雷达原理实验报告.doc

实 验 报 告 实验课程名称： 雷达原理实验 姓名： 班级： 学号： 实验名称规范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数字式目标距离测量相位法与振幅法测角动目标回波多普勒频率提取与分析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2013 年 5 月 30雷达信号波形分析实验报告2012年 5月3日 班级: 姓名: 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传播时间。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（见雷达原理）三、 实验参数设置简单脉冲调制信号：载频范围：90MHz脉冲重复周期：240us脉冲宽度：8us（图1-1）15us（图1-2）幅度：1V线性调频信号：（图1-3）载频范围：91MHz脉冲重复周期：270us脉冲宽度：20us信号带宽：17 MHz幅度：1V四、 实验仿真波形（1）脉冲调制信号图1-1 fr=90MHz T=240us t脉=8us 图1-2 fr=90MHz T=240us t脉=15us （2）线性调频信号 图1-3 fr=91MHz T=270us t脉=20us B=17MHz五、 实验成果分析 1.简单脉冲调制信号 简单脉冲调制信号的产生由脉冲信号和载频信号组成。由图所示,。脉冲信号选区的重复周期为200us，其中脉冲宽度为4us，由公式x1=square(2*pi*fr*t,3.2)./2+0.5（fr为重复频率）可以得到时域内的图形，利用快速傅里叶变换可得到其在频域内的图形。载频信号选取中心频率为85MHz。利用公式x2=exp(i*2*pi*f0*t)（f0为中心频率），可得到正选载频信号的时域图形。同样经过快速傅里叶变换可得到其在品域内的图形。利用公式x3=x1.*x2实现脉冲调制信号，其时域和频域如图所示。2.线性调频信号 线性调频信号时频率随时间变换的信号试验中选取带宽为20Mhz载频选定为85MHz。利用公式delt = linspace(-T/2., T/2., 10001)；LFM=exp(i*2*pi*(f0*delt+mu .* delt.2 / 2.)（mu为B/T为频率变化斜率，B为频率变换范围，即带宽）得到线性调频信号的时域图像，经过快速傅里叶变换，即可得到其在频域的图像。六、 教师评语教师签字数字式目标距离测量实验报告年 月 日 班级: 姓名: 评分一、 实验目的要求 1. 掌握数字式雷达距离测量的基本原理。2. 学会用QuartusII软件设计数字式单目标雷达距离录取装置。3了解多目标雷达距离录取装置的设计方法。二、 实验原理在常用的脉冲雷达中, 回波信号是滞后于发射脉冲tR的回波脉冲,在荧光屏上目标回波出现的时刻滞后于主波,滞后的时间就是tR,测量距离就是要测出时间tR。回波信号的延迟时间tR通常是很短促的,将光速c=3105R km/s的值代入式(6.0.1)后得到R=0.15 tR，其中tR的单位为s, 测得的距离其单位为km, 即测距的计时单位是微秒本实验是在PC机上利用QuartusII软件进行数字式单目标雷达距离录取装置的设计，并通过波形仿真验证设计方案的正确性。三、 实验参数设置（1）脉冲重复周期：250us（2）脉冲宽度：21us（3）目标距离：22Km（4）目标数量：1个实验仿真波形四、 实验仿真波形 图2-1 仿真电路图 图2-2 模拟波形 图2-3 仿真结果五、 实验成果分析首先参考原理图设计数字式单目标雷达距离录取装置，如上图2-1所示，编译完成无错误后，开始确定波形仿真参数。仿真参数如上图2-2，发出脉冲与回波脉冲设定间隔约7个脉冲周期，距离大约22KM。开始仿真后，系统自动将收到回波的间隔数与两个脉冲之前相隔的时间换算成距离后相乘，得出距离测量结果。正如上图中2-3，仿真结果除以105约等于21.840，说明设定距离与仿真得到的雷达测量距离符合实验目的，即通过波形仿真文件验证了数字式单目标雷达距离录取装置的正确性。六、 教师评语教师签字实验三 相位法与振幅法测角实验年 月 日 班级: 姓名: 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、实验原理相位法测角基本原理：相位法测角利用多哥天线所接收回波信号之间的相位差新进行测角。振幅法测角基本原理：利用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方式。振幅法测角可分为最大信号法和等信号法。三、参数设置 载频范围 3.8GHZ 目标角度 9 天线数量3 D12=0.1 D13=0.3四、 实验仿真波形 图 3-1五、实验成果分析 实验利用3个天线比对测量目标角度，通过选取天线的距离来比较得到数据的误差。图一表示天线1和天线2来测目标角度 五角星符号位插9度是对应的目标角度 图二为天线一和三 测量目标角度 其中d13大于d12然后选第一个图中的相位差为9度的点在其中显示 偏差表示选取了叫小天线距离带来的偏差六、教师评语教师签字 动目标回波多普勒频率提取与分析实验报告年 月 日 班级: 姓名: 评分一、实验目的要求 1.学习连续波雷达和脉冲多普勒雷达测速的基本原理。2.了解多普勒频率的提取方法。二、实验原理利用多普勒频移的动目标显示雷达，需要把回波的相位值变换成三角函数表示的幅度值，然后进行处理。为此,可采用相干动目标显示与非相干动目标显示两种方式。当频率稳定时，固定地物回波幅度不变，动目标回波幅度以多普勒频率跳动。在平面位置显示器上检测动目标时，须用杂波滤波器把地物杂波滤掉,通常用延时T1/fr(式中fr为脉冲重复频率) 的延迟线组成的隔周期对消器作为杂波滤波器。对消器可以等效为传输函数为H(fd)=2|sinfdT|的梳状带阻滤波器,可把多普勒频移等于零的杂波滤掉而保留大部分动目标回波。但多普勒频移等于n/T(n1,2,N)的动目标回波也被滤掉，所以相当于多普勒频移等于n/T 的径向速度，也称盲速。克服的办法是用不等间隔的周期(参差周期)方式工作，选择参差值可把第一个盲速移到目标速度范围以外。用振荡式发射机时,各周期发射信号对相位基准信号不相干，需要用发射脉冲的相位锁定（强迫同步）作为相位基准的连续波的相位。这个过程称为锁相。锁相误差会降低抑制杂波的性能。非相干动目标显示用杂波作为相位基准，因此又称外相干，利用经幅度检波的杂波与目标回波的差拍信号来检测杂波中的目标回波。三、实验参数设置1.连续波信号载频范围 4000MHZ幅度 1V2.脉冲多普勒信号载频范围 4000MHZ脉冲重复周期 40us脉冲宽度 4us占空比 10%速度 6马赫四、实验仿真波形 图4-1目标移动之前 图4-2目标移动，出现多普勒效应五、实验成果分析本实验是在PC机上利用MATLAB仿真软件进行连续