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雷达原理实验报告(哈工程)

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实 验 报 告

实验课程名称： 雷达原理

： 班级： 电子信息工程4班 学号：

实验名称 规程度 原理叙述 实验过程 实验结果 实验成绩

雷达信号波形分析实验

相位法测角实验

接收机测距和灵敏度实验

目标距离跟踪和动目标显示实验

平均成绩

折合成绩

注：1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和

2、平均成绩取各项实验平均成绩

3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合

2017年 5 月 . .

. . . . 雷达信号波形分析实验报告

2017年 4 月 5 日 班级 电子信息工程4班 评分

一、实验目的要求

1. 了解雷达常用信号的形式。

2. 学会用仿真软件分析信号的特性。

3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。

二、实验原理

为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2 其中S：目标距离；T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间；C：光速。

三、实验参数设置

载频围：0.5MHz

脉冲重复周期：250us

脉冲宽度：10us

幅度：1V

线性调频信号

载频围：90MHz

脉冲重复周期：250us

脉冲宽度：10us

信号带宽：14 MHz

幅度：1V

四、实验仿真波形 . .

. . . . 00.511.52x 10-3-101时间/s幅度/v脉冲1.03561.03571.03581.0359x 10-3-101时间/s幅度/v连续波00.511.52x 10-3-101时间/s幅度/v脉冲调制-4-2024x 107012x 104频率/MHz幅度/dB脉冲频谱图-4-2024x 1070510x 104频率/MHz幅度/dB连续波频谱图-4-2024x 107012x 104频率/MHz幅度/dB脉冲调制频谱图00.511.52x 10-3-101时间/s幅度/v脉冲8.2628.26258.263x 10-4-101时间/s幅度/v连续波00.511.52x 10-3-101时间/s幅度/v脉冲调制-4-2024x 107024x 104频率/MHz幅度/dB脉冲频谱图-4-2024x 1070510x 104频率/MHz幅度/dB连续波频谱图-4-2024x 107012x 104频率/MHz幅度/dB脉冲调制频谱图02004006008001000-500500500100015002000050100 . .

. . . .

五、实验成果分析

实验中用到的简单脉冲调制信号的产生由脉冲信号和载频信号组成，对调制信号进行线性调频分析，得到上面的波形图。改变载频、信号带宽，线性高频结果会有很大变化。由频谱特点可知线性调频信号可以扩展雷达信号的频谱，很容易获得较大的信号处理增益，从而降低了雷达发射信号峰值功率，是一种十分有效的低截获概率雷达信号，在抗干扰性方面，

是一种具有良好的抗干扰性能的信号形式。

六、教师评语

教师签字

050010001500200025003000-505050010001500200025003000-505-50050-50050频率/MHz功率/dB-100102030-20020406080时间/us功率/dB . .

. . . . 相位法测角实验报告

年 月 日 班级 评分

一、实验目的要求

1. 了解雷达常用测角方法。

2. 学会用仿真软件验证测角算法。

3．能够设计并仿真测角解模糊程序。

二、实验原理

1. 利用了相位法测角的数学模型

2. 利用MATLAB软件编写单基线测向算法和比幅法解模糊程序相位法测角利用了多哥天线所接收回波信号之间的相位差进行测角；振幅法测角利用了天线收到的回波信号幅值来做角度测量，该幅值的变化规律取决于天线方向图及天线扫描的方式。振幅测角法可以分为最大信号法和等信号法。

三、实验参数设置

1载频围：3.5GHz

2短基线长度0.08

3长基线长度0.4

四、实验仿真波形

-30-20-100102030-1-0.500.51目标角度/°相位差/*短基线相位差与角度关系-30-20-100102030-1-0.500.51X: 6.141Y: 0.9984目标角度/°相位差/*长基线相位差与角度关系 . .

. . . . -30-20-100102030-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81目标角度/°相位差/*相位差与角度关系

短基线相位长基线相位-30-20-100102030-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81目标角度/°相位差/*相位差与角度关系

短基线相位长基线相位-30-20-100102030-1-0.500.51目标角度误差/度短基线测角精度误差-30-20-100102030-0.2-0.100.10.2目标角度误差/度长基线测角精度误差 . .

. . . .

五、实验成果分析

由理论计算长基线最大测角为6度9分，matlab仿真中长基线最大测角为6.141度(如图二),验证理论与仿真相互验证，由误差图可以看出短基线测角精度明显高于长基线测角精度。但两种测量方法的测角误差都不大，都不到1度的误差。

六、教师评语

教师签字

. .

