数据及结果分析:1. 参数设置:仿真中,我们设置了雷达的工作频率为X 波段,波束宽度为20°,最大可探测距离为200km等参数。
2. 目标模拟与回波仿真:我们设置了多个目标,包括小型舰船、飞机等,根据雷达工作参数,计算了各目标的回波信号,并模拟了不同距离、速度下的回波特性。
3. 信号处理与数据分析:我们采用信号处理算法对接收到的回波信号进行滤波和抗干扰处理,得到了目标的距离、速度和方位角等参数,并绘制了目标探测图、距离-速度图以及方位角特性图。
4. 性能评估:通过分析得到的数据和图形,我们评估了雷达的探测能力、目标识别能力以及抗干扰能力,并对仿真结果进行了验证和优化。
雷达系统仿真实验报告姓名:黄晓明学号:班级:1305203指导教师:谢俊好院系:电信学院实验一杂波和色噪声的产生—高斯谱相关对数正态随机序列的产生1、实验目的给定功率谱(相关函数)和概率分布,通过计算机产生该随机过程,并估计该过程的实际功率谱和概率分布以验证产生方法的有效性。
2、实验原理1)高斯白噪声的产生222(x)f(x)μσ--=、222(z)xF(x)dzμσ--=⎰均值:μ为位置参数、方差:2σ、均方差:σ为比例参数。
若给定01X~N(,)',则2X X~N(,)μσμσ'=+。
MATLAB中对应函数normrnd(mu,sigma,m,n),调用基本函数01randn(m,n)~N(,)产生标准正态分布。
标准正态分布的产生方法有舍选抽样法、推广的舍选抽样法、变换法、极法、查表法等,其中变换法的优点是精度高,极法运算速度较变换法快10~30%,查表法速度快。
(1)反变换法、反函数有理逼近法令0.5,t r x=-=()2012231230,11a a x a xX signt x Nb x b x b x++⎛⎫=-⎪+++⎝⎭式中2.515517a=,10.802833a=,20.010328a=,11.432788b=,20.189269b=,30.001308b=。
用这一方法进行抽样,误差小于10-4。
(2)叠加法根据中心极限定理有:先产生I组相互独立的01[,]上均匀分布随机数,令1IiiY r==∑,则当N较大时212Y~N(I,I)。
一般可取12I=,则601Y~N(,)-(3)变换对法(Box-Muller method)设相互独立1201r ,r ~U [,],取1211212122222y (ln r )cos r y (ln r )sin r ππ--⎧=-⎨=-⎩,则1201y ,y ~N [,]且相互独立。
(4) 舍选法产生相互独立12,~[0,1]r r U ,令2211221221,21,V u V u W V V =-=-=+,若满足1W >,则舍弃;否则令()()()12112ln 0,1x V W W N =-()()()12222ln 0,1x V W W N =-2)高斯色噪声的产生(1)时域线性滤波法采用线性滤波法由高斯白噪声产生高斯色噪声的基本思想是:确定初始值确定迭代公式模型h(n ),r(m )S (z )H(z )B(z )A(z ),ARMA ⎧'→→→⎨⎩滤波器的暂态效应可以通过取若干特定的输出序列初始值来解决。
雷达技术实验报告雷达技术实验报告专业班级:姓名:学号: ﻩ一、实验内容及步骤1、产生仿真发射信号:雷达发射调频脉冲信号,IQ两路;2、观察信号得波形,及在时域与频域得包络、相位;3、产生回波数据:设目标距离为R=0、5000m;4、建立匹配滤波器,对回波进行匹配滤波;5、分析滤波之后得结果。
二、实验环境matlab三、实验参数脉冲宽度T=10e-6; 信号带宽B=30e6;调频率γ=B/T; 采样频率 Fs=2*B;采样周期 Ts=1/Fs; 采样点数N=T/Ts;匹配滤波器h(t)=S t*(—t)时域卷积conv ,频域相乘fft,t=linspace(T1,T2,N);四、实验原理1、匹配滤波器原理:在输入为确知加白噪声得情况下,所得输出信噪比最大得线性滤波器就就是匹配滤波器,设一线性滤波器得输入信号为:其中:为确知信号,为均值为零得平稳白噪声,其功率谱密度为。
设线性滤波器系统得冲击响应为,其频率响应为,其输出响应:输入信号能量:输入、输出信号频谱函数:输出噪声得平均功率:利用Schwarz不等式得:上式取等号时,滤波器输出功率信噪比最大取等号条件:当滤波器输入功率谱密度就是得白噪声时,MF得系统函数为:为常数1,为输入函数频谱得复共轭,,也就是滤波器得传输函数.为输入信号得能量,白噪声得功率谱为只输入信号得能量与白噪声功率谱密度有关。
