数字正交 雷达原理大作业
雷达原理作业
《雷达原理》作业，#1，2016 王斌答案不准确Bingo~ 2016.4.281、雷达的主要功能是利用目标对电磁波的反射探测目标并获取目标的有关信息，雷达所测量的目标的主要参数一般包括目标距离、方位角、仰角、径向速度。
2、雷达所面临的四大威胁是电子侦察与干扰、低空/超低空飞行器、反辐射雷达、隐身目标。
3、在雷达工作波长一定的情况下，要提高角分辨力，必须增大天线的有效孔径。
对脉冲雷达而言，µ，PRF为1000 Hz，则雷达的分辨其距离分辨力由脉冲宽度决定；如果发射信号的脉宽为1s力为 150m ，最小作用距离为 150m ，最大作用距离为 150km 。
4、常用的雷达波束形状包括针状波束和扇形波束。
5、简述雷达测距、测角和测速的基本原理。
ANS：测距的基本原理：通过测定电磁波在雷达与目标间往返一次所需时间来测量距离。
测角的基本原理：电磁波在空间的直线传播以及雷达天线波束具有方向性。
测速的基本原理：运动目标回波具有多普勒效应。
6. 简述RCS的定义及物理含义。
ANS:定义：RCS是目标向雷达接受天线方向散射电磁波能力的度量。
物理含义：它是一个等效的面积,当这个面积所截获的雷达照射能量各向同性地向周围散射时，当单位立体角内的散射功率，恰好等于目标向接收天线方向单位立体角内散射的功率。
=3 GHz，若一目标以1.2马赫（1马赫=340m/s）速度朝雷达飞行，则雷7、已知雷达工作频率为f达收到的回波频率与发射频率之差（即目标的多普勒频率）为多少？ANS:1.2*340*2/（3*10^8/3*10^9）=81608、已知某雷达为X波段，天线尺寸为0.6 m（方位向）×0.5 m（俯仰向），设k=1.25，求该雷达的方位和仰角分辨力，并求天线的增益（用dB表示）。
ANS:仰角分辨率：0.09375~0.062496方位角分辨率：0.078125~0.05208天线的增益：G=2680.83~6031.869、画出雷达的基本构成形式的框图，并简述各部分的功能。
雷达原理作业2-2013
《雷达原理》作业，#21、根据雷达距离方程，决定雷达最大作用距离的参数有 。
2、根据雷达距离方程，要提高雷达最大作用距离，发射机可以采取的措施有 ，接收机可以采取的措施有 ，天线可以采取的措施有 。
3、根据雷达距离方程，在雷达其它参数不变的条件下，若发射机的发射功率为0t P 时，雷达的最大作用距离为0R ，若发射功率增加到016t P ，则最大作用距离为 。
4、根据雷达距离方程，在雷达工作波长和天线参数一定的情况下，雷达发射机的发射功率和接收机的接收机灵敏度决定了雷达的 。
5、雷达进行目标检测时，门限电平越低，则发现概率 ，虚警概率 。
要在虚警概率保持不变的情况下提高发现概率，则应 。
恒虚警技术是指，当噪声功率变化时，要保持 不变，则 。
6、在雷达信号检测中，保持虚警概率不变，则信噪比增加时，雷达的发现概率 。
7、恒虚警技术是指，当噪声功率变化时，要保持 不变，则 。
8、相干积累的目的是 。
9、多个脉冲进行积累能提高信噪比，原因是 。
10、雷达发射机有 和 两类。
其中，主振放大式的两级结构包括主控振荡器和______________两部分。
主控振荡器用以产生 ___________ 。
11、 雷达接收机中AGC 电路用来( )，STC 电路用来( )，AFC 电路用来( )。
12. ( )式发射机是全相干雷达的重要组成部分，所谓全相干是指( )保持严格的( )关系，都是由( )经过分频、倍频、混频调整而得。
应用题1、什么是发现概率和虚警概率？画出输出噪声包络的概率密度函数图，说明发现概率、虚警概率与检测门限的关系。
2、 简述单级振荡式和主振放大式发射机的优缺点？3、画出现代雷达接收机的通用框图。
4. 对N 级级联系统，第i 级的参数为(,)i i F G ,其温度为i T ，系统带宽为n B ，请证明系统总的噪声系数为321112121111N N F F F F F G G G G G G ----=++++ ，等效噪声温度为321112121N e N T T T T T G G G G G G -=++++ .。
