雷达仿真

雷达系统仿真matlab代码.docx

% ====================================================== =====================================% % 该程序完成16个脉冲信号的【脉压、动目标显示/动目标检测（MTI/MTD）】 % ====================================================== =====================================% % 程序中根据每个学生学号的末尾三位（依次为XYZ）来决定仿真参数，034 % 目标距离为[3000 8025 9000+(Y*10+Z)*200 8025]，4个目标 % 目标速度为[50 0 (Y*10+X+Z)*6 100] % ====================================================== =====================================% close all; %关闭所有图形 clear all; %清除所有变量 clc; % ====================================================== =============================% % 雷达参数 % % ====================================================== =============================% C=3.0e8; %光速(m/s) RF=3.140e9/2; %雷达射频 1.57GHz Lambda=C/RF;%雷达工作波长 PulseNumber=16; %回波脉冲数 BandWidth=2.0e6; %发射信号带宽带宽B=1/τ，τ是脉冲宽度TimeWidth=42.0e-6; %发射信号时宽 PRT=240e-6; % 雷达发射脉冲重复周期(s),240us对应 1/2*240*300=36000米最大无模糊距离 PRF=1/PRT; Fs=2.0e6; %采样频率

多波长激光雷达系统设计与仿真技术研究

系精密仪器系主任批准日期毕业设计（论文）任务书精密仪器系光信专业班学生一、毕业设计(论文)课题多波长激光雷达系统设计与系统仿真技术研究二、毕业设计(论文)工作自2014 年 2 月24 日起至2014 年 6 月20 日止三、毕业设计(论文)进行地点本校四、毕业设计(论文)的内容要求激光雷达是一种新兴的具有高效、高精度、高时空分辨率主动遥感探测装置，可以实现对大气气溶胶实时高效的探测，具有其它常规探测手段难以企及的优点。多个波长的激光雷达可以实现对气溶胶粒谱分布、色比、Angstrom指数等的探测。本课题要求在了解气溶胶Mie散射的基础上，设计一个多波长（355、532、1064nm）激光雷达系统。利用Zemax光学软件实现光学接收系统的仿真与模拟，Matlab软件实现系统探测能力、探测性能的仿真与计算。 1、调研、查阅参考资料 (1) 了解气溶胶Mie散射的基本原理；（2）查阅多波长激光雷达的理论和发展； (3) 学习Zemax软件和Matlab软件； (4) 查阅资料总结分析大气气溶胶回波信号的反演算法; 2、方案论证和选择设计包含355\532\1064nm的多波长激光雷达系统，实现多个波长气溶胶的回波探测和分光系统设计与分析。根据多波长激光雷达系统参数实现探测能力的探测仿真与分析。 3、撰写开题报告并于第4周开题

4、软件设计利用Zemax光学软件设计接收望远镜，利用Matlab或Matlab软件设计大气气溶胶反演程序，并完成系统探测能力的仿真与计算。 5、编写论文 6、撰写5000字左右的文献综述 7、翻译不少于3000汉字的外文资料负责指导教师指导教师接受设计论文任务开始执行日期学生签名

雷达系统数字化仿真平台

雷达系统数字化仿真平台雷达系统数字化仿真就是通过建立与物理样机相似的主被动雷达仿真数字化模型，外部环境模型、目标模型，利用计算机仿真手段，开展新体制雷达设计与仿真分析工作，进行目标、环境仿真与分析，完成雷达设计参数论证和系统工作全过程模拟，并对被设计雷达功能及性能进行测试和评估，从而获得新的雷达物理模型设计方案，指导和分析评价雷达系统总体设计问题。雷达系统数字化仿真平台的最终目的，是作为开发工具在今后新雷达方案设计阶段对雷达及导引头进行信号级仿真，对雷达及导引头的作用距离、测量精度和抗杂波抗干扰性能的进行有效评估以及在特定仿真环境下动态评估现有雷达系统的搜索能力和多目标跟踪能力。系统功能为了完整描述雷达工作的整个过程，本系统利用软硬件结合搭建出雷达全流程处理的平台，仿真流程下图所示。首先，按照雷达模型、载体模型、3D目标模型、地理信息设置相应参数；然后，根据雷达参数、雷达载体参数、目标参数、复杂电磁环境构建仿真场景；其次，按照仿真场景解算原始回波信息，并根据雷达发射波形生成雷达回波数据；之后，对回波数据进行信号处理，提取目标信息；最后，根据提取的目标信息进行雷达效能评估。