白噪声条件下,匹配滤波器得脉冲响应:如果输入信号为实函数,则与匹配得匹配滤波器得脉冲响应为:为滤波器得相对放大量,一般。
匹配滤波器得输出信号:匹配滤波器得输出波形就是输入信号得自相关函数得倍,因此匹配滤波器可以瞧成就是一个计算输入信号自相关函数得相关器,通常=1。
2、线性调频信号(LFM)LFM信号(也称Chirp 信号)得数学表达式为:2、1式中为载波频率,为矩形信号,,就是调频斜率,于就是,信号得瞬时频率为,如图1图1 典型得chirp信号(a)up-chirp(K>0)(b)down-chirp(K<0)将2、1式中得up-chirp信号重写为:2、2当TB〉1时,LFM信号特征表达式如下:2、3对于一个理想得脉冲压缩系统,要求发射信号具有非线性得相位谱,并使其包络接近矩形;其中就就是信号s(t)得复包络.由傅立叶变换性质,S(t)与s(t)具有相同得幅频特性,只就是中心频率不同而已。
雷达系统仿真的理论、方法与应用研究雷达系统仿真的理论、方法与应用研究摘要:雷达系统是一种重要的探测和监测工具,广泛应用于军事、航空、气象等领域。
为了提高雷达系统的性能和可靠性,在实际应用前需要进行仿真研究。
本文综述了雷达系统仿真的理论、方法和应用,并对其中的一些重要问题进行探讨。
1. 引言雷达系统是现代科技的重要成果之一,其探测原理和信号处理方式经过多年的发展和进化,已经成为现代航空、军事以及气象预报等领域的关键技术。
为了提高雷达系统的性能、验证系统设计和算法,并且能够预测系统在不同环境条件下的工作效果,雷达系统仿真显得尤为重要。
本文将从雷达系统仿真的理论基础、仿真方法和典型应用等方面进行综述和讨论。
2. 雷达系统仿真的理论基础2.1 雷达系统模型雷达系统一般由发射机、接收机、天线和信号处理系统等组成,其中包含了大量的物理过程和数学模型。
通过建立雷达系统模型,可以对雷达系统的性能和效果进行分析预测。
2.2 信号处理算法雷达系统的信号处理算法直接影响到系统的探测性能和目标跟踪能力。
常用的信号处理算法包括脉冲压缩、自适应波束形成、目标特征提取等。
通过仿真可以验证和优化这些算法,进一步提高雷达系统的性能。
3. 雷达系统仿真的方法3.1 数值仿真方法数值仿真方法是使用计算机进行仿真的一种常用方法。
通过建立仿真模型,利用数值计算方法解决雷达系统的物理过程和数学模型,获得系统在不同环境下的性能数据。
3.2 物理仿真方法物理仿真方法是通过建立实物模型和实验平台,模拟雷达系统的工作过程。
该方法能够真实地反映出系统的物理特性和行为,但成本较高且实施难度较大。
3.3 混合仿真方法混合仿真方法是数值仿真和物理仿真相结合的一种方法。
在系统设计初期可以使用数值仿真方法进行系统性能评估和算法验证,而在系统设计后期可以使用物理仿真方法对系统进行实际测试验证。
4. 雷达系统仿真的应用4.1 性能评估和优化通过仿真可以对雷达系统的性能进行评估和优化。
雷达技术实验报告雷达技术实验报告专业班级:姓名:学号: ﻩ一、实验内容及步骤1、产生仿真发射信号:雷达发射调频脉冲信号,IQ两路;2、观察信号得波形,及在时域与频域得包络、相位;3、产生回波数据:设目标距离为R=0、5000m;4、建立匹配滤波器,对回波进行匹配滤波;5、分析滤波之后得结果。
二、实验环境matlab三、实验参数脉冲宽度T=10e-6; 信号带宽B=30e6;调频率γ=B/T; 采样频率 Fs=2*B;采样周期 Ts=1/Fs; 采样点数N=T/Ts;匹配滤波器h(t)=S t*(—t)时域卷积conv ,频域相乘fft,t=linspace(T1,T2,N);四、实验原理1、匹配滤波器原理:在输入为确知加白噪声得情况下,所得输出信噪比最大得线性滤波器就就是匹配滤波器,设一线性滤波器得输入信号为:其中:为确知信号,为均值为零得平稳白噪声,其功率谱密度为。
设线性滤波器系统得冲击响应为,其频率响应为,其输出响应:输入信号能量:输入、输出信号频谱函数:输出噪声得平均功率:利用Schwarz不等式得:上式取等号时,滤波器输出功率信噪比最大取等号条件:当滤波器输入功率谱密度就是得白噪声时,MF得系统函数为:为常数1,为输入函数频谱得复共轭,,也就是滤波器得传输函数.为输入信号得能量,白噪声得功率谱为只输入信号得能量与白噪声功率谱密度有关。
白噪声条件下,匹配滤波器得脉冲响应:如果输入信号为实函数,则与匹配得匹配滤波器得脉冲响应为:为滤波器得相对放大量,一般。