雷达原理讲义及模拟题参考答案
§1.3 雷达的工作频率
无论发射波的频率如何， 只要是通过辐射电磁能量和利用从目标反射回来的回波， 以便 对目标探测和定位，都属于雷达系统的工作范畴。 常用的雷达频率：220～35000MHz（220MHz～35GHz） ，实际上各类雷达工作的频率在两 头都超出了上述范围（激光，红外雷达，广播） 大多数工作在 200MHz～10GHz 1m—300MHz;1 分米—3000MHz=3GHz;1cm—30GHz;1mm—300GHz 频段名称 UIIF 波段 L 波段 S 波段 C 波段 X 波段 Ku 波段 K 波段 Ka 波段 mm 波段 频率 300～1000MHz 1000～2000MHz 2000～4000MHz 4000～8000MHz 8000～12000MHz 12.0～18GHz 18～27GHz 27～40GHz 40～300GHz 国际电信联盟分配的雷达频段 420～450MHz 890～940MHz 1215～1400MHz 2300～2500MHz 2700～3700MHz 5250～5925MHz 8500～10680MHz 13.4～14GHz 15.7～17.7GHz 24.05～24.25GHz 33.4～36GHz
§1.4 雷达的应用和发展
§1.4.1 应用
按应用平台：太空，空中，地面，海上（空基，地基，海基） 作用：探测，定位，跟踪 军用：预警雷达（超远程雷达） ，洲际导弹，洲际轰炸机；搜索和警戒雷达，飞机；引 导指挥雷达（监视雷达） （预警飞机） ，引导歼击机；火控雷达，火炮；制导雷达，导弹；战 场监视雷达，坦克，车辆，人员；机载雷达（截击，护尾，导航（可民用） ，火控） ；无线电 测高仪；雷达引信。 民用：气象雷达，航行管制（空中交通雷达） ，宇宙航行中用雷达，遥感，另有飞机导 航，航道探测，公路测速 按雷达信号形式分： 脉冲，连续波，脉冲压缩（LPM/相位编码） 脉冲多普勒，噪声雷达，频率捷变雷达等 按角度跟踪分：单脉冲，圆锥扫描雷达，隐蔽锥扫雷达等 按测量目标的参量分：测高，两坐标，三坐标，测速，目标认别等 按信号处理方式分：分集雷达（频率分集，极化分集等等） ，相参，非相参积累雷达， 动目标显示雷达，合成孔径雷达等 按天线扫描方法分：机械扫描，相控阵，频扫等
雷达原理习题与解答
R 2 E 充电
放电 C 1
4 3 5
雷达原理习题集
2-6. 某人工长线如图，开关接通前已充电压 10V，试画出该人工长线放电时（开关接通）在负 载 RH 上产生的近似波形，求出其脉冲宽度
K RH
L C
L C
L C
L C
L C
L C
L=25h，C=100pF，RH=500 解：PFN 阻抗
1.37 0.46MHz 3 10 6
含外噪声的接收机临界灵敏度 Si min 114dBm 10 lg 0.46 10 lg 5.92 109.65dBm 3-6. 某雷达脉冲宽度 1s， 重复频率 600Hz， 发射脉冲包络和接收机准匹配滤波器均为矩形特性， 接收机噪声系数 3，求接收机等效噪声温度 Te、临界灵敏度 Simin 和最大的单值测距范围。 解：等效噪声温度 Te 3 1 290 580K
G1 偏压与激励 Eg 偏压与激励
解： a） b） c）
c a C0 b E0
G2
ic
上升时间 t s
( E0 Eg )C ic
120070 1010 0.15s 80 120070 10 10 0.15s 80
下降时间 t d
E
0
E g C id
Eg 2
4-1. 已知单枪静电偏转示波管偏转灵敏度 10V/cm，量程 Rmax 对应扫略线长度 l=30cm，标尺系 数 m=0.2cm/Km，现保证全程测量，采用 A/R 显示方法，将 70Km~80km 一段标尺系数扩大 5 倍，画出加于 x 偏转板、y 偏转板上的偏转信号和加于阴极上的辉亮信号，表明锯齿电压 的斜率，对准时间关系 4-2. 若将下图中 A、B、C、D 扫略电压分别加于显示器水平偏转板上，试比较扫略线的长度和 量程。