雷达系统数字化仿真流程图针对雷达系统数字化仿真流程，仿真平台具备以下功能： 1)完成雷达参数的建模和仿真； 2)完成雷达载体参数的建模和仿真； 3)完成目标参数的建模和仿真； 4)完成复杂电磁环境（包括杂波和干扰）的建模和仿真； 5)完成雷达系统设计的数字化实时仿真，验证设计雷达系统的性能；

6)完成基于信号级的仿真，实时生成雷达回波数据，对外挂信号处理机进行调试和性能验证； 7)完成雷达数字化仿真效能评估。系统架构雷达系统数字化仿真平台架构图雷达数字化仿真平台实物照片

激光雷达回波信号仿真模拟

激光雷达回波信号仿真模拟研究摘要关键字第一章绪论第一节引言激光雷达（Lidar：Li ght D etection A nd R anging），是一种用激光器作为辐射源的雷达，是激光技术与雷达技术完美结合的产物。激光雷达的最基本的工作原理与我们常见的普通雷达基本一致，即由发射系统发射一个信号，信号到达作用目标后会产生一个回波信号，我们将回波信号经过收集处理后，就可以获得所需要的信息。与普通雷达不同的是，激光雷达的发射信号是激光而普通雷达发射的信号是无线电波，两者在波长上相比，激光信号要短的多。由于激光的高频单色光的特性，激光雷达具有了许多普通雷达无法比拟的特点，比如分辨率高，测量、追踪精度高，抗电子干扰能力强，能够获得目标的多种图像，等等。因此，利用激光雷达对大气进行监测，收集、分析数据，建立一个大气环境预测理论模型，这将会成为研究气候变化和寻求解决对策的一项重要武器。第二节本文的选题意义由于投入巨大，在研制激光雷达实物之前，我们需要进行模拟与仿真研究，预测即将研制的激光雷达的各性能指标，评价总体方案的可行性。激光雷达回拨信号仿真模拟就是利用现代仿真技术，逼真的复现雷达回波信号的动态过程，它是现代计算机技术、数字模拟技术和激光雷达技术相结合的产物。仿真模拟的对象是激光雷达的探测没标以及它所处的环境，模拟的手段是利用计算机和相关设备以及相关程序，模拟的方式是复现包含着激光雷达目标和目标环境信息的雷达信号。通过激光雷达回波信号的仿真模拟，进而产生回波信号，我们可以在实际雷达系统前端不具备条件的情况下，对激光雷达系统的后级设备进行调试。第三节本文的研究思路和结构安排本文主要研究面向气象服务应用的大气激光雷达。笔者在熟悉激光雷达的基本工作原理的前提下，学习和熟悉各种参数对大气回波能量的影响，进而学习和掌握matlab编程语言，并且根据给定的激光雷达系统参数、大气参数和光学参数，以激光雷达方程为基础，通过仿真模拟得到理想状态下的大气回波信号。但是，在实际测量工作中，由于大气中的各种干扰，我们获得的回波信号并不和理想状态下的大气回波信号一致，因此，在本文的后期工作中，笔者根据已有的大量激光雷达实测信号与模拟信号对比，既能验证仿真模拟结果的准确性，又能应用于激光雷达的性能指标等方面的分析上，具有比较高的实际应用价值。第二章激光雷达的原理第一节激光雷达系统一个标准的激光雷达系统应该包含以下部件：激光器、发射系统、接收系统、光学系统、信号处理系统以及显示系统。它的工作原理图我们可以用下图表示：

雷达信号matlab仿真

雷达系统分析大作作者：陈雪娣学号：0410420727 1. 最大不模糊距离： ,max 1252u r C R km f == 距离分辨率： 1502m c R m B ?= = 2. 天线有效面积： 22 0.07164e G A m λπ == 半功率波束宽度： 3 6.44o db G θπ == 3. 模糊函数的一般表示式为 () ()()2 2* 2 ;? ∞ ∞ -+= dt e t s t s f d f j d πττχ 对于线性调频信号 ()21 j t p p t s t ct e T T πμ??= ? ??? 则有： ()()2 21 ;Re Re p j t T j t d p p p t t f ct ct e e dt T T T πμπμτ χτ∞+-∞????+= ? ? ? ????? ? () ()()sin 1;11d p p d p d p p f T T f T f T T τπμττχττπμτ????+- ? ? ? ???????=- ? ?????+- ? ? ? ? 分别令0,0==d f τ可得()()2 2 0;,;0τχχd f ()() sin 0;d p d d p f T f f T πχπ=

