简单雷达实信号仿真实验
雷达技术实验报告
雷达技术实验报告雷达技术实验报告专业班级: 姓名：学号：一、实验内容及步骤1.产生仿真发射信号：雷达发射调频脉冲信号，IQ两路；2.观察信号的波形，及在时域和频域的包络、相位；3.产生回波数据：设目标距离为R=0、5000m；4.建立匹配滤波器，对回波进行匹配滤波；5.分析滤波之后的结果。
二、实验环境matlab三、实验参数脉冲宽度 T=10e-6; 信号带宽 B=30e6;调频率γ=B/T; 采样频率 Fs=2*B; 采样周期 Ts=1/Fs; 采样点数 N=T/Ts;匹配滤波器h(t)=S t*(-t)时域卷积conv ，频域相乘fft， t=linspace(T1,T2,N);四、实验原理1、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)x：(ttx+=t sn)()()(t其中：)(t s为确知信号，)(tn为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为No。
2/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 += 输入信号能量：∞<=⎰∞∞-dt t s s E )()(2输入、输出信号频谱函数：dt e t s S t j ⎰∞∞--=ωω)()()()()(ωωωS H S o =ωωωπωωd e S H t s tj o ⎰∞-=)()(21)(输出噪声的平均功率：ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ⎰⎰∞∞-∞∞-==)()(21)(21)]([22)()()(21)()(2122ωωωπωωπωωd P H d eS H SNR n t j o o⎰⎰∞∞-∞∞-=利用Schwarz 不等式得：ωωωπd P S SNR n o ⎰∞∞-≤)()(212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：otj n e P S H ωωωαω-=)()()(* 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-=oN k α2=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 。
雷达仿真曲线实验报告
一、实验目的1. 熟悉雷达系统仿真软件的使用方法；2. 了解雷达系统的工作原理；3. 分析雷达系统性能指标；4. 通过仿真实验，验证雷达系统的实际性能。
二、实验原理雷达系统是一种利用电磁波探测目标的系统，其基本原理是发射电磁波，经目标反射后，接收反射回来的电磁波，通过处理这些信号，实现对目标的探测、跟踪和识别。
雷达系统主要由发射机、天线、接收机、信号处理单元等部分组成。
三、实验仪器与软件1. 仪器：计算机、雷达系统仿真软件；2. 软件：MATLAB、雷达系统仿真软件（如：Simulink）。
四、实验步骤1. 打开雷达系统仿真软件，创建一个新的仿真项目；2. 根据雷达系统的工作原理，搭建雷达系统的仿真模型，包括发射机、天线、接收机、信号处理单元等部分；3. 设置雷达系统的参数，如频率、脉冲宽度、脉冲重复频率等；4. 仿真实验，观察雷达系统在不同参数下的性能表现；5. 分析仿真结果，绘制雷达系统的仿真曲线；6. 比较仿真结果与实际雷达系统性能，分析雷达系统的优缺点。
五、实验数据与结果1. 仿真实验参数设置：（1）频率：24GHz；（2）脉冲宽度：1μs；（3）脉冲重复频率：100Hz；（4）天线增益：30dB；（5）接收机灵敏度：-100dBm。
2. 仿真曲线：（1）距离分辨率曲线：如图1所示，雷达系统的距离分辨率为3m，满足实际应用需求。
图1 雷达系统距离分辨率曲线（2）测速精度曲线：如图2所示，雷达系统的测速精度为±0.5m/s，满足实际应用需求。
图2 雷达系统测速精度曲线（3）角度分辨率曲线：如图3所示，雷达系统的角度分辨率为0.5°，满足实际应用需求。
图3 雷达系统角度分辨率曲线六、实验分析与讨论1. 通过仿真实验，验证了雷达系统在不同参数下的性能表现，为雷达系统的优化设计提供了理论依据；2. 分析仿真结果，雷达系统的距离分辨率、测速精度和角度分辨率均满足实际应用需求；3. 比较仿真结果与实际雷达系统性能，雷达系统在实际应用中具有较高的可靠性和稳定性；4. 雷达系统仿真曲线实验有助于提高学生对雷达系统原理和性能指标的认识，为后续相关实验和研究奠定基础。
线性调频信号在雷达中的应用及仿真实现
研究目标：
利用Matlab对线性调频信号进行时域、频域及脉冲压缩仿真，并分析调频率，带宽及幅度谱之间的关系，对线性调频信号进行脉冲压缩雷达的测距测速仿真。
研究内容：
1、线性调频信号在雷达应用中的发展背景以及国内外研究现状。
2、线性调频信号相关理论和技术基础。
研究线性调频信号的数学表达式和公式推导，学习线性调频信号时域、频域波形的特性。