雷达系统工作原理详解
雷达系统工作原理详解雷达（Radar）是一种利用电磁波进行目标探测和测距的技术。
雷达系统由发射器、接收器、天线系统以及信号处理器组成，它能够探测、跟踪和识别远距离目标，广泛应用于军事、航空、气象等领域。
本文将详细介绍雷达系统的工作原理。
一、雷达系统的基本原理雷达的工作原理基于电磁波的特性和相对论的时差测量原理。
雷达系统通过发射一束脉冲电磁波，并接收反射回来的波束，通过计算往返时间和电磁波的速度，就可以计算出目标距离。
1. 发射器雷达系统的发射器负责产生高频率的电磁波，并将其转化为脉冲信号。
发射器通常采用放大器和脉冲发生器的组合，通过调节脉冲宽度和重复频率，可以控制雷达系统的探测范围和分辨率。
2. 天线系统雷达系统的天线系统用于发射和接收电磁波。
发射时，天线将电磁波以指定的方向发送出去；接收时，天线会捕捉目标反射回来的信号，并将其传输到接收器。
天线的设计和构造很重要，它决定了雷达系统的发射功率、辐射方向以及接收信号的灵敏度。
3. 接收器雷达系统的接收器负责接收和放大由目标反射回来的信号。
接收器通常包括前置放大器、带通滤波器和检波器等组件，用于提取和放大目标信号，并将其转化为与目标距离成正比的电压或距离相关的数字信号。
4. 信号处理器雷达系统的信号处理器负责对接收到的信号进行处理和分析。
它会对信号进行滤波、降噪、时域和频域分析等操作，以提取目标的特征信息。
信号处理器还可以将目标信号与之前的雷达图像进行比对，从而实现目标的识别和跟踪。
二、雷达系统的探测原理雷达系统利用电磁波与目标的相互作用实现目标的探测和测距。
雷达发送的电磁波遇到目标时，会被目标反射、散射或折射。
根据反射的特点，可以得到以下几种雷达探测原理。
1. 相干雷达相干雷达利用目标对电磁波的散射和反射特性进行探测。
当电磁波与目标相互作用时，会引起电磁波的散射，目标散射回来的波束会被接收器接收到。
通过分析接收到的波束，可以确定目标的位置、速度以及形状等信息。
雷达原理大作业
雷达原理大作业第一篇：雷达原理大作业雷达目标识别技术综述1引言目标识别是现代雷达技术发展的一个重要组成部分。
对雷达目标识别的研究，在国内外已经形成热点，但由于问题本身的复杂性，以及多干扰信号，特别是多噪声干扰源存在的复杂电磁环境，雷达目标识别问题至今还没有满意的答案，尚无成熟的技术和方法。
因此，对雷达目标识别技术的研究具有极其重要的军事应用价值。
本文将对雷达自动目标识别技术进行简要回顾，讨论目前理论研究和应用比较成功的几类目标识别方法，以及应用于雷达目标识别中的模式识别技术，分析和讨论问题的可能解决思路。
2雷达目标识别模型雷达目标识别需要从目标的雷达回波中提取目标的有关信息标志和稳定特征并判明其属性。
它根据目标的后向电磁散射来鉴别目标，是电磁散射的逆问题。
利用目标在雷达远区所产生的散射场的特征，可以获得用于目标识别的信息，回波信号的幅值、相位、频率和极化等均可被利用。
对获取的目标信息进行计算机处理，与已知目标的特性进行比较，从而达到自动识别目标的目的。
识别过程分成三个步骤：目标的数据获取、特征提取和分类判决。
相应模型如图“所示。
整个识别过程可以分为两个阶段：训练（或设计）阶段和识别阶段。
前者用一定数量的训练样本进行分类器的设计或训练，后者用所设计或训练的分类器对待识别的样本进行分类决策。
训练数据获取是对各已知目标进行测量，取得目标的训练数据。
测试数据获取是获得未知种类目标的测量数据；测量数据的获得可采用目标的靶场动态测量、外场静态测量、微波暗室缩比模型等。
特征提取模块从目标回波数据中提取出对分类识别有用的目标特征信息。
特征空间压缩与变换模块对特征信息进行特征空间维数压缩与变换，得到具有高同类聚合性的训练样本进行分类器的设计。
类间可分离性的特征。
分类器设计模块根据已知类别目标分类模块完成对未知目标的分类判决。
3雷达目标识别技术回顾雷达目标识别的研究始于”#世纪$#年代。
早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究雷达目标的有效散射截面积。