()sin 1 ;01 1p p p p p T T T T T τπμττχττπμτ?? ??- ? ? ? ???????=- ? ?????- ? ?? ? 程序代码见附录1的T_3.m, 仿真结果如下:

4. 程序代码见附录1的T_4.m, 仿真结果如下:

螺旋式扫描在激光雷达系统中的仿真优化分析

第３５卷第２期Ｖ０１．３５ＮＯ．２红外与激光工程ｂ心ａｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅ血ｇ２００６年４月Ａｐｒ．２００６螺旋式扫描在激光雷达系统中的仿真优化分析＋冯国柱１，杨华军１，邱琪２，邱昆２（１．电子科技大学物理电子学院，四川成都６１００５４；２．电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都６１００５４）摘要：在空间交会激光雷达关键部分捕获、瞄准、跟踪（Ａ”）系统中，对天线扫描捕获技术进行了理论分析和模拟实验研究。建立了光学天线扫描捕获的理论模型。在此基础上对影响系统捕获性能的各主要参量之间的关系进行了数值仿真分析。将分行式螺旋扫描引入到激光雷达Ａ门系统中，建立了数学模型并进行了数值仿真。根据仿真结果提出并优化了螺旋扫描方式，取得了良好的效果。关键词：捕获、瞄准、跟踪；激光雷达；扫描；仿真中图分类号：ＴＮ９２９．１３文献标识码：Ａ文章编号：１００７—２２７６（２００６）０２—０１６５—０４Ａｎａｌｙｚｉｎｇｆｒｏｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌａｓｅｒｏｆｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｓｐｉｒａｌｓｃａｎ０１０ｐｎｍｌＺｌｎｇｍｅＳｐｌｒａｌＳＣａｎｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ４ＦＥＮＧＧｕｏ—ｚｈｕｌ，ＹＡＮＧＨｕａ－ｊｕｎｌ，ＱＩＵＱｉ２，ＱⅣＫｕｎ２（１．Ｓｃｈ００ｌｏｆＰ置ｌｙｓｉｃａｌＥ１ｅｃ扛ＤⅡｉｃｓ，ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃ咖ｉｃｓｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｋ王ｌＩｌｏＩｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，ａｌｅｎｇｄｕ６１００５４，ａｌｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆｃｏｍｍｕＩｌｉｃａｌｉｏｎ锄ｄｍｆｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｕｎｊｖｅｒｓ畸ｏｆＥｌｅｃｎＤｎｉｃｓｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｌｌＩｌｏｌｏｇｙ０ｆｃｌｌｉｎａ，ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，ｃｌｌｉｎａ）Ａｂｓｔｒ舵ｔ：Ａ盯ｉｓｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐ矾ｏｆ恤ＲｅｎｄｅｚＶｏｕｓａｎｄＤｏｃｋｉｎｇｌａｓｅｒｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｌｌｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｉｕｌ锄ｔｅ皿ａｓｃａｌｌｌｌｉｎｇｉｎｌａｓｅｒｒａｄａｒｗａｓｓｔＩｌｄｉｅｄⅡ帅ｕｇｈｂｏｔｌｌｔｌｌｅｏｒｙ如ｄｓｉｌｌｌｕｌａｔｉｏｎ．ＡｍｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｂｒｏｐｔｉｃｓａｃｑｕｉｓｉｄｏｎｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎⅡｌｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄｓｏｍｅｐａｒ锄ｅｔｅｒｓｍａｔｉｎｎｕｅｎｃｅⅡｌｅｓｙｓｔｅｍｏｆａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｅｒｅａＩｌａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｓｑｕａｒｅｓｐｉｒａｌｓｃａｎｗａＳｂｒｏｕｇｈｔｔｏⅡｌｅ１ａｓｅｒｒａｄａｒＡＰＴｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄａｍａｍｅｍａｄｃａｌｍｏｄｅｌｗａｓｓｅｔｕｐ，ｗｌｌｉｌｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃ锄ｐｌｅｔｅｄ．Ｆｆｏｍｔｈｅｓｉｍｕｌａｄｏｎｒｅｓｕｌｔｓｍｅｓｐ砌ｓｃａｎｉｓｏｐｄｍｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒ凼：Ａ门；Ｌａｓｅｒｒａｄａｒ；Ｓｃａｎ；Ｓ曲ｕｌａｔｉｏｎＯ引言伽阿系统涉及的内容包括了光机电一体化。无论是在光通信还是在激光雷达的Ａ门系统中，目标捕获的扫描方式都是至关重要的部分。针对分行式扫描不从目标捕获概率密度最大处开始和螺旋扫描中扫描间隔重叠较大的问题，提出了新型分行式螺旋扫描。扫描机构要求利用电信号对光束的传播方向进收稿日期：２００５一０６一０８：修订日期：２００５—０７—１９ ‘基金项目：国防预研项目（４１３２４０４０１０７）作者简介：冯国柱（１９８２一），男，硕士生，从事空间光通信及交会激光雷达课题的研究。