. . . . 雷达测距和接收机灵敏度实验

年 月 日

班级

评分

一、实验目的要求

1．掌握目标回波测距的方法。

2．雷达回波信号能量变化对接收机输出的信号的幅度（包络）的影响。

3．掌握切线灵敏度的定义。

二、实验原理

1．距离测量。雷达工作时，发射机经天线向指定空间发射一串重复周期的高频脉冲。

如果在电磁波传播的路径上有目标存在，那么雷达可以接收到由目标反射回来的回波。由于

回波信号往返于雷达和目标之间，它将滞后于发射脉冲一个时间r t 。如图3.1 示电磁波以光速传播，设目标的距离是R ，则传播的距离为光速乘以时间间隔，即

2．切线灵敏度。在某一输入脉冲功率电平的作用下，雷达接收机输出端脉冲与噪声叠加后信号的底部与基线噪声（只有接收机噪声）的顶部在一条直线上（相切），则称此输入脉冲信号功率为切线信号灵敏度TSS P 。对于单脉冲雷达信号，则有,其中，

A 是输入信号的幅度， R 为接收机阻。本实验仪接收机阻为50 欧姆。

三、实验参数设置

本实验的可变参数为目标回波幅度的衰减百分比。初始衰减值为0。每按一次参数按钮，衰减增加5％，直到衰减百分比的最大值95％后又从初始值开始。

四、实验数据以及结果

衰减为95%时，

Um/mV 20.0 19.2 17.7 22.4 21.6

Uv/mV 17.6 20.4 18.8 20.0 18.4

. .