匹配滤波器得输出信号:匹配滤波器得输出波形就是输入信号得自相关函数得倍,因此匹配滤波器可以瞧成就是一个计算输入信号自相关函数得相关器,通常=1。
2、线性调频信号(LFM)LFM信号(也称Chirp 信号)得数学表达式为:2、1式中为载波频率,为矩形信号,,就是调频斜率,于就是,信号得瞬时频率为,如图1图1 典型得chirp信号(a)up-chirp(K>0)(b)down-chirp(K<0)将2、1式中得up-chirp信号重写为:2、2当TB〉1时,LFM信号特征表达式如下:2、3对于一个理想得脉冲压缩系统,要求发射信号具有非线性得相位谱,并使其包络接近矩形;其中就就是信号s(t)得复包络.由傅立叶变换性质,S(t)与s(t)具有相同得幅频特性,只就是中心频率不同而已。
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 =nx +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 = 0.08402> (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)均匀分布的随机数。
其概率密度函数如下:⎪⎩⎪⎨⎧-=01)(ab x p b x a x b x a ≥≤≤≤, 其产生程序如下:c=3;lamade=4*201+1; a=6;b=10; x(1)=11;M=2^36; for i=2:1:10000;x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% i=2:1:10000; y(i)=(b-a)*x(i)+a; n=5:0.1:11;hist(y,n),axis([a-1 b+1 0 max(hist(y,n))+20]); mean(y) var(y)上面程序中取 a = 6,b = 10 .即(6,10)区间上的均匀分布。
2011 年春季学期研究生课程考核考核科目:雷达系统仿真(实验二)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非相干积累改善因子及积累损耗的研究一、实验目的1. 了解脉冲积累的基本思想;2. 掌握非相干积累改善因子和积累损耗的计算;3. 掌握仿真实验分析方法。
二、实验原理1、非相干积累当一个目标在单次扫描中位于雷达波束时,它会反射若干脉冲。
通过将某个给定的目标在单次扫描中返回的所有脉冲的回波积累起来,可以提高雷达的灵敏度SNR 。
返回脉冲的个数与天线扫描效率和雷达PRF 有关。
更精确的有,从给定目标返回的脉冲个数由下式给出:2a sc rP T f n θπ=(1) 式中,a θ是方位天线波束宽度,sc T 是扫描时间,r f 是雷达PRF 。
非相干积累通常在包络检波器,也称为平方律检波器后实现。
非相干积累的效率比相干积累要低。
事实上,非相干积累的增益总是小于非相干积累脉冲的个数。
这个积累损耗称为和P n 之间,近似值为:10l )5.5N C I L d B=- (2) 当P n。
利用平方律检波器和非相干积累的雷达接收机的框图见图1。
实践中,平方律检波器通常用做最佳接收机的近似。
()r t 为信号的概率密度函数,定义一个新的无量纲变量y :/n n y r ψ= (3)并且还定义22/2P A SNR ψℜ== (4)于是得到新变量的概率密度函数为20()()()(2n p nn n n n y dr f y f r y I y dy ⎛⎫-+ℜ== ⎪ ⎪⎝⎭(5)来自天线和图1 平方律检波器和非相干积累的简化框图对第n 个脉冲的平方律检波器的输出正比于其输入的平方,在对(3)中的变量进行变换后,它正比于n y 。
因此,定义一个新的变量是更方便的:212n n x y =(6)在平方律检波器输出端的变量的概率密度函数为0()()exp 2p nn n n n dy f x f y x I dx ⎛ℜ⎫⎛⎫==-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(7)P n 个脉冲的非相干积累实现为1Pn n n z x ==∑ (8)由于各个随机变量n x 是相互独立的,变量z 的概率密度函数为12()()()()P n f z f x f x f x = (9)算子“”表示卷积。