雷达信号杂波的仿真与实现
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仿真技术天基雷达信号仿真系统设计与实现3张 牙1,2,王岩飞1,闫鸿慧1(1.中国科学院电子学研究所, 北京100080; 2.中国科学院研究生院, 北京100039)【摘要】 雷达回波信号仿真器是雷达系统研究和开发中的重要设备,利用其仿真的雷达回波信号,研究人员可以在实验室中对雷达信号处理器性能进行分析。
雷达回波信号仿真器可以降低研究成本,缩短开发周期,文中在设计天基雷达系统时分析了天基雷达回波特性,最后得到了1种可编程配置的雷达信号仿真器。
【关键词】 天基雷达;回波信号;仿真器中图分类号:T N955 文献标识码:AD esi gn an d Rea li za t i on of S i gna l S i m u l a t i n g Syste m i n Space 2ba sed Rada rZHA NG Ya1,2,WA NG Yan 2fei 1,Y AN Hong 2hui1(1.I nstitute of Electr onics,Chinese Acade m y of Sciences, Be ijing 100080,China )(2.Gr adua te School of the Chine se Acade m y of Sciences, Be ijing 100039,China )【Abstra c t 】 As an i mportan t equ i p m ent,rada r signa l si m ul a t or is nece ssa ry for resea rch and develop m ent of radar system s .It can provide si mulativ e radar echoes in the laboratory instead of the in 2p l ace experi ment,which can reduce most of the fi nanceand pe ri ods,espec ially in the re sea rch of s pace based radar syste m s .In this paper,the characteristi c s of the echo of s pace ba sed rada r a re analyzed .A s pace based rada r signa l si m ula t or is reali zed .T he key issue s of hard wa re and s oft w a re i mplementa ti on have been solved .【Key word s 】s pace ba sed rada r (SBR );signal;si mulator0 引 言雷达信号仿真器是一种用来调试雷达系统的信号发生器,是数字仿真技术在雷达技术上的应用。
总第172期2008年第10期舰船电子工程Ship Electronic Enginee ring Vol.28No.10129 相关地杂波建模和仿真3罗 倩1),2) 闫鸿慧2)(北京信息科技大学1) 北京 100192)(中国科学院电子学研究所2) 北京 100080)摘 要 分析了雷达地杂波的幅度和频谱分布特性,通过对大量实测地杂波回波数据的分析和拟合,建立了仿真杂波幅度和频谱特性的模型。
地面杂波的相关特性可以用低阶AR 模型很好地描述,而其幅度分布特性可以用对数正态分布建模。
研究了基于零记忆非线性变换法对相关对数正态分布杂波的建模和仿真方法,仿真效果理想。
这种方法快速、有效,可用于雷达信号模拟和雷达信号处理器的设计。
关键词 雷达杂波仿真;相关对数正态分布;ZMNL 中图分类号 TP391.9 Modeli ng an d Si m ul at ion of Correlated Terrai n Cl utterL uo Qia n 1),2) Ya n Honghui 2)(Beijing In fo rmation Science &Technology Univer sity 1),Beijing 100192)(Electronic Institute ,Chine se Aca demy of Sciences 2),Beijing 100080)Abs tra ct A simulation method of correlated non 2G auss ian radar clutter is cons idered in this paper.The analysis of radar clut 2ter amplitude distributi on and spectr um characteristic is presented.The coherent log normal distribution clutter is simu lated ba s ed on m odeled real clutter data by using zero mem ory n onlinearity meth od.The resu lt proves this method is effective and reliable.The ob 2tained data can be used directly in simulation of radar correlative clutter a s well as des ign of rada r systems.Ke y w ords radar clut te r simulation ,co rrela ted log normal dist ributio n ,ZMNL Class N umber TP391.91 引言本文主要研究雷达地面杂波回波及其仿真问题。