雷达系统建模与仿真报告

设计报告一十种随机数的产生一概述. 概论论是在已知随机变量的情况下，研究随机变量的统计特性及其参量，而随机变量的仿真正好与此相反，是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。下面对雷达中常用的模型进行建模： ● 均匀分布 ● 高斯分布 ● 指数分布 ● 广义指数分布 ● 瑞利分布 ● 广义瑞利分布 ● Swerling 分布 ● t 分布 ● 对数一正态分布 ● 韦布尔分布二随机分布模型的产生思想及建立. 产生随机数最常用的是在(0,1)区间内均匀分布的随机数，其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。 2.1 均匀分布 1>（0，1）区间的均匀分布：用混合同余法产生 (0,1)之间均匀分布的随机数，伪随机数通常是利用递推公式产生的，所用的混和同余法的递推公式为: 1 n x =n x +C （Mod m ）

其中，C是非负整数。通过适当选取参数C可以改善随机数的统计性质。一般取作小于M的任意奇数正整数，最好使其与模M互素。其他参数的选择 (1) 的选取与计算机的字长有关。 (2) x(1)一般取为奇数。用Matlab来实现，编程语言用Matlab语言，可以用 hist 函数画出产生随机数的直方图（即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数），直观地看出产生随机数的有效程度。其产生程序如下： c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x) 运行结果如下：均值 = 0.4948 方差 = 0.0840 2> （a,b）区间的均匀分布：利用已产生的（0，1）均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生（a,b）

雷达系统仿真实验一

2011 年春季学期研究生课程考核考核科目：雷达系统仿真（实验一）学生所在院（系）：电子与信息工程学院学生所在学科：信息与通信工程学生姓名：吴上上学号：10S005123 学生类别：强军计划考核结果阅卷人

点迹航迹管理仿真实验一、实验目的 1. 实践仿真实验过程；模拟数据 MC 仿真实现结果分析 2. 理解MC 仿真思想； 3. 掌握仿真实验分析方法。二、仿真实验模型 1、蒙特卡洛仿真方法 Monte Carlo 仿真方法是通过大量的计算机模拟来检验系统的动态特性并归纳出统计结果的一种随机分析方法。用数学方法模拟真实物力环境，并验证系统的可靠性与可行性。主要包括随机数的产生、Monte Carlo 仿真设计以及结果解释等。 Monte Carlo 仿真设计的基本原则是，在比较两种方法的性能时，应尽可能的保证相同的实验条件，即保证相同的仿真序列和相同的随机量测误差。另外还应保证试验的可重复性，以使感兴趣或异常的结果能够被详细检查出来而不需要重复整个仿真试验。可通过将仿真数据及结果打印或写盘来实现。 2、运动模型在二维平面内当目标在空中作匀速运动时，通常包括匀速直线运动和匀速转向运动或两者交替，设采样间隔为T ，目标检测概率1D P =，且无虚警存在，在直角坐标系下作匀速运动的目标离散运动模型和观测模型 (假定在采样时刻k )为： ()()()1k k GV k +=+X ΦX （1） ()()()()k H k k W k =+Z X （2）（1）匀速直线运动模型当目标作匀速直线运动时，有： ()() () ()()()()22100/2001000,0010/200010T x y x k x k y k y k T T T G T T T u k V k u k =???? ???? ???? ????==???????? ?????? =?? ?? X Φ （3）其中()x u k 和()y u k 分别为相互独立的零均值方差为2 x u σ和2 y u σ的高斯白噪声。 ()()()v 1000,v 0010x y k H W k k ???? ==???????? （4）

