雷达系统仿真设计报告二
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一、实验背景与目的随着微波技术、通信技术和雷达技术的发展,波导作为一种重要的微波传输线,其设计优化对于提高微波系统的性能具有重要意义。
本实验旨在通过电磁场仿真软件HFSS,对矩形波导进行仿真设计,分析其传输特性,并对其进行优化,以达到提高传输效率和降低损耗的目的。
二、实验内容与方法1. 实验内容本实验主要包括以下内容:(1)建立矩形波导的几何模型;(2)设置仿真参数,包括介质材料、边界条件等;(3)进行仿真计算,得到波导的传输特性;(4)分析仿真结果,优化波导设计。
2. 实验方法(1)使用HFSS软件建立矩形波导的几何模型;(2)设置仿真参数,包括介质材料、边界条件等;(3)选择合适的仿真求解器,进行仿真计算;(4)分析仿真结果,包括传输线特性、损耗、阻抗匹配等;(5)根据仿真结果,对波导设计进行优化。
三、实验步骤1. 建立矩形波导的几何模型使用HFSS软件,根据设计要求,建立矩形波导的几何模型。
首先,设置波导的尺寸参数,包括内径、外径、高度等。
然后,定义波导的介质材料,如空气、介质板等。
2. 设置仿真参数设置仿真参数,包括介质材料、边界条件等。
例如,设置波导的介质材料为空气,边界条件为完美电导体(PEC)。
3. 进行仿真计算选择合适的仿真求解器,进行仿真计算。
本实验采用时域求解器,设置仿真频率范围为1GHz~20GHz。
4. 分析仿真结果分析仿真结果,包括传输线特性、损耗、阻抗匹配等。
通过分析仿真结果,了解波导的传输特性,并对波导设计进行优化。
5. 优化波导设计根据仿真结果,对波导设计进行优化。
例如,调整波导的尺寸参数、介质材料等,以降低损耗、提高传输效率。
四、实验结果与分析1. 传输特性仿真结果表明,矩形波导在1GHz~20GHz的频率范围内具有良好的传输特性。
在频率较低时,波导的传输损耗较小;在频率较高时,波导的传输损耗较大。
2. 损耗通过分析仿真结果,发现波导的损耗主要由介质损耗和辐射损耗组成。
一、实验室名称: 电子信息工程专业学位研究生实践基地二、实验项目名称: LFM 脉冲压缩雷达的设计与验证三、实验学时:20四、实验原理:1、LFM 脉冲信号和脉冲压缩处理脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的,距离分辨力直接由脉冲带宽确定。
窄脉冲具有大带宽和窄时宽,可以得到高距离分辨力,但是,采用窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率,在高频时,由于波导尺寸小,会对峰值功率有限制,以避免传输线被高电压击穿,该功率限制决定了窄脉冲雷达有限的作用距离。
现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分辨力,大时宽脉冲增加了雷达发射能量,实现远作用距离,另一方面,宽脉冲信号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。
进行脉冲压缩时的LFM 脉冲信号为基带信号,其时域形式可表示为其中的矩形包络为式中的μ为调频斜率,与调频带宽和时宽的关系如下式时带积1D BT =>>时,LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器,匹配滤波器是以输出最大信噪比为准则设计出来的最佳线性滤波器。
假设系统输入为()()()i i x t s t n t =+,噪声()i n t 为均匀白噪声,功率谱密度为0()2n p N ω=,()i s t 是仅在[0,]T 区间取值的输入脉冲信号。
根据线性系统的特点,经过频率响应为()H ω匹配滤波器的输出信号为()()()o o y t s t n t =+,其中输入信号分量的输出为与此同时,输出的噪声平均功率为则0t 时刻输出信号信噪比可以表示为要令上式取最大值,根据Schwarz不等式,则需要匹配滤波器频响为对应的时域冲激响应函数形式为要使该匹配滤波器为因果系统,必须满足0t T≥,信噪比最大时刻的输出信噪比取值是当匹配滤波器冲激响应函数满足(5-5)式时,通过匹配滤波器的输出信号分量可以表示为下式:由上式可知,此时的输出信号分量实际上是输入信号的自相关函数,在0t时刻输出的最大值就是自相关函数的最大值。
面向海军作战需求的作战仿真系统设计作战仿真系统在现代军事演习和训练中扮演着重要角色。
特别是对于海军而言,作战仿真系统能够提供真实感的海上作战环境,使指挥员和士兵能够在仿真场景中进行训练和演练,以应对真实战场的挑战。
本文将就面向海军作战需求的作战仿真系统设计进行探讨和分析。
