多目标雷达测距与检测Matlab实现课程设计报告

1、课程设计(论文)任务书 信息工程 学院 物联网 专业 2012-1 班 一、课程设计(论文)题目多目标雷达检测与Matlab实现二、课程设计(论文)工作自 2014年 12月 22 日起至 2015 年 01 月 04 日止。三、课程设计(论文) 地点: 教4楼410 四、课程设计(论文)内容要求：1本课程设计的目的（1）了解雷达系统基本原理，掌握雷达数字信号处理的基本原理（2）掌握雷达测距信号处理的基本思路和方法； （3）在Matlab环境下数字信号处理算法的编程与调试；（4）培养分析、解决问题的能力；（5）提高科技论文写作能力，科技文献的查阅能力。 2课程设计的任务及要求1）基本要求：（1

2、）分析线性调频（LFM）信号的时域特性与频域特性；（2）对多目标回波信号进行仿真，并分析该信号的时域特性与频域特性；（3）Matlab环境下，设计并编程实现多目标雷达测距与检测；（4）对测距与检测结果进行分析。2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善算法效率；分析噪声和杂波对算法影响。3）课程设计论文编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写论文（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成4）评分标准： （1）完成原理分析：25分； （2）完成设计过程：30分； （3）完成调试：25分；（4）问题回答：20分；问题：在雷达数字信

3、号处理中，为什么采用LFM信号？与传统脉冲雷达信号相比，LFM信号的主要优势有哪些？请根据自己的理解回答。5）参考文献：（1）程佩青，数字信号处理教程，第四版，清华大学出版社（2）Ian G. Cumming 等，著. 洪文 等，译合成孔径雷达成像-算法与实现 电子工业出版社6）课程设计进度安排内容 天数地点构思及收集资料 2图书馆设计与调试 5图书馆、实验室撰写论文 3图书馆、实验室学生签名： 班级：学号： 年 月 日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（25分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）设计分析（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）完

4、成调试（25分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）评阅人： 职称： 年 月 日多目标雷达检测与Matlab实现 课程设计报告 当r=600时，目标回波信号频域图为：图4.2.3 r=600时目标回波信号频域图（4）当r=800时，目标回波信号频域图为：图4.2.4 r=800时目标回波信号频域图目标回波信号频域图与发射信号频域图之间相差了项，即为传播过程中的时延。比较上述四幅图可知：在r=400或r=600的时候，信号频谱是比较完整的，即时域中信号没有出现丢失，但是当r

5、=800的时候，信号频谱是不完整的，信号出现了丢失。4.3 压缩信号图分析当r=400时，压缩信号图为：图4.3.1 r=0时压缩信号图当r=400时，压缩信号图为：图4.3.2 r=400时压缩信号图（3）当r=600时，压缩信号图为：图4.3.3 r=600时压缩信号图当r=800时，压缩信号图为：图4.3.4 r=800时压缩信号图 由上面四幅图可以看出，随着目标距离的增大，脉冲压缩后得到的能量在不断减少，出现了能量损耗。 4.4 多目标压缩信号图分析为了解决在多目标情况下，距离过大而产生信号丢失的问题，我们可以采取这样的方法。对发射信号做FFT变换得到乘以，其中，可得当雷达距离目标r=

6、200,r=400,r=600时，三者回波信号在时域的图为：图4.4.1(2)当雷达距离目标r=200,r=400,r=600时，三者回波信号在频域的图为：图4.4.2对回波信号做IFFT可得到目标回波信号表达式，经脉冲压缩后得到多目标压缩信号图为：图4.4.3第五章 问题回答问题：在雷达数字信号处理中，为什么采用LFM信号？与传统脉冲雷达信号相比，LFM信号的主要优势有哪些？请根据自己的理解回答。回答：线性调频脉冲压缩信号的突出优点是匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感,即使回波信号有较大的多普勒频移,原来的匹配滤波器仍能起到脉压的作用。不足之处是线性调频脉冲压缩信号匹配滤波器输出响应的旁

7、瓣较高,为了压低旁瓣,常采用加权处理,加权实际上是一种失配处理,是以主瓣展宽和信噪比降低为代价的。线性调频信号是典型的脉冲压缩扩谱信号，采用这种信号形式，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，只要干扰信号和匹配滤波器之间存在失配，则干扰输出损失就大，因此，是一种具有良好的抗干扰性能的信号形式。 LFM信号在脉冲压缩体制雷达中广泛应用；利用线性调频信号具有大带宽、长脉冲的特点，宽脉冲发射已提高发射的平均功率保证足够的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲已提高距离分辨率，较好的解决了雷

8、达作用距离和距离分辨率之间的矛盾；。而利用脉冲压缩技术除了可以改善雷达系统的分辨力和检测能力，还增强了抗干扰能力、灵活性，能满足雷达多功能、多模式的需要。第六章 致谢与总结 这次“多目标雷达检测与Matlab实现”课程设计收获很多。首先感谢学院为我们提供做课程设计的场地，感谢周老师指导我们完成课程设计，并为我们一一解答问题。同时感谢各位同学在10天的课程设计中对我的帮助，不厌其烦的协助我解决问题，感谢你们。 这次课设是一次理论与实践的结合，之前在学信号系统或者数字信号处理的时候不知道这两门课怎么在实际中应用，但是通过这次的课设，我对这两门课程的应用有了一个初步的了解。雷达测距对我来说还是一个很

9、新鲜的事物，通过这次课设也提升了我对这两门课程的兴趣。 当然，在此次课设中也发现了自己很多不足的地方，之前学过的Matlab现在用起来都不熟练，在运用Matlab软件上用掉了许多时间。由于信号系统和数字信号处理学的不扎实，对傅里叶变换、快速傅里叶变换理解不深，所以在理解原理上也很吃力。 最后还是很感谢这次课设，让我认识到自己许多不足，加强了对基础知识的理解。感谢老师对我们的帮助。附录（Matlab程序）C=3e8; %光速Tp=4e-6; %脉冲时宽B=80e6; %发射信号带宽Fs=100e6; %采样频率K=B/Tp; %线性调频率r0=200; %目标点距离r1=400; r2=600;

10、 tp_num=floor(Tp*Fs/2)*2;%采样点，floor取整tnrn_num=1024; %发射接收采样点总数t0=2*r0/C; %时间上延迟t1=2*r1/C; t2=2*r2/C; tnrn=-(tnrn_num./2-1).*1/Fs:1/Fs:tnrn_num./2.*1/Fs;%采样时间fr=-Fs/2:Fs./tnrn_num:Fs/2-Fs./tnrn_num;win0=(tnrn-t0)=(-Tp/2)&(tnrn-t0)=(-Tp/2)&(tnrn-t1)=(-Tp/2)&(tnrn-t2)=(Tp/2);%窗函数amp=1;%衰减系数y0=amp*win0.*exp(j*pi*K*(tnrn-t0).2);%接收信号y1=amp*win1.*exp(j*pi*K*(tnrn-t1).2);%接收信号y0_f=fftshift(fft(y0);linear_component=exp(-j.*2.*pi.*fr.*(2.*r2./C);y2=ifft(fftshift(y0_f.*linear_component);y=y0+y1+y2;y_0=fftshift(y0);y_1=fftshift(y1);y_2=fftshift(y2);Y_3=fftshift(y); fr=-Fs/2:Fs./tnrn_num:Fs/2