第1篇一、实验目的通过本次实验,使学生掌握雷达系统的工作原理,熟悉雷达信号的生成、调制、发射、接收、处理和显示等过程,加深对雷达基本概念的理解,提高动手能力和分析问题的能力。
二、实验原理雷达系统通过发射电磁波对目标进行探测,根据反射回来的电磁波来获取目标的位置、速度等信息。
实验中主要涉及以下原理:1. 多普勒效应:当雷达发射的电磁波遇到运动目标时,反射回来的电磁波频率会发生变化,频率变化量与目标速度成正比。
2. 调制与解调:雷达系统中的信息调制和解调是信号处理的关键步骤,通过调制可以将目标信息加载到电磁波上,通过解调可以提取出目标信息。
3. 信号处理:雷达接收到的信号往往包含噪声和干扰,需要对信号进行处理,提取出有用的目标信息。
三、实验仪器与设备1. 雷达实验系统2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 示波器5. 计算机及相关软件四、实验内容1. 雷达信号生成与调制:设置信号发生器产生连续波信号,通过调制器将信号调制到雷达发射器上。
2. 雷达发射与接收:发射器将调制后的信号发射出去,接收器接收反射回来的信号。
3. 信号处理:对接收到的信号进行放大、滤波、解调等处理,提取出目标信息。
4. 多普勒频移测量:通过测量反射信号的频率变化量,计算出目标速度。
5. 目标位置估计:根据雷达系统的几何关系,估计目标的位置。
五、实验步骤1. 连接实验设备:按照实验电路图连接实验设备,确保连接正确。
2. 设置信号发生器:设置信号发生器产生连续波信号,频率和幅度根据实验要求进行调整。
3. 调制信号:通过调制器将信号调制到雷达发射器上。
4. 发射与接收:开启雷达发射器和接收器,发射信号并接收反射回来的信号。
5. 信号处理:对接收到的信号进行放大、滤波、解调等处理。
6. 多普勒频移测量:通过测量反射信号的频率变化量,计算出目标速度。
7. 目标位置估计:根据雷达系统的几何关系,估计目标的位置。
8. 数据记录与分析:记录实验数据,并对数据进行处理和分析。
海杂波matlab仿真程序海杂波(sea clutter)是雷达信号处理中的一个重要问题,也是海洋环境中的一个常见现象。
海杂波指的是雷达接收到的来自海面的回波信号中的杂波部分,它主要由海浪、海浪与海面之间的散射物、海洋生物等引起。
海杂波会对雷达系统的性能产生影响,因此对海杂波进行研究和仿真具有重要意义。
Matlab是一种常用的科学计算软件,它提供了丰富的工具和函数,可以用来进行海杂波的仿真和分析。
在海杂波仿真中,我们可以通过模拟海洋环境中的各种因素,来生成与实际海杂波相似的信号。
这样可以帮助我们更好地理解海杂波的特性,并为雷达系统的设计和性能评估提供参考。
海杂波的特点是多变性和复杂性。
海洋环境中的海浪和散射物会引起回波信号的频率和相位的变化,这使得海杂波的特性难以准确描述。
因此,在进行海杂波的仿真时,我们需要考虑到这些因素,并结合实际的海洋环境数据进行模拟。
海杂波的仿真可以帮助我们研究海洋环境中的信号处理算法和雷达系统的性能。
通过对海杂波的仿真,我们可以评估不同算法对海杂波的抑制效果,并选择最优的算法来提高雷达系统的性能。
同时,海杂波的仿真还可以用于雷达系统的性能测试和验证,以确保系统能够正常工作。
海杂波的仿真还可以帮助我们研究海洋环境中的其他问题,例如海洋生物的检测和跟踪。
海洋生物在雷达回波中会产生特定的特征,通过对海杂波的仿真,我们可以研究这些特征,并开发相应的算法来检测和跟踪海洋生物。
除了海杂波的仿真,Matlab还可以用于海杂波数据的处理和分析。
通过对海杂波数据的处理和分析,我们可以提取出海杂波的特征和统计信息,从而更好地理解海杂波的性质。
这些信息可以用于雷达系统的设计和性能评估,并为海洋环境的监测和预测提供参考。
海杂波的仿真是雷达信号处理中的一个重要问题。
通过使用Matlab 进行海杂波的仿真和分析,我们可以更好地理解海杂波的特性,并为雷达系统的设计和性能评估提供参考。
海杂波的仿真还可以帮助我们研究海洋环境中的其他问题,例如海洋生物的检测和跟踪。