雷达原理介绍范文
雷达原理介绍范文雷达是一种利用电磁波进行测量和探测的技术。
雷达利用电磁波在空间中传播的特性，通过发射电磁波并接收反射回来的波信号，实现对目标的探测和测量。
雷达主要包括发射器、接收器、信号处理系统和显示系统等组成部分。
下面将详细介绍雷达的原理和工作方式。
首先是雷达的发射器部分。
雷达发射器会产生一定频率和功率的电磁波，并将其辐射到空间中。
发射器常常使用高频率的微波信号，因为微波在大气中的传播损耗相对较小，并且具备较好的穿透能力。
雷达可以使用连续波(CW)或者脉冲的方式发射电磁波。
连续波雷达发送持续的电磁波，而脉冲雷达发送固定时间长度的脉冲信号。
接下来是雷达的目标回波接收部分。
当雷达发射的电磁波遇到目标物体时，一部分电磁波会被目标物体吸收，一部分会被散射或反射回来。
这些反射回来的波就是目标回波信号。
目标回波信号包含目标的特征信息，如位置、速度、形状等。
雷达接收器会接收目标回波信号，并将其转换为电信号。
接收到目标回波信号后，雷达的信号处理系统会对信号进行处理，提取出目标的特征信息。
首先会进行脉冲压缩，将回波信号在时间上压缩，以提高信号的分辨能力。
接着会进行目标测量，包括测量目标的距离、方位和高度等。
雷达还可以通过测量目标回波信号的频率变化来获取目标的速度信息。
信号处理系统还可以利用多普勒频移原理来提取出目标的运动信息。
最后，雷达还可以利用信号处理技术和数据融合算法来实现目标的识别和跟踪。
雷达的显示系统主要用于显示雷达测量和探测的结果。
显示系统可以将目标的位置和运动信息以图像或者数据的形式呈现出来。
显示系统还可以将雷达的测量结果与数字地图和其他传感器的数据进行融合，以实现更全面和准确的目标识别和监测。
总结一下，雷达利用电磁波的特性实现对目标的探测和测量。
雷达通过发射电磁波并接收目标回波信号，利用信号处理和显示系统来提取和显示目标的特征信息。
雷达广泛应用于各个领域，例如军事、民航、气象和交通等。
它能够实现对目标的远程监测和探测，具有很高的实用价值和战略意义。
雷达工作原理及相控阵雷达工作原理
雷达的工作原理雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。
雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。
天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。
天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。
由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。
接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
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公式为：S=CT/2 其中S为目标距离，T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间，C为光速雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。
通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。
两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理：当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。
雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。
其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。