相控阵雷达系统的仿真_王桃桃

计算机与现代化 2014年第2期 JISUANJI YU XIANDAIHUA 总第222期文章编号：1006- 2475（2014）02-0209-04收稿日期：2013-09-29作者简介：王桃桃（1989-），女，江苏沭阳人，南京航空航天大学自动化学院硕士研究生，研究方向：雷达系统仿真；万晓冬（1960-），女，江苏南京人，副研究员，硕士生导师，研究方向：分布式仿真技术，实时分布式数据库技术，嵌入式软件测试技术；何杰（1988- ），男，安徽铜陵人，硕士研究生，研究方向：机载红外弱小目标检测，三维视景仿真。相控阵雷达系统的仿真王桃桃，万晓冬，何杰 (南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016) 摘要：雷达的数字仿真及雷达仿真库的建立已经成为近年来雷达领域研究的热点。本文主要进行相控阵雷达系统的仿真研究。首先根据相控阵雷达的组成和原理，建立相控阵雷达的仿真模型与数学模型。然后选择Simulink 作为仿真平台，对相控阵雷达系统进行仿真与研究。仿真的模块主要有天线模块、信号环境模块、信号处理模块以及GUI 人机交互界面模块。最终在Simulink 库中生成自己的雷达子库，形成相控阵雷达系统，为后续相控阵雷达的研究奠定基础。关键词：雷达;相控阵;信号处理中图分类号：TP391．9 文献标识码：A doi :10．3969/j．issn．1006-2475．2014．02．047 Simulation of Phased Array Ｒadar Systems WANG Tao-tao ，WAN Xiao-dong ，HE Jie （College of Automation Engineering ，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ，Nanjing 210016，China ）Abstract ：The digital simulation of radar and the establishment of radar simulation libraries has become research hot spot in radar field in recent years．This paper mainly focuses on phased array radar system simulation．According to the composition and prin-ciple of phased array radar ，it establishes the simulation model and mathematical model of phased array radar．Then ，the paper does simulation and research on phased array radar system by choosing Simulink as the simulation platform．The simulation mod-ule mainly includes the antenna module ，the signal environment module ，the signal processing module and GUI man-machine in-terface module．Eventually it generates radar sub-libraries and forms phased array radar system ，which lay the foundation for fol-low-up phased array radar study． Key words ：radar ；phased array ；signal processing 0引言计算机仿真技术应用于雷达源于20世纪70年代，国内雷达仿真起步较晚，仿真主要是基于SPW 、Matlab 、Simulink 、ADS 、HLA 等平台，其中Simulink 是一种在国内外得到广泛应用的计算机仿真工具，它支持线性系统和非线性系统，连续和离散事件系统，或者是两者的混合系统以及多采样率系统。ADS （Ad-vanced Design System ）软件可以实现高频与低频、时域与频域、噪声、射频电路、数字信号处理电路的仿真等。SPW （Signal Processing Workspace ）是用于信号处理系统设计的强有力的软件包，在雷达领域有着广泛的应用。HLA （High Level Architecture ）提供了基于分布交互环境下仿真系统创建的通用技术支撑框架，可用来快速地建造一个分布仿真系统。比较4种仿真平台，SPW 比较昂贵，只能在Unix 操作系统下使用，HLA 通信协议复杂，不同版本的ＲTI 可能有无法通信的问题。Simulink 应用于雷达仿真比ADS 广泛并易于推广，所以本文采用Simulink 作为仿真平台。为了进行后期雷达与红外的数据融合，首先需要建立雷达模块以产生雷达数据源，本文根据相控阵雷达的工作原理，采用数字仿真的方法，仿真雷达模块。首先提出相控阵雷达的仿真结构图以及给出各个模块的数学模型，然后根据数学模型，利用Simulink 仿真平台，仿真实现雷达的各组成模块，从而构建一个完整的雷达系统。同时，也可以通过使用S 函数将各个模块封装，然后建成自己的雷达仿真库，从而可以形成不同类型的雷达系统，便于更好地进行雷达系统