1. 系统需求分析在设计面向海军作战需求的作战仿真系统之前,首先需要进行系统需求分析。
通过与海军指挥官和作战人员的深入沟通,了解他们的训练需求和提高实战能力的目标。
在分析过程中,需考虑以下几个方面:1.1 仿真环境的真实感仿真环境的真实感是作战仿真系统设计的关键要素。
通过使用高清晰度的图像、逼真的音效和真实的物理模型,使得仿真环境能够完全还原真实的海军作战场景。
同时,系统应提供多样化的天气条件、不同时间段和各种地理环境,以增加训练的复杂性。
1.2 可扩展性和可定制性作战仿真系统应具备可扩展性和可定制性,以适应不同级别和不同类型的训练需求。
海军作战需要考虑到不同艘舰船、不同武器系统和各种作战环境的要求,因此系统应具备灵活的设置选项,能够根据用户需求进行快速配置。
1.3 实时反馈和评估功能作战仿真系统应能够提供即时的反馈和评估功能,以帮助指挥员和士兵实时调整行动策略和战术。
通过监测和记录战斗过程中的各种数据指标,系统能够生成详细的分析报告和评估结果,为作战人员提供必要的指导和建议。
1.4 多人协同作战能力海军作战通常涉及到多个舰艇和战斗单元的协同作战。
因此,作战仿真系统应具备支持多人协同作战的能力。
通过网络连接,不同作战人员能够实时进行各自的训练和演练,并能够在仿真环境中实现指挥、协调和沟通。
2. 系统设计与实现基于以上系统需求分析,下面将介绍面向海军作战需求的作战仿真系统的设计与实现方案。
2.1 仿真引擎的选择为了实现真实感的仿真环境,需要选择一款功能强大的仿真引擎。
常见的仿真引擎包括Unity3D、Unreal Engine等。
雷达网效能评估方法研究报告雷达网是一种常见的电子设备,被广泛应用于军事、民用、科研等领域。
在使用雷达网时,如何评估其效能是一个重要的问题,因为效能评估可以帮助人们了解雷达网的工作状态,优化雷达网的性能,提高其工作效率。
本文将介绍雷达网效能评估方法的研究,并探讨如何进行有效的雷达网效能评估。
一、雷达网效能评估方法的研究1. 定义效能评估指标首先,我们需要根据雷达网的应用场景确定效能评估指标,以维度化的方式描述雷达网的性能。
根据不同的应用场景,我们可以从雷达网的工作速度、扫描范围、信噪比、分辨率等方面来定义指标。
2. 设计实验方案其次,我们需要根据雷达网的性能特点设计实验方案。
实验方案需要具有可重复性和可比性,确保不同实验能够在相同的条件下进行。
同时,为了保证实验的可靠性,我们需要考虑电磁干扰、气象变化等因素对实验结果的影响。
3. 实验执行和数据分析在实验执行过程中,我们需要监控实验过程中各项指标的变化。
通过采集、处理实验数据,我们可以得到雷达网的性能参数,如平均扫描速度、信噪比、精度等等。
通过对实验数据的分析,我们可以了解雷达网的性能表现、优劣,并进行综合评估。
二、实践操作:如何进行有效的雷达网效能评估1. 确认评估指标在进行雷达网效能评估之前,我们需要明确评估指标。
根据雷达网的应用场景,我们可以从雷达网的工作速度、扫描范围、信噪比、分辨率等方面来确定指标。
2. 设计实验方案在实验方案设计阶段,我们需要确定测试环境、测试工具,以及实验参数。
例如,我们可以设置不同的扫描速度,观察雷达网的响应时间;或者在不同的天气环境下进行实验,测试雷达网的抗干扰能力。
3. 实验执行和数据分析在实验执行阶段,我们需要记录和收集实验数据,包括雷达网的运行状态、性能指标等等。
通过对实验数据进行统计分析,我们可以获得雷达网的性能参数,并分析其优缺点。
我们还可以通过对不同线路、不同功能模块等进行对比测试,进一步确认雷达网的工作状态,提高效率。
第1篇一、实验背景随着信息技术的快速发展,无线通信技术也在不断进步。
太赫兹通信作为一种新兴的无线通信技术,因其具有传输速度快、频谱资源丰富、抗干扰能力强等特点,在军事、医疗、安全检测等领域具有广泛的应用前景。
为了更好地研究太赫兹通信系统的性能,本实验利用仿真软件对太赫兹通信系统进行了仿真实验。
二、实验目的1. 了解太赫兹通信系统的基本原理和组成。
2. 掌握太赫兹通信系统的仿真方法。
3. 分析太赫兹通信系统的性能,为实际应用提供参考。
三、实验原理太赫兹通信系统主要包括发射端、传输信道和接收端。
发射端将信息信号调制到太赫兹频段,通过传输信道传输,接收端对接收到的信号进行解调,恢复出原始信息。
本实验采用电磁仿真软件对太赫兹通信系统进行仿真。
仿真过程中,首先建立太赫兹通信系统的模型,然后设置仿真参数,最后进行仿真分析。
四、实验设备1. 电磁仿真软件(如CST Microwave Studio、ANSYS HFSS等)。
2. 太赫兹通信系统模型。
3. 计算机及网络连接。
五、实验步骤1. 建立太赫兹通信系统模型:根据实验需求,建立太赫兹通信系统的模型,包括发射端、传输信道和接收端。
2. 设置仿真参数:设置仿真参数,如频率、带宽、调制方式、传输距离等。