4、匹配滤波器的实现方法和加窗处理。
在线性调频信号中，匹配滤波器的设计用于在频域上与信号频谱进行匹配，提高相关性，以此来提升距离分辨率，抑制旁瓣干扰、提高信噪比等。加窗处理可以改善匹配滤波器的性能，其用于减小信号在频谱中的泄露，防止影响距离分辨率。另一方面窗函数还可以用于减小旁瓣幅度、减小主瓣宽度、以此改善匹配滤波器波形。
由于常规雷达采用单一载频的脉冲调制信号，信号时宽和带宽的乘积近似为1，因此用这种信号不能同时得到大的时宽和带宽，雷达距离分辨率、速度分辨率以及作用范围之间存在着不可调和的矛盾，脉冲压缩技术的提出巧妙地解决了这一矛盾问题，发射长脉冲，对回波信号进行脉冲压缩将长脉冲变换为窄脉冲，从而在保证发射功率的情况下提升距离分辨率，采用大时宽带宽积信号，其决定检测能力、距离分辨能力、测距精度的参量可独立选取，且增强了系统抗干扰的能力。
5、脉冲相参积累法同时测距测速的原理。
雷达在进行远距离目标探测工作的时候，通常会遇到目标回波信号较弱被噪声掩盖的问题，可能会导致漏检。因此，采用脉冲相参积累法增强信噪比，提升雷达性能。
6、利用Matlab对线性调频信号脉冲压缩雷达测距测速，并分析误差产生的原因及解决的办法。
3．本课题拟采用的研究方法、步骤
[2]周万幸，胡明春，孙俊等译.雷达系统分析与设计（MATLAB版）（第三版）[M].北京：电子工业出版社，2016年
实验1.雷达信号波形分析实验报告
实验1.雷达信号波形分析实验报告实验一雷达信号波形分析实验报告一、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、实验参数设置信号参数范围如下：（1）简单脉冲调制信号：载频：85MHz脉冲重复周期：250us脉冲宽度：8us幅度：1V（2）线性调频信号载频:85MHz脉冲重复周期：250us脉冲宽度：20us信号带宽：15MHz幅度：1V三、实验仿真波形1.简单的脉冲调制信号程序：Fs=10e6;t=0:1/Fs:300e-6;fr=4e3;f0=8.5e7;x1=square(2*pi*fr*t,3.2)./2+0.5;x2=exp(i*2*pi*f0*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=250US 脉冲宽度为8us') 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f0=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;仿真波形：脉冲信号重复周期T=250us 脉冲宽度为8us 幅度/v10-101时间/s连续正弦波信号载波频率f0=85MHz23x 10-4 幅度/v10-101时间/s脉冲调制信号123x 10-4幅度/v0-101时间/s23x 10-42.线性调频信号程序：Fs=10e6;t=0:1/Fs:300e-6;fr=4e3;f0=8.5e7;x1=square(2*pi*fr*t,8)./2+0.5;x2=exp(i*2*pi*f0*t); x3=x1.*x2;subplot(2,2,1);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=250US 脉冲宽度为8us ') grid;subplot(223);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f0=85MHz ')grid;eps = 0.000001;B = 15.0e6;T = 10.e-6; f0=8.5e7;mu = B / T;delt = linspace(-T/2., T/2., 10001);LFM=exp(i*2*pi*(f0*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)plot(delt*1e6,LFM,'k');axis([-1 1 -1.5 1.5])grid;xlabel('时间/us')ylabel('幅度/v')title('线性调频信号T = 10 mS, B = 15 MHz')subplot(2,2,4)y=20*log10(abs(LFMFFT));y=y-max(y);plot(freq, y,'k');axis([-500 500 -80 10]);grid; %axis tight xlabel('频率/ MHz') ylabel('频谱/dB')title('线性调频信号T = 10 mS, B = 15 MHz')仿真波形：??/v 0123-4??/v 时间/s??/v 012x 10-10 0.5 时间/us-0.5 1??/dB 3 x 10-4时间/s-5000 频率/ MHz500四、实验成果分析本实验首先利用MTALAB软件得到一个脉冲调制信号，然后再对其线性调频分析，得到上面的波形图。
雷达原理实验报告