雷达信号matlab仿真剖析

雷达系统分析大作 1. 最大不模糊距离： ,max 1252u r C R km f == 距离分辨率： 1502m c R m B ?= = 2. 天线有效面积： 22 0.07164e G A m λπ == 半功率波束宽度： 3 6.4o db θ== 3. 模糊函数的一般表示式为 () ()()2 2* 2 ;? ∞ ∞ -+= dt e t s t s f d f j d πττχ 对于线性调频信号 ( )21 Re j t p t s t ct e T πμ??= ? ??? 则有： ()()2 21 ;Re Re p j t T j t d p p p t t f ct ct e e dt T T T πμπμτ χτ∞+-∞????+= ? ? ? ????? ? () ()()sin 1;11d p p d p d p p f T T f T f T T τπμττχττπμτ????+- ? ? ? ???????=- ? ?????+- ? ? ? ? 分别令0,0==d f τ可得()()2 2 0;,;0τχχd f ()() sin 0;d p d d p f T f f T πχπ=

( )sin 1;011p p p p p T T T T T τπμττχττπμτ?? ??- ? ? ? ???????=- ? ?????- ? ?? ? 程序代码见附录1的T_3.m, 仿真结果如下:

4. 程序代码见附录1的T_4.m, 仿真结果如下:

通过比较得知，加窗后的主副瓣比变大，副瓣降低到40db以下，但主瓣的宽度却增加了，约为未加窗时的1.5倍，主瓣也有一定的损失。 5.由雷达方程 22 134 (4) t PG Te SNR KT LFR λσ π = 计算可得1196.5540log SNR R =- db 作图输出结果如下，程序代码见附录1的T_5.m

雷达系统的实时数字仿真方法

雷达系统的实时数字仿真方法蒋德富程钧 (南京电子技术研究所南京210013) 摘要描述了雷达系统的实时数字仿真方法。通过数字仿真,可以验证雷达的信号处理、数据处理的算法和性能。实时数字仿真还可用于确认雷达系统指标和雷达工作方式。关键词雷达系统,数字仿真,数据处理中图分类号:TN959.72 文献标识码:A Real Time Digital Simulation Method for Radar System Jiang De fu C HENG Jun (Nanjing Research Institute of Electronics Technology Nanjing210013) Abstract Real ti me digi tal simulation method for radar system is described in this paper.The algorithms and performances of signal processing as well as data processing can be verified by digi tal simulation.Real time digital si mulation can also be used to validate radar system specifications and operation mode. Key words radar system,digital si mulation,data processing 0 引言现代雷达已经不是传统意义上目标探测手段,而是集目标探测、目标打击、电子战、情报综合为一体的情报综合和指挥系统。研制这样的系统,一方面,采用了大量的新技术,设备复杂,研制周期长、研制费用高;另一方面,没有实际的电磁环境和目标用于系统指标和工作方式的验证和确认。因此,雷达研制存在费用高、风险大的问题。雷达系统的数字仿真包括雷达电磁环境、目标特性和雷达的仿真,采用数学建模的方法,建立雷达电磁环境库、目标特性库及雷达系统的数字模型库,采用数学的方法,对电磁环境、目标及雷达之间的相互作用进行仿真研究。在项目立项之前,进行全面的数字仿真,验证雷达采用的软件算法,确认雷达的性能指标,既可以为项目立项提供决策依据,也可以降低研制风险;项目研制后,通过对试验数据的仿真分析,检验雷达体制和工作方式设置的合理性、雷达信号处理、数据处理算法的有效性,为雷达系统性能指标的确定和修正提供依据。 1 数字仿真的功能雷达数字仿真就是利用数字化的各种目标仿真信号、环境仿真信号和数字化雷达模型,完成下述功能: a.检验雷达信号处理、数据处理的算法有效性; b.验证雷达的性能指标、工作方式的合理性; c.测试雷达功能的完备性; d.通过系统建模与仿真的交替迭代,优化雷达的系统设计; e.作为部队平时训练的仿真平台。 2 数字仿真的组成框图雷达系统数字仿真组成框图如图1所示,在图1的仿真模块中,雷达回波产生、数字波形产生、信号处理、数据处理、显示控制、通信这几个模块为实时处理模块,目标特征库和杂波、干扰库是非实时处理模块。图1 雷达数字仿真框图雷达回波产生模块仿真雷达天线座、天线、波束控制、激励源、发射的功能及性能,数字波形产生模块接 56第26卷第11期 2004年11月现代雷达 Modern Radar Vol.26 No.11 November2004 收稿日期:2004 03 11 修订日期:2004 05 18

雷达系统仿真设计报告一

雷达系统建模与仿真设计报告一、设计题仿真产生十种概率分布的随机序列，并进行参数检验，概率分布检验和独立性检验。二、设计过程 1．选择运用MATLAB软件实现设计要求。 2．选择以下十种概率分布，实现其随机序列的数据仿真。