3. 进行仿真:运行仿真软件,对太赫兹通信系统进行仿真。
4. 分析仿真结果:对仿真结果进行分析,包括系统性能指标、信号质量、误码率等。
六、实验结果与分析1. 系统性能指标:通过仿真实验,得到太赫兹通信系统的性能指标,如传输速率、误码率等。
2. 信号质量:分析仿真过程中信号质量的变化,如信号衰减、干扰等。
3. 误码率:分析仿真过程中误码率的变化,评估系统的可靠性。
4. 系统优化:根据仿真结果,对太赫兹通信系统进行优化,提高系统性能。
七、实验结论1. 通过仿真实验,验证了太赫兹通信系统的基本原理和组成。
2. 掌握了太赫兹通信系统的仿真方法,为实际应用提供了参考。
3. 分析了太赫兹通信系统的性能,为系统优化提供了依据。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过一系列测试,验证雷达系统的性能,包括其探测距离、精度、抗干扰能力、数据处理速度等关键指标。
通过对雷达系统进行全面的效能测试,评估其在实际应用中的可靠性、有效性和适应性。
二、实验背景随着雷达技术在军事、民用领域的广泛应用,对雷达系统的性能要求越来越高。
为了确保雷达系统在实际应用中的可靠性,对其进行效能测试是至关重要的。
本次实验选取了一种先进的雷达系统进行测试,以期为雷达系统的研发、改进和应用提供参考。
三、实验设备与器材1. 雷达系统:包括发射单元、接收单元、数据处理单元等。
2. 测试场地:具备不同距离、不同障碍物场景的测试场地。
3. 测试设备:距离测量仪、角度测量仪、信号分析仪等。
4. 通信设备:用于数据传输和远程控制。
四、实验方法1. 基本参数测试:测试雷达系统的发射频率、接收频率、脉冲宽度、重复频率等基本参数。
2. 探测距离测试:在不同距离的障碍物前,测试雷达系统的探测距离,记录数据并分析。
3. 精度测试:在不同角度和距离的障碍物前,测试雷达系统的定位精度,记录数据并分析。
4. 抗干扰能力测试:在存在多种干扰源的情况下,测试雷达系统的抗干扰能力,记录数据并分析。
5. 数据处理速度测试:测试雷达系统在接收到信号后,数据处理的速度和准确性,记录数据并分析。
五、实验步骤1. 准备阶段:搭建实验场地,连接测试设备,确保实验环境符合要求。
2. 基本参数测试:按照设备操作手册,设置雷达系统参数,进行基本参数测试。
3. 探测距离测试:在不同距离的障碍物前,调整雷达系统的工作状态,测试探测距离,记录数据。
4. 精度测试:在不同角度和距离的障碍物前,调整雷达系统的工作状态,测试定位精度,记录数据。
5. 抗干扰能力测试:在存在多种干扰源的情况下,调整雷达系统的工作状态,测试抗干扰能力,记录数据。
6. 数据处理速度测试:模拟实际工作场景,测试雷达系统的数据处理速度和准确性,记录数据。
雷达测量实习报告5篇雷达测量实习报告篇1一、实习目的透过实地的测量实习,巩固课堂所学的理论知识,熟练掌握水准仪、经纬仪的基本操作,掌握导线测量、三角高程测量、四等水准测量的观测和计算方法,学习如何进行实地的地形控制测量和地形图的展绘、拼接,在实习的同时也体验一下实际测量工作的生活、培养团队协作潜力。
二、实习时间2021年_月_日到2021年_月_日三、实习地点__省蚕桑茶叶研究所四、实习人员__水利水电工程专业全体学生及老师五、实习仪器经纬仪,水准仪,水准尺,尺垫,计算器,记录本,三角板等六、实习计划踏勘选点一天,控制测量三天,控制点坐标计算和展绘一天,地形测量四天,拼图一天(计划十天,实际实习时间为九天)。
七、实习经历及体会2021年_月_日上午,带着愉快的情绪,坐上一路向南的汽车,开始了我们本学期的工程测量实习,这也是我们专业第三次的实习!一个多小时之后,我们来到了我们实习的目的地——__省桑蚕茶叶研究所!在那里不得不介绍一下__省蚕桑茶叶研究所了,__省蚕桑茶叶研究所始建于19__年,经__年的建设,现已发展成集蚕桑、茶叶科学研究与科技服务,农业良种繁育与推广,园林设计与苗木栽培及现代农业展示为一体的科研事业单位。
所内主要经营项目有:蚕种培育、茶叶加工、苗木种植、园林设计和果树栽培等。
我们所住的招待所周围空气清新,树木繁茂,山塘众多,地貌丰富,植被覆盖率超高,而且民风淳朴,安居乐业,的确是旅游观光、休闲度假的理想之地,是人民居住的天堂啊!当日下午,在招待所门前,我们的__老师简单地开了个动员大会,他重申了我们此次实习的好处和要求,强调了应当遵守的一些纪隶和安全事项,还为我们打气,鼓励我们勇敢机智应对将要到来的困难!之后立刻就是踏勘选点,围绕着招待所外面的“8”字圈,我们选取了A·B两条线路,每条12个点,就这样,我们10几个小组被分成4路!接下来的头3天是平面控制测量!我们小组先是用了一天半的时间完成角度测量,然后用一天半来完成高程测量。