雷达信号处理技术及仿真任新涛;张宏伟;田蛟;潘刚【摘要】The process of radar signal processing was simulated by Matlab software, from which the simulation graph can make us have a visualized understanding on the process of radar signal processing, and reflect the convenience and quickness of Matlab software in radar signal processing and simulation. In addition, the current status, shortages and development trend of current radar constant false alarm rate (CFAR) detection technology are elaborated. Through improving simulated annealing (SA) , an optimal threshold constant false alarm rate detection algorithm which can effectively select detection threshold in the process of constant false alarm rate detection is put forward. The constant false alarm rate detection performance of the radar system can be improved, and a certain reference value on the development of constant false alarm rate can be gained.%在此借助Matlab软件对雷达信号处理过程进行仿真,从仿真图形直观地理解雷达信号处理过程,也体现了Matlab软件在雷达信号处理仿真中的方便、快捷等优点.另外,对当今雷达恒虚警检测技术的现状、不足及其发展动态进行了论述,并通过改进模拟退火算法,提出了一种最优门限恒虚警检测算法.该算法能够在恒虚警检测过程中有效地选取检测门限,提高了雷达系统的恒虚警检测性能,对恒虚警发展具有一定的参考价值.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)003【总页数】4页(P8-10,14)【关键词】Matlab;雷达信号处理;恒虚警;模拟退火;门限【作者】任新涛;张宏伟;田蛟;潘刚【作者单位】军械工程学院研究生管理大队学员三队,河北石家庄050003;军械工程学院研究生管理大队学员三队,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TN95-34现今雷达系统所处的电磁环境日益复杂,相应出现的目标检测方法也越来越多。
雷达海杂波性能分析及消除方法摘要:文章根据舰载雷达海杂波影响情况及相关资料,对海杂波时域特性、频域特性、空域特性进行了分析。
在分析的基础上给出了处理办法,并给出仿真结果。
海杂波在时域上相关时间有限;海杂波在频域上类似高斯型。
可以通过估计其参数进行自适应处理,在频域、空域及时域进行滤除,达到目标检测的目的。
仿真结果表明,该种处理可达到滤除杂波的要求。
关键词:海杂波;时域特性;频域特性;自适应;目标检测中图分类号:tp3 文献标识码:a 文章编号:1009-3044(2013)05-1177-021 概述舰载雷达执行任务时,经常面临海杂波的影响,造成目标检测能力下降。
海杂波处理困难是因为海杂波具有变化无规律,性质难把握的特点。
首先,海杂波与海域,气象及季节等均有关系。
在杂波不出现时,画面较为干净,而杂波出现时,则会严重干扰目标检测,甚至看不到目标。
因此,对海杂波进行深入研究并采取针对的有效措施是提高舰载与岸基雷达作战效能的一项紧迫任务。
解决舰载雷达的抗海杂波能力应从杂波特性分析入手进行处理。
2 海杂波特性分析根据相关资料及实测数据,海杂波具有如下特性。
海杂波与雷达工作频率、风力、风速、擦地角、温度等均有关系。
其中,最主要的影响是风。
风的影响在海杂波的时域及频域表现出来[1]。
2.1 海杂波的时域特性在a显上观察海杂波时,其表现为与分辨单元的尺寸有关,对于大的分辨单元,海杂波在距离上是分布式的;随着分辨单元的减小,海杂波表现得越来越孤立,类似于时变目标的一系列回波,在小入射角时,则表现为海浪尖峰。
根据《雷达手册》的表述,海杂波在小入射角时,表现为海面尖峰。
如:水平极化时x波段海面尖峰如图1所示。
图1中,左图为海态3,右图为海态1对应的回波,从图中可以看出,时域分辨力越高,杂波越呈尖峰状态,杂波的影响越小。
舰载多功能雷达工作于水平极化方式,性质与之基本相同。
海表面在时间和空间上可看成是一个平稳的随机过程,在特定的持续时间与空间内,杂波散射截面积是各态历经的,即为一个均值。
收稿日期:2020-01-05修回日期:2020-02-20基金项目:国家自然科学基金资助项目(11747089)作者简介:张华杰(1983-),女,河南新乡人,硕士。
研究方向:电子信息工程。
*摘要:基于雷达信号的基本理论,分析整理了雷达信号的时域表示、频域表示以及模糊函数;归纳总结了单载频矩形脉冲信号、线性调频矩形脉冲信号以及伪随机二相编码信号等3种典型的雷达脉冲信号,对它们的复包络、时域描述、频谱函数、模糊函数及其特点进行了详尽研究和分析,建立了3种雷达脉冲信号的完整的数学模型;基于Matlab 仿真软件对3种典型的雷达脉冲信号进行了仿真实现,设计并编写了通用脉冲雷达信号仿真软件。
该仿真软件能够对雷达脉冲信号的各种参数、信号采样频率和采样时间进行设置,软件按照设置的参数进行信号仿真,并能给出信号的时域波形、频谱及其三维模糊函数图,这对于雷达信号形式的教学和科研具有积极的推动作用,学员能够直观形象地学习和理解各种雷达脉冲信号,同时对于相关的科研工作,能够提供所需的各种雷达信号数据,为雷达信号处理相关算法研究提供数据支撑。