9 拉普拉斯分布 |)|exp(2 )(m x a a x f la --= 10 柯西分布 ) 1(1 )(2x x f au += π 3．具体实现方法（1）[0,1]区间均匀分布运用乘同余法产生[0,1]区间均匀分布随机数序列的递推公式 )(mod 1M x x n n λ≡+ 式中：λ、M 为两个参数，0x 为初始值。此处取352=M ，10=x ，155=λ，产生100000个随机数组成的序列，并设置显著水平为5%进行频率（均匀性）检验，参数（一阶矩、二阶矩、方差）检验，相关系数（独立性）检验。通过检验后，方可认为产生的[0,1]区间均匀分布随机数序列符合设计要求。通过编写MATLAB 语言代码，产生的序列做直方图如下：检验结果：频率检验统计量自由度一阶矩统计量二阶矩统计量方差检验统计量相关系数显著性水平区间上限 0.5768 39.0000 -0.1203 -0.1449 -0.1136 -1.8084 0.0500 1.9600 从表中可以看出，该[0,1]区间均匀分布的随机数序列通过了各项检验。以下的十种概率分布的随机数序列均以[0,1]区间上的均匀分布随机总体为基础。根据相关理论，只要给定的均匀分布随机数序列满足均匀且独立的要求，在对其经过严格的数学变换或者严格的数学方法后，所产生的任何分布的简单子样都会满足

应用于雷达系统匹配滤波器的matlab仿真设计

应用于雷达系统匹配滤波器的matlab 仿真一．匹配滤波器原理在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(t x ： )()()(t n t s t x += （1.1）其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为 2/No 。设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应： )()()(t n t s t y o o += （1.2）输入信号能量： ∞<=?∞ ∞-dt t s s E )()(2 （1.3）输入、输出信号频谱函数： dt e t s S t j ?∞ ∞ --=ωω)()( )()()(ωωωS H S o = ωωωπ ωωd e S H t s t j o ?∞ - = )()(21 )( （1.4）输出噪声的平均功率： ωωωπ ωωπ d P H d P t n E n n o o ? ? ∞ ∞ -∞ ∞ -= = )()(21)(21 )]([22 （1.5） ) ()()(21)()(212 2 ωωωπ ωωπ ω ωd P H d e S H SNR n t j o o ? ? ∞ ∞ -∞ ∞-= （1.6）利用Schwarz 不等式得： ωωωπ d P S SNR n o ? ∞ ∞ -≤ ) () (21 2 （1.7）上式取等号时，滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件：

o t j n e P S H ωωωαω-=) ()()(* (1.8) 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时，MF 的系统函数为： ,)()(*o t j e kS H ωωω-=o N k α 2= (1.9) k 为常数1，)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭，)()(*ωω-=S S ，也是滤波器的传输函数)(ωH 。 o s o N E SNR 2= (1.10) Es 为输入信号)(t s 的能量，白噪声)(t n 的功率谱为2/o N o SNR 只输入信号)(t s 的能量Es 和白噪声功率谱密度有关。白噪声条件下，匹配滤波器的脉冲响应： )()(*t t ks t h o -= (1.11) 如果输入信号为实函数，则与)(t s 匹配的匹配滤波器的脉冲响应为： )()(t t ks t h o -= (1.12) k 为滤波器的相对放大量，一般1=k 。匹配滤波器的输出信号： )()(*)()(o o o t t kR t h t s t s -== (1.13) 匹配滤波器的输出波形是输入信号的自相关函数的k 倍，因此匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器，通常k =1。二．线性调频信号（LFM ）脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。

雷达系统仿真个人总结

第一章 1、雷达的基本任务可以概括为：探测、定位、成像、识别。 2、系统仿真的定义: 系统仿真就是进行模型试验，通过系统模型的试验去研究一个已经存在的或正在设计中的系统的过程。这个模型是对系统的简化提炼，能反映问题的本质或主要矛盾，这种建立在模型系统上的试验技术称之为仿真技术。 3、系统模型：是系统某种特定性能的一种抽象形式。系统模型实质是一个由研究目的所确定的，关于系统某一方面本质属性的抽象和简化，并以某种形式来描述。模型可以描述系统的本质和内在的关系，通过对模型的分析研究，达到对原型系统的了解。系统模型的建立是系统仿真的基础。 4、计算机仿真的步骤：1）模型建立阶段：系统分析与描述、建立系统的数学模型2）模型转换阶段：数据收集、建立系统的仿真模型、模型验证、模型确认3）模型试验阶段：试验设计、仿真运行研究、仿真结果分析清楚仿真每一步步骤，知道关键步骤。请简述系统仿真、系统模型的概念以及系统仿真的步骤。第二章 1、蒙特卡洛方法，也叫随机抽样法或统计试验方法，又称计算机随机模拟方法，其基本原理是事件发生的“频率”来决定事件的“概率”。