雷达目标特征提取本科毕业设计题目《雷达目标特征提取本科毕业设计题目》一、引言雷达技术作为现代武器系统中的重要部分,广泛应用于军事防御、航空航天、气象监测、地质勘探等领域。
在雷达目标特征提取方面,是雷达技术研究的重要内容之一。
本文将从基本概念出发,深入探讨雷达目标特征提取的相关问题。
二、雷达目标特征提取的基本概念雷达目标特征提取是通过对雷达回波信号进行分析和处理,提取目标的形状、大小、运动状态等信息。
在现代雷达系统中,目标特征提取是实现目标识别、跟踪和分类的重要环节。
在本科毕业设计中,可以选择某一特定领域或应用场景,对雷达目标特征提取进行深入研究和探讨。
三、雷达目标特征提取的方法和技术1. 时域分析:时域分析是最基本的信号处理方法之一,通过对雷达回波信号的幅度、相位、频率等特征进行分析,可以提取目标的基本特征。
2. 频域分析:频域分析是对雷达回波信号进行傅立叶变换或小波变换,从频率域的角度提取目标的特征信息。
3. 形状特征提取:通过对雷达回波信号的形状进行分析,可以提取目标的轮廓、边缘等形状特征。
4. 运动特征提取:利用雷达回波信号的多普勒频移特性,可以提取目标的运动状态和速度信息。
四、雷达目标特征提取的应用领域在军事领域,雷达目标特征提取可以应用于目标识别和打击指示;在航空航天领域,可以应用于飞行器的导航和避障;在气象监测和地质勘探领域,可以应用于环境监测和资源勘探。
在本科毕业设计中,可以选择特定领域进行深入研究和应用。
五、个人观点和总结雷达目标特征提取是现代雷达技术研究的重要方向之一,具有广泛的应用前景和深远的意义。
在本科毕业设计中,选择雷达目标特征提取作为课题,将有助于深入理解雷达技术的原理和应用,为未来的科研和工程实践打下坚实的基础。
总结:本文从雷达目标特征提取的基本概念、方法和技术、应用领域等方面进行了全面的介绍和探讨,旨在帮助读者全面、深入地理解这一领域的重要内容。
希望本文能够为读者提供有益的参考和启发,促进相关领域的研究和应用。
地质雷达报告地质雷达 (Ground-Penetrating Radar,简称GPR) 是一种非侵入性的地质勘探工具,通过向地下发射电磁波并接收反射信号,用于探测地下结构和特征。
本报告旨在探讨地质雷达在地质工程和考古领域的应用,以及其优点和局限性。
一、地质雷达原理及技术特点地质雷达使用高频脉冲电磁波,一般在数兆赫到数千兆赫的频率范围内操作。
当电磁波遇到不同介质边界时,会发生反射、折射和散射。
地质雷达通过接收这些反射信号并进行处理分析,可以生成地下结构的剖面图像。
地质雷达具有以下技术特点:1. 非侵入性:地质雷达无需物理上接触地下,因此对目标地区没有破坏性。
2. 快速获取数据:地质雷达可以在短时间内收集大量数据,有效提高勘探效率。
3. 高分辨率:地质雷达可以提供较高的空间分辨率,可以检测到较小的地下结构特征。
4. 多功能应用:地质雷达不仅用于地质工程,还可以应用于考古学、环境监测等领域。
二、地质雷达在地质工程中的应用1. 地下管线检测:地质雷达可以准确检测地下管道的位置,帮助规划和维护地下设施。
2. 岩土勘探:地质雷达可以测定岩体的不同物理参数,如土壤含水量和密度等,为工程规划和设计提供依据。
3. 地下洞穴检测:地质雷达可以探测地下洞穴的位置和规模,帮助判断地下洞穴的稳定性和安全性。
4. 地质灾害预警:地质雷达可以监测地下水位变化、滑坡等地质灾害的迹象,提前预警风险。
三、地质雷达在考古学中的应用1. 遗址探测:地质雷达可以探测地下隐藏的古代建筑和遗址,帮助考古学家进行发掘和保护。
2. 文物勘探:地质雷达可以探测地下文物的位置和规模,为文物保护提供支持和指导。
3. 土壤分析:地质雷达可以分析土壤中的有机物和矿物质,为考古学家提供土壤成分和古代环境的信息。
四、地质雷达的优点和局限性地质雷达具有以下优点:1. 高效:地质雷达可以快速获取数据,提高勘探效率。
2. 高分辨率:地质雷达可以探测到较小的地下结构特征。
山东大学科技创新大赛(2008年)超声波雷达模型 设计报告参赛学生:唐传明 林劲涛 路 正辅导老师:陈言俊 王延伟 秦 峰参赛时间:2008年5月一、设计目标:.............................................................................................................................- 4 -二、方案设计与论证:.................................................................................................................- 4 -1.