《雷达技术》实验指导书

《雷达技术》试验指导书99999999999999999999999信息科学与工程学院编制人：吴迪、付垚编制日期：2022-9-15试验一、雷达波形分析试验试验目的：1、了解雷达常用信号的形式2、学会用仿真软件〔Matlab〕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试验原理：雷达有两大类型：连续波〔CW〕型和脉冲型。CW雷达连续放射无线电波，同时接收反射回波。回波。测量多普勒频率，直接称为脉冲雷达。收的问题。脉冲雷达辐射的无线电波形称为放射波形，它有4个根本参数：或特定工作要求。脉冲宽度：脉冲宽度就是脉冲持续时间。脉冲宽度可以从几分之一微妙到后沿之间的距离表示。PRFfr表示。试验步骤：1、列出简洁脉冲调制信号和线性调频雷达信号数学模型2Matlab软件编写雷达信号产生程序3、对信号进展频谱分析4、记录仿真结果、存储仿真波形试验内容〔试验参数设置：信号参数设置如下：载频：85MHz250µs脉冲宽度：8µs1v载频：85MHz脉冲重复周期：250µs脉冲宽度：20µs15MHz幅度：1v试验程序：简洁的脉冲调制信号〔Matlab程序：Fs=10e6;t=0:1/Fs:300e-6;fr=4e3;fo=8.5e7;x1=square(2*pi*fr*t,3.2)./2+0.5;x2=exp(i*2*pi*fo*t);x3=x1.*x2;subplot(3,1,1);plot(t,x1,”-”);axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel(”时间/s”)ylabel(”幅度/v”)title(”脉冲信号重复周期T=250us8us”)grid;subplot(3,1,2);plot(t,x2,”-”);axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel(”时间/s”)ylabel(”幅度/v”)title(”连续正弦波信号载波频率fo=85MHz”)grid;subplot(3,1,3);plot(t,x3,”-”);axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel(”时间/s”)ylabel(”幅度/v”)title(”脉冲调制信号”)grid;/*****************************************************************************/线性调频信号〔Matlab程序：Fs=10e6;fr=4e3;x2=exp(i*2*pi*fo*t);x3=x1.*x2;subplot(2,2,1);plot(t,x1,”-”);xlabel(”时间/s”)ylabel(”幅度/v”)title(”脉冲信号重复周期T=250us脉冲宽度为8us”)grid;subplot(2,2,3);plot(t,x2,”-”);xlabel(”时间/s”)ylabel(”幅度/v”)title(”fo=85MHz”)grid;B=15.0e6;T=10.e-6;mu=B/T;delt=linspace(-T/2.,T/2.,10001);LFM=exp(i*2*pi*(fo*delt+mu.*delt.^2/2.));LFMFFT=fftshift(fft(LFM));freqlimit=0.5/1.e-9;freq=linspace(-freqlimit/1.e6,freqlimit/1.e6,10001);figure(1)subplot(2,2,2);axis([-1,1,-1.5,1.5]);grid;时间/s”)幅度/v”)title(”线性调频信号T=10msB=15MHz”)subplot(2,2,4);y=20*log10(abs(LFMFFT));y=y-max(y);plot(freq,y,”k”);grid;频率/MHz”)ylabel(”频谱/dB”)title(”线性调频信号T=10msB=15MHz”)试验结果：简洁的脉冲调制信号线性调频信号试验二、相位法与振幅法测角试验试验目的：1、了解雷达常用信号的形式2、学会用仿真软件〔Matlab〕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试验原理：相位法测角多在相控阵雷达中使用。号法，等信号法多用在准确跟踪雷达中，最小信号法已很少使用。1、相位法测角：设在θd，顾他们所接收到的信号由于存在波程差ΔR而产生一个相位差ψ，ψ=2πΔR/λ=2πdsinθ/λ图片：1312用来解决多值性问题。图片：设目标在θ12d1213之间的距d13d1212收到的信号之间的相位差在测角范围内满足：ψ12=2πd12sinθ/λ＜2πψ121读出d1313收到的信号相位差为ψ13=2πd13sinθ/λ=2Nπ+ψψ1322π的ψN值，可以利用如下关系式：ψ12/ψ13=d12/d13ψ13=d13ψ12/d121的读数ψ12可算出ψ13，由于ψ12的精度不高，求出的只是ψ13的近似值，但只要ψ12N，用这个近似的ψ132πNN带入ψ13的计算公式中就可以算出ψ13，由于d13/λ较大，这样求出的ψ13的精度就比较高。2、振幅法测角：试验步骤：1、列出相位法测角的数学模型2MATLAB软件编写单基线测向算法和比幅法解模糊程序3、记录仿真结果、存储仿真波形试验内容〔试验参数设置：PC机上利用Matlab所设计的雷达信号分析其频谱特性和模糊函数。信号参数范围如下：1、载频范围：3GHz~4GHz2、目标角度范围：-30°~30°3、天线数量：3个4、天线间距离范围：0.05m~0.3m6、两两天线相位差测量范围：-π~π选作：雷达的目标跟踪试验程序：选作：雷达的目标跟踪源程序〔Matlab〕clc;clear;T=2;%雷达扫描周期num=100;%滤波次数%***************************产生真实轨迹**************************N=800/T;x=zeros(N,1);y=zeros(N,1);vx=zeros(N,1);vy=zeros(N,1);x(1)=-2022;y(1)=1000;vx=15;vy=0;ax=0;ay=0;var=100;%产生真实轨迹fori=1:N-1x(i+1)=x(i)+vx*T+0.5*ax*T^2;y(i+1)=y(i)+vy*T+0.5*ay*T^2;endnx=zeros(N,1);ny=zeros(N,1);nx=100*randn(N,1);ny=100*randn(N,1);zx=x+nx;zy=y+ny;form=1:numz=2:1;xks(1)=zx(1);yks(1)=zy(1);xks(2)=zx(2);yks(2)=zy(2);o=4:4;g=4:2;h=2:4;q=2:2;xk=4:1;perr=4:4;o=[1,T,0,0;0,1,0,0;0,0,1,T;0,0,0,1];h=[1000;0010];g=[T/2,0;T/2,0;0,T/2;0,T/2];q=[100000;010000];perr=[var^2var^2/T00var*var/T2*var^2/(T^2)0000var^2var^2/T00var^2/T2*var^2/(T^2)];vx=(zx(2)-zx(1))/2;vy=(zy(2)-zy(1))/2;xk=[zx(1);vx;zy(1);vy];forr=3:N;z=[zx(r);zy(r)];xk1=o*xk;perr1=o*perr*o”;k=perr1*h”*inv(h*perr1*h”+q);xk=xk1+k*(z-h*xk1);perr=(eye(4)-k*h)*perr1;xks(r)=xk(1,1);yks(r)=xk(3,1);vkxs(r)=xk(2,1);vkys(r)=xk(4,1);xk1s(r)=xk1(1,1);yk1s(r)=xk1(3,1);perr11(r)=perr(1,1);perr22(r)=perr(2,2);rex(m,r)=xks(r);rey(m,r)=yks(r);end完毕一次滤波endex=0;ey=0;eqx=0;eqy=0;ey1=0;ex1=N:1;ey1=N:1;fori=1:Nforj=1:numex=ex+x(i)-rex(j,i);ey=ey+y(i)-rey(j,i);end