2、蒙特卡洛（Monte Carlo ）方法实现步骤：构造或描述概率过程、实现从已知概率分布抽样、建立各种估计量。 3、蒙特卡洛方法的理论基础是概率论中的基本定律——大数定律。 4、重要抽样技术——小概率事件仿真。重要抽样技术的基本思想：通过尺度变换（Change of Measure ，CM ）来修改决定仿真输出结果的概率测度，使本来发生概率很小的稀有事件频繁发生，从而加快仿真速度，能够在较短的时间内得到稀有事件。 5、重要抽样技术利用修改了的概率密度函数进行抽样，得到以较高概率出现的样本，然后通过对其输出结果加权来补偿由修改密度函数带来的偏差。按以上思路，可以在较短的时间内得到稀有事件。 6、请按照蒙特卡洛方法的步骤计算下面的积分 sinxdx π ，并用数学公式解释重要抽样技术的思想。清楚蒙特卡洛定义。仿真是蒙特卡洛的应用，给题目，怎么用蒙特卡

雷达系统仿真设计报告二

雷达系统建模与仿真设计报告

雷达系统仿真设计报告设计报告二一、设计题仿真产生两到三种相关雷达杂波，并检验其概率分布和功率谱。二、设计过程 1．选择运用MATLAB 软件实现设计要求。2．选择以下三种相关雷达杂波。（1）相关高斯杂波；（2）非相干相关韦布尔杂波；（3）非相干相关对数正态杂波。3．仿真产生相关高斯杂波（1）实现方法采用时域褶积法，这种方法是从给定杂波的功率谱密度着手，在时域产生相关序列的。首先，由功率谱)(f S 求出它的采样值)(^ f S n ，可以证明，离散随机过程的频谱采样间是相互独立的，于是，便可从线性滤波理论出发，将产生相关高斯随机序列看作是一种离散滤波过程，可得到滤波器的幅频响应的离散值 ) ()(^^ f S f H n n =显然，它是个实序列。如果以)(^ f X n 表示输入高斯白噪声的频谱采样值，则滤波器的输出谱可表示为 ) ()()(^ ^ ^ f H f X f y n n ?=这样就可用傅里叶反变换表示滤波器的输出))((^ f y ifft y n k =。本设计中给出相关高斯杂波的功率谱密度函数为2exp()(2 2f f f S σ - =，f σ 在编程中指定

第3页共26页（2）相关高斯杂波仿真结果（1）参数f σ =100 （3）相关高斯杂波仿真结果（2）参数f σ=20

第4页共26 页从图中可看出独立高斯杂波和相关杂波的区别。

3．仿真产生非相干相关韦布尔杂波（1）实现方法在对非高斯杂波的模拟中，Weibull 分布模型在很宽的条件范围内良好的与实验数据相匹配。它能很好的描述多种杂波，包括地物杂波、海杂波和云雨杂波等。而且瑞利分布式Weibull 分布的一个特例。因此Weibull 分布杂波，特别是具有一定相关性的Weibull 分布杂波的模拟具有重要的意义。Weibull 分布的概率密度函数为 ] )(exp[)()(1p p q x q x q p x p -=-0 ≥x 式中，q 是尺度参数，表示分布的的中位数，p 是形状参数，表明分布的偏斜度。可以看出，p=2是的Weibull 分布就是瑞利分布。步骤如下： ①给定韦布尔分布的分布参量p,q ；②根据公式2 p q = σ计算出所需要的相关高斯杂波随机序列的方差2σ； ③产生一对均值为零，方差为1的相关高斯杂波随机序列1x ，2x 并分别乘以 σ，得到1y ，2y ； ④按照下面的流程图产生非相干相关韦布尔分布的杂波z 。具体设定为：p=1.5，q=2，谱型为高斯相关的Weibull 分布，其 f σ为40Hz ，滤波器的设计采用傅里叶级数展开法，模拟的杂波的功率密度采用改进的周期图法估计得到，概率密度函数的估计采用直方图估计法。 (2)仿真结果