关键词:雷达脉冲信号,线性调频信号,二相编码信号,信号仿真,模糊函数中图分类号:TN29文献标识码:ADOI :10.3969/j.issn.1002-0640.2021.02.017引用格式:张华杰.通用脉冲雷达信号仿真软件设计与实现[J ].火力与指挥控制,2021,46(2):97-103.通用脉冲雷达信号仿真软件设计与实现*张华杰(新乡学院物理与电子工程学院,河南新乡453000)Design and Implementation of General Pulse Radar Signal Simulation SoftwareZHANG Hua-jie(School of Physics and Electronic Engineering ,Xinxiang University ,Xinxiang 453000,China )Abstract :Firstly ,based on the basic theory of radar signal ,the time domain representation ,frequency domain representation and fuzzy function of radar signal are analyzed and arranged ;three typical radar pulse signals ,including single carrier rectangular pulse signal ,LFM rectangular pulse signal and pseudo -random two -phase coded signal are summarized ,and describes their complex envelope ,time domain description ,spectrum function ,fuzzy function and their deatures are elaborated and analyzed in details ,and the complete mathematical models of three kinds of radar pulse signals are established.Finally ,based on the MATLAB simulation software ,three kinds of typical radar pulse signals are simulated ,and the general pulse radar signal simulation software is designed and compiled.The simulation software can set various parameters ,signal sampling frequency and sampling time of radar pulse signals ,and simulate the signals according to the set parameters ,and provide the time -domain waveform ,spectrum and three-dimensional fuzzy function diagram of the signals ,which has a positive role in promoting the teaching and scientific research of radar signal form ,and students can intuitively and vividly learn and understand all kinds radar pulse singnals.At the same time ,for the related research work ,it can provide all kinds of needed radar signal data ,and provide data support for the relative algorithm research of radar signal processing algorithm.Key words :radar pulse signal ,LFM signal ,biphase coded signal ,signal simulation ,fuzzy function Citation format :ZHANG H J.Design and implementation of general pulse radar signal simulation software [J ].Fire Control &Command Control ,2021,46(2):97-103.文章编号:1002-0640(2021)02-0097-07Vol.46,No.2Feb ,2021火力与指挥控制Fire Control &Command Control 第46卷第2期2021年2月97··(总第46-)火力与指挥控制2021年第2期0引言雷达系统在军事和民用领域都有着很广泛的影响,长期以来我国的雷达制造水平有了长足的发展,但在系统的仿真领域起步较晚,而且缺乏统一的规划。