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数字正交采样及实现
姓名：杨宁
学号：14020181051
专业：电子信息工程
学院：电子工程学院
一． 基本原理
带通信号：
以
采样，可得：
也就是说：
（1）可直接由采样值交替得到信号的同相分量I (n )的偶数项和正交分量
Q (n )的奇数项，不过在符号上需要进行修正
（2）Ｉ、Ｑ两路输出信号在时间上相差一个采样周期 。
在信号处理中，要求得到的是同一时刻的I 和Q 之值，所以需要对其进行时域的插值或进行频域的滤波，二者是等效的。
()()()()()000cos cos sin I Q x t a t t t x t t x t t ωφωω=+=-⎡⎤⎣⎦041,2;B M 21s s s s s f f f f B t f M ⎛⎫
=>=
⎪-⎝
⎭
其中为信号带宽，为整数，
二．实现方式
实现框图如图一。
图一数字正交采样系统实现框图
实现方法主要有3种，分别是：低通滤波法、Bessel插值法、多相滤波法。
2.1、低通滤波法
图二低通滤波法框图
将A/D采样放在混频之前，采用数字混频与低通滤波，提高了精度与稳定性。
以fs=4 f0/3=2 fs2=4 fs1 , f0=3 fs1 为例，采样后信号的频谱、数字混频后的信号频谱、输出信号的频谱分别如图三（a）、（b）、（c）。
图三（a）
图三（b）
图三（c）
这种做法的优点是：对双路信号同时作变换,所用的滤波器系数一这样两路信号通过低通滤波器时由于非理想滤波所引起的失真是一致的,对Ｉ、Ｑ双路信号的幅度一致性和相位正交性没有影响,从而具有很好的负频谱对消功能,可以
达到很高的精度 。
缺点是：（1）处理信号的带宽较宽
（2）数据采集时需要较高的采样率，数据输出速率没有降低； （3）滤波器阶数相对较高，实现复杂
2.2、 Bessel 插值法
图四 插值法实现框图
n(n 为偶数)阶Bessel 中点插值公式为：
其特点为：
1. n 阶Bessel 插值公式中只有n/2个不同的系数;
2. 分母为2的整数次幂。
1()n
i i i i h x x y y f x y n -=-∆=式中为两个已知点之间的距离，为在点的阶差分：n (1)j j i n i n j
y C y +-∆=∑-
在工程上，插值公式一般使用四阶Bessel插值公式。
图五四阶Bessel插值示意图2.3、多相滤波法
图六多相滤波法实现框图与原理
多相滤波法的原理是:采用两个不同的延时滤波器对I、Q两路都进行滤波，得到正交的信号。
分数延时滤波器的设计可以利用滤波器的多相网络结构，其示意图如图七。
图七多项网络结构示意图
对此方法进行频谱分析。
采样后信号的频谱、奇偶抽取后信号的频谱、符号变换后的信号频谱、输出信号的频谱分别如图八（a）、（b）、（c）、（d）所示。
图八（a）
图八（b）
图八（c）
图八（d）
三．相关性能分析：
输入中频信号(f0=10MHz, f s=8MHz,带宽B=4MHz，这相当于取f s=4f0/(2m-1) 中m的值为3 )。
信号频率分量f d∈(- 2 MHz, 2MHz) ,
横坐标为信号的频率偏移分量f d与采样频率之比。
纵坐标为镜频分量抑制M=20 lg| X(-f d) / X(f d)|，可作出下图：
其中采用：低通滤波法： 32 阶FIR等纹波滤波器；
Bessel 插值法：8阶插值滤波器；
多相滤波法：64阶内插低通滤波器。
图九理想情况下镜频抑制比比较图
可以看出：
插值法：频偏较窄时，具有很高的镜频抑制效果，但其有效带宽较小在信号归一化带宽超过10％时，IR很快就衰减到较低的水平；
多相滤波法：有效带宽相对较大（20%），所需的滤波器的阶数仅为低通滤波法的1/L，实现相对简单；
低通滤波法：几乎在整个带宽内都具有比较平均的衰减，即使信
号的归一化带宽在40％左右时也可以达到170dB左右的镜频抑制比,
适用于边带频谱较强的场合；
若添加量化噪声，则效果如图十。
图十添加量化噪声后的镜频抑制比比较图
4、Bessel插值法仿真
图十一（a）时序仿真图
图十一（b）仿真结果。