控制部分...........................................................................................................................- 4 -2. 探测头驱动部分................................................................................................................- 4 -3. 显示部分............................................................................................................................- 4 -4. 系统框图............................................................................................................................- 5 -三、理论分析与参数计算:.........................................................................................................- 5 -四、电路设计.................................................................................................................................- 7 -1. 超声波发射电路................................................................................................................- 7 -2. 超声波接受电路................................................................................................................- 7 -3.步进电机驱动.................................................................................................................- 8 -4. lcd 显示模块......................................................................................................................- 9 -五、程序设计:...........................................................................................................................- 10 -1. 软件分析:......................................................................................................................- 10 -2. 程序流程图:..................................................................................................................- 11 -六、总结:...........................................................................................................................- 13 -七、参考文献:...................................................................................................................- 13 -八、附录:...................................................................................................................................- 13 -1. 硬件连接..........................................................................................................................- 13 -2. 实物图片..........................................................................................................................- 13 -3. 源程序..............................................................................................................................- 14 -摘要:本作品采用SPCE061A 16位单片机为主要控制核心。
雷达系统建模与仿真设计报告雷达系统仿真设计报告
第2页共26页设计报告二一、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)(fS求出它的采样值)(
^fSn
,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
)()(^^fSfHnn
显然,它是个实序列。如果以)(
^fXn
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)()()(^^^fHfXfynn
这样就可用傅里叶反变换表示滤波器的输出))((^fyifftynk。本设计中
给出相关高斯杂波的功率谱密度函数为)2exp()(22fffS,f在编程中指定雷达系统仿真设计报告第3页共26页(2)相关高斯杂波仿真结果(1)参数f=100
(3)相关高斯杂波仿真结果(2)参数f=20雷达系统仿真设计报告第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。雷达系统仿真设计报告
第5页共26页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[))(()(1ppqxqxq
p
xp
0x
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。
可以看出,p=2是的Weibull分布就是瑞利分布。步骤如下:①给定韦布尔分布的分布参量p,q;
②根据公式2pq计算出所需要的相关高斯杂波随机序列的方差2;③产生一对均值为零,方差为1的相关高斯杂波随机序列1x,2x
并分别乘以
,得到1y,2y
;
④按照下面的流程图产生非相干相关韦布尔分布的杂波z。
具体设定为:p=1.5,q=2,谱型为高斯相关的Weibull分布,其f为40Hz,滤波器的设计采用傅里叶级数展开法,模拟的杂波的功率密度采用改进的周期图法估计得到,概率密度函数的估计采用直方图估计法。(2)仿真结果雷达系统仿真设计报告第6页共26页仿真数据绘图如下:
功率谱估计中将2000个点分为5段进行估计,然后取平均,故上图中功率谱估计只有400个点。4.仿真产生非相干相关对数正态杂波
(1)实现方法在高分辨率和低擦地角条件下,海面和地面的回波可以认为服从对数正态分布。对数正态分布的概率密度函数为
))2/(lnexp(21)(22
ccc
xxxp
式中,c是尺度函数,表示分布的中位数;c是形状函数,表明分布的偏斜度。步骤如下:①给定对数正态分布的尺度参数c,形状参数c;②产生一个均值为零,方差为1的相关高斯杂波随机序列作为线性滤波器的输入,滤波器的设计采用傅里叶级数展开法;③由于线性滤波器输出信号x的方差不为1,故需对x进行归一化处理,然雷达系统仿真设计报告第7页共26页后使其满足给定的c和c;④最后完成非线性变化,得到具体给定参数的非相干相关对数正态随机序列。按照下面的流程图产生非相干相关对数正态分布的杂波z。
具体设定为概率密度函数参数c=0.6dB,尺度函数c=10,谱型为高斯谱,f为40Hz,模拟的杂波的功率密度采用分段周期图法估计得到,概率密度函数的估计采用直方图估计法。(2)仿真结果仿真数据绘图如下:雷达系统仿真设计报告
第8页共26页设计报告三
一、设计题选择某雷达系统,对其进行建模与仿真并输出仿真结果。二、设计过程1.选择运用MATLAB软件实现设计要求。2.选择脉冲多普勒雷达系统进行建模与仿真。