. . . . 目标回波幅度衰减百分比与回波延时：

幅度衰减 5 10 15 20 25 30

回波延时/us 33.00 66.80 99.20 132.4 165.4 197.6

五、结论以及讨论

1．根据记录回波的时延，计算目标回波距离。

目标回波时延：tr=25us，根据公式R=C*tr/2计算得回波距离R为3.75km。

2．距离分辨率为多少？

距离分辨率，实验测得目标回波脉冲宽度为240ns，代入距离分辨率公式得到rc约为36m。

3. 目标回波输入信号的幅度改变，示波器输出信号有何变化？

由数据表格及根据表格做出的波形图可以看出，示波器输出信号幅度随目标回波输入信号的幅度衰减的增大而减小。

4．雷达的切线灵敏度是多少？

接收机灵敏度为： 95。

5. 基线噪声电压峰值Un和满足切线灵敏度条件下有信号处输出噪声的峰值Um 是否相同？为什么？

基线电压峰值Un小于满足切线灵敏度条件下有信号处输出噪声的峰值Um,因为Un只是接收机噪声而Um不仅包含接受机噪声还包含外界干扰噪声所以Un

六、教师评语

教师签字

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. . . . 目标距离跟踪和动目标显示实验

年 月 日 班级 评分

一、实验目的要求

1．掌握距离跟踪的原理。

2．熟悉截获条件和失捕条件的含义。

3．掌握动目标显示的基本原理。

4．熟悉一次相消和二次相消的概念。

二、实验原理

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雷达干扰实验报告

雷达干扰实验报告

一、实验目的

1. 理解雷达干扰的基本原理和作用；

2. 掌握雷达干扰实验的操作方法；

3. 分析雷达干扰实验的结果，提高雷达系统的抗干扰能力。

二、实验原理

雷达干扰是指利用电磁波对敌方雷达进行干扰，使其无法正常工作或降低其性能。雷达干扰技术包括压制干扰、欺骗干扰和干扰对抗等。本实验主要研究压制干扰和欺骗干扰。

压制干扰：通过发射大功率的干扰信号，使敌方雷达接收到的回波信号被淹没，从而降低雷达的探测能力。

欺骗干扰：通过发射模拟目标信号的干扰信号，误导敌方雷达的探测和跟踪，使其无法正确识别目标。

三、实验设备与仪器

1. 雷达系统：包括发射机、接收机、天线等；

2. 干扰设备：包括干扰发射机、干扰天线等；

3. 测试仪器：包括示波器、频谱分析仪等；

4. 实验软件：雷达信号处理软件、干扰模拟软件等。

四、实验步骤

1. 连接实验设备，调试雷达系统，使其处于正常工作状态；

2. 设置干扰参数，包括干扰功率、频率、波形等；

3. 开启干扰设备，对雷达系统进行压制干扰实验；

4. 记录雷达系统的响应，包括探测距离、目标识别率等；

5. 关闭干扰设备，分析雷达系统的抗干扰能力；

6. 重复步骤3-5，进行欺骗干扰实验；

7. 对比压制干扰和欺骗干扰对雷达系统的影响； 8. 分析实验结果，提出提高雷达系统抗干扰能力的建议。

五、实验结果与分析

1. 压制干扰实验

（1）当干扰功率较小时，雷达系统仍能正常工作，但探测距离和目标识别率有所下降；

（2）当干扰功率较大时，雷达系统无法正常工作，探测距离和目标识别率显著下降。

2. 欺骗干扰实验

（1）在欺骗干扰下，雷达系统对目标的位置和速度判断出现偏差；

（2）欺骗干扰下，雷达系统的目标识别率降低。

六、实验结论

1. 压制干扰和欺骗干扰对雷达系统均有较大影响，雷达系统应具备较强的抗干扰能力；

2. 雷达系统在设计时，应考虑抗干扰措施，如采用抗干扰波形、优化天线设计等；

雷达仿真曲线实验报告

雷达仿真曲线实验报告

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；

倒车雷达电路实验报告

倒车雷达电路实验报告

倒车雷达电路实验报告

实验目的

本实验旨在设计并制作一个倒车雷达电路，通过使用超声波传感器及其他电子元器件，实现车辆在倒车时的障碍物探测及距离提示功能。

实验器材

- Arduino控制板

- 超声波模块

- 电位器

- 面包板

- 杜邦线

- 蜂鸣器

- LED灯

- 电源

实验原理

倒车雷达是一种基于超声波测距原理的车辆倒车辅助装置。超声波反射传感器通过发送超声波，测量从车辆到障碍物的距离，并将结果转化为电信号输出。本实验中，通过Arduino控制板与超声波模块、蜂鸣器和LED灯相连接，完成倒车雷达电路的设计。

实验步骤

步骤一：准备工作

将Arduino控制板、超声波模块、蜂鸣器、LED灯等器材准备齐全。

步骤二：连接电路 1. 将Arduino控制板与超声波模块相连，按照超声波模块的引脚标注将信号线（Trig）连接到Arduino控制板的数字引脚2，接收线（Echo）连接到Arduino控制板的数字引脚3。

2. 将蜂鸣器连接到Arduino控制板的数字引脚4。

3. 将LED灯连接到Arduino控制板的数字引脚5。

步骤三：编写程序

1. 打开Arduino开发环境，新建一个工程。

2. 编写程序，设置引脚模式，并编写距离提示的逻辑代码。

3. 将程序上传到Arduino控制板。

步骤四：测试实验

1. 将供电器连接到Arduino控制板。

2. 将车辆倒车至感兴趣的位置，并观察蜂鸣器和LED灯的状态变化。

3. 根据实验结果，调整电位器的参数，使提示声音和灯光符合预期的要求。

实验结果

经过实验，我们得到了一个基本可行的倒车雷达电路。当车辆靠近障碍物时，超声波模块会测量到距离，并将结果传递给Arduino控制板。根据设定的距离阈值，Arduino控制板会控制蜂鸣器发出不同频率的提示声音，并通过LED灯亮灭的方式，给出距离障碍物的远近提示。

实验总结

本次实验成功完成了倒车雷达电路的设计和制作。通过超声波测距原理，实现了对车辆倒车过程中障碍物的探测和距离提示。实验结果表明，倒车雷达电路可以在一定程度上提高倒车的安全性。然而，该电路的稳定性有待进一步改进，可以考虑加入滤波电路以提高测量精度。

毫米波雷达实验测试报告

毫米波雷达实验测试报告

毫米波雷达实验测试报告

一、实验目的：

1.了解毫米波雷达的原理和工作方式。

2.学习使用毫米波雷达进行测量和检测。

3.分析毫米波雷达的性能和应用。

二、实验器材：

1.毫米波雷达仪器

2.雷达天线

3.功率计

4.波导组件

5.计算机

三、实验步骤：

1.将毫米波雷达仪器连接到电源并打开。

2.将雷达天线连接到仪器的接口端口。

3.设置仪器的工作频率和功率。

4.将波导组件插入到仪器和被测物体之间。

5.通过计算机对测量结果进行记录和分析。

四、实验结果： 在实验中，我们选择了一个小型金属板作为被测物体。我们通过毫米波雷达仪器对该物体进行了测量和检测。

实验结果显示，毫米波雷达能够精确地检测出金属板的位置和形状。通过对波导组件的设计和调整，我们可以获得不同频率和功率的毫米波信号，从而对不同物体进行测量和检测。

实验中，我们还测试了毫米波雷达的测量范围和准确度。实验结果表明，毫米波雷达在短距离内的测量准确度非常高，能够实时显示物体的位置和形状。然而，在较长距离上，由于信号传播衰减和反射效应的影响，测量精度会降低。

五、实验分析：

通过本次实验，我们了解了毫米波雷达的原理和工作方式。毫米波雷达利用高频的毫米波信号进行测量和检测，具有高分辨率、远程探测和准确性高等优点。

然而，毫米波雷达在实际应用中还存在一些问题。首先，毫米波雷达的设备和器件成本较高，限制了其广泛应用。其次，由于毫米波信号对大气的散射和吸收非常敏感，因此在恶劣的天气条件下，其测量和检测能力会受到影响。

综上所述，毫米波雷达在工业、安防、交通等领域具有广泛的应用前景。通过进一步的技术改进和研究，相信毫米波雷达将在未来发展成为一种重要的检测和测量工具。

六、实验总结： 通过本次实验，我们对毫米波雷达的原理和工作方式有了深入的了解。我们学会了使用毫米波雷达进行测量和检测，并对其性能和应用进行了分析。

本次实验虽然取得了一定的结果，但还存在一些不足之处。例如，由于时间和条件的限制，我们只对一个小型金属板进行了测量，未能充分发挥毫米波雷达的能力。同时，由于设备和器件的限制，我们也无法进行更深入的实验和研究。