脉冲多普勒雷达是利用多普勒效应检测运动目标的一种脉冲雷达。它是在动目标(MTI)雷达的基础上发展起来的一种新的雷达体制。由于脉冲多普勒雷达集中了脉冲雷达和连续波雷达的优点,同时具有脉冲雷达的距离分辨率和连续波雷达的速度分辨率,因此它具有更强的杂波抑制能力,能在强杂波背景中提取运动目标。本设计的仿真模型为某脉冲多普勒雷达系统的信号和数据处理部分,具有数字化正交解调,数字脉压处理,固定目标对消,动目标(MTD)检测和恒虚警(CFAR)处理等功能。仿真模型具体组成如下:
本设计中选用脉冲重复频率(PRF)为1kHz,中频发射信号为线性调频和13位巴克码混合调制的信号的某雷达系统。线性调频中心频率为30MHz,调频
带宽为4MHz,每一位码宽为10s,采样频率为50MHz。雷达系统仿真设计报告第9页共26页3.仿真设计步骤步骤如下:①对该系统发射波形进行仿真,发射信号为线性调频和13位巴克码混合调制的信号,参数在上面已给出;②设计数字正交解调模块,并通过对子脉冲进行数字正交解调获得子脉冲压缩的一次匹配系数、通过对整个脉冲进行数字正交解调获得混合调频脉冲压缩的二次匹配系数;③对该系统的回波信号进行仿真,包括动、静目标回波,瑞利分布杂波信号和均匀分布白噪声信号;④依次设计脉压、固定目标对消、MTD和CFAR模块,并使18个周期的回波信号依次通过这些模块,最后获得仿真结果,即清晰的动目标视频信号。4.仿真结果(1)假设在120公里处有一个移动的目标,多普勒频率为0.4kHz,在67.5公里处有一个固定的点目标,通过运行matlab程序,获得如图1仿真图形;(2)假设在60公里处有一个移动的目标,多普勒频率为0.4kHz,在67.5公里处有一个固定的点目标,通过运行matlab程序,获得如图2仿真图形。图中列出了各模块的输出图形,并获得了动目标回波相对于发射脉冲的延迟时间,从而得到动目标的距离信息,达到了在强杂波背景中提取运动目标的目的。雷达系统仿真设计报告
第10页共26页图1雷达系统仿真设计报告
第11页共26页图2雷达系统仿真设计报告
第12页共26页附程序实现代码设计报告二实现代码(1)相关高斯杂波实现代码%用来产生相关高斯杂波随机序列,长度为8*sigmaf%谱参数sigmaf(Hz),决定了滤波器宽度sigmaf=20;f=(-4*sigmaf+1):(4*sigmaf);s=exp((-f.^2)/(2*(sigmaf^2)));H=zeros(1,length(f));fori=1:length(f)H(i)=sqrt(s(i));endx=randn(1,length(f));X=fft(x);Y=H.*X;y=real(ifft(Y));subplot(321);hist(x,20);title('独立高斯概率分布');gridon;subplot(323);plot(x);title('独立高斯杂波');gridon;subplot(322);hist(y,20);title('相关高斯概率分布');gridon;subplot(324);plot(y);title('相关高斯杂波');gridon;%%功率谱估计%%%%%%%%%%P=(abs(Y).*abs(Y))/length(Y);P=P/max(P);fori=1:length(Y)P(i)=10*log10(P(i));endsubplot(326);plot(f,P);title('功率谱估计');ylabel('幅度(取对数)');xlabel('f');s=s/max(s);雷达系统仿真设计报告第13页共26页fori=1:length(s)s(i)=10*log10(s(i));endsubplot(325);plot(f,s);title('真实功率谱');ylabel('幅度(取对数)');xlabel('f');gridon;(2)非相干相关韦布尔杂波实现代码clearall;closeall;clcazi_num=2000;fr=1000;lamda0=0.05;sigmav=0.7;sigmaf=2*sigmav/lamda0;rand('state',sum(100*clock));d1=rand(1,azi_num);rand('state',7*sum(100*clock)+3);d2=rand(1,azi_num);xi=1*sqrt(-2*log(d1)).*cos(2*pi*d2);xq=2*sqrt(-2*log(d1)).*sin(2*pi*d2);coe_num=12;coeff=zeros(1,coe_num+1);forn=0:coe_numcoeff(n+1)=2*sigmaf*sqrt(pi)*exp(-4*sigmaf^2*pi^2*n^2/fr^2)/fr;endb=zeros(1,2*coe_num+1);forn=1:2*coe_num+1ifn<=coe_num+1b(n)=1/2*coeff(coe_num+2-n);else