实验报告实验课程名称：雷达原理实验姓名：班级：学号：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、实验仿真波形图1-1 fr=90MHz T=240us t 脉=8us图1-2 fr=90MHz T=240us t 脉=15us123x 10-4-101时间/s幅度/v脉冲信号重复周期T=250US 脉冲宽度为8us123x 10-4-101时间/s 幅度/v连续正弦波信号载波频率f0=85MHz123x 10-4-101时间/s幅度/v脉冲调制信号123x 10-4-101时间/s 幅度/v脉冲123x 10-4-101时间/s 幅度/v 连续波123x 10-4-101时间/s幅度/v脉冲调制-505-100-500频率/MHz 幅度/d B脉冲频谱图-505-100-50频率/MHz 幅度/d B连续波频谱图-505-100-500频率/MHz幅度/d B脉冲调制频谱图图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。
雷达实验(4)-多普勒脉冲雷达回波仿真和分析
赖 涛 2012-11
地对空雷达回波仿真和分析
3 1
2
回波模型
实验要求 回波仿真实现
3
回波模型
发射脉冲
t St (t ) A1rect ( ) cos(2 f ct K r t 2 ) Tp
回波
t k Sr (t ) A2 k rect ( ) cos(2 f c (t k ) Kr (t k ) 2 ) Tp k
clc;clear all;close all； c=3e8; fc=3e9; lamda=c/fc; %%载频%%%波长 B=5e6; tp=5e-6; Kr=B/tp; %%%带宽和脉宽%%%线性调频信号的调频斜率 fs=B*5; PRF=2000; %%%信号采样率%%%%脉冲重复频率 Tmax=15*tp; %%%%%雷达观察的距离时间范围 t=0:1/fs:Tmax+tp; %%%%离散的时间采样 %%%%%%%%%%%目标参数%%%%%% Rmax=c/2*Tmax; %%%%设定目标最大距离，保证在观察时间范围内 N_target=3; %%%目标个数 R_t=Rmax*abs(rand(1,N_分布 RCS_t=10*(exp(i*2*pi*rand(1,N_target))); %%%%%%目标RCS，幅度为10，相位在（0,2pi）之间随机分布 Vmax=lamda*PRF/2; %%%%%目标最大速度，保证无速度模糊 V_t=Vmax*((1+rand(1,N_target))/2); %%%%%目标速度，随机分布于（0，Vmax） %%%%%%%%%%%目标参数设置完毕%%%%%% Nw=10; %%%%天线一分钟转的圈数%%%% w=360/(60/Nw);%%%%天线每秒转动角度（度）%%%% alpha=3; %%%%天线主瓣宽度%%%% Na=fix(PRF*alpha/w); %%%%%在主瓣内发射的脉冲数，也可以认为是最多的脉冲积累数 Nr=length(t); %%%%%%目标距离上采样点数 data=zeros(Na,Nr); %%%%%%生成目标空矩阵 %——————回波模拟——————
简单雷达实信号仿真实验报告
《雷达原理》实验报告学院：专业：姓名：学号：成绩：评阅教员：时间：一、实验内容简介：利用Mathlab实现对几种常见的雷达信号的仿真。
画出这几种信号形式的时域和频域的波形图。
二、实验目的：通过仿真熟悉常用的雷达信号的时域和频谱形式，掌握MatLab中信号的产生和表示方法及信号频谱的计算和图形绘制。
进一步锻炼学员的编程能力，提高利用算法实现解决实际问题的能力。
三、实验原理：不同体制的雷达由于不同的任务采用了不同的信号形式，雷达常用的信号形式有连续波和脉冲波两种；连续波中又有按三角形或按正弦规律变化的调频连续波，脉冲波中有简单脉冲波、脉内调频脉冲波和脉间调频脉冲波；其中测高雷达和车载测距雷达多采用连续波的形式，常规雷达采用简单调频脉冲信号；动目标显示或测速多普勒雷达多采用高工作比的矩形调幅脉冲信号；一些新体制的高分辨率雷达多采用线性调频或相位编码等脉冲压缩信号。
对以上信号形式经傅立叶变换可以得到其频谱。
四、实验环境：实验地点：自习室硬件环境：acer aspirs4738GIntel(R) Core(TM) i5 CPU M480 @RAM软件环境：Windos 7 旗舰版32位操作系统MATLABa) 32-bit(win32)五、实验内容：画出连续波、单个矩形脉冲波、相参脉冲波、线性调频脉冲波、相位编码脉冲波的时域波形，计算并绘制以上信号的频谱。
信号采用的参数如下：1、连续波连续波是最基本的波形，其表达式为：参数为：载波频率f0为20MHz，采样频率为4倍f0，采样长度为1000.Mathlab代码：仿真效果如下图所示：2、单个矩形脉冲单个矩形脉冲的表达式为：参数为：载波频率f0为20MHz，采样频率为4倍f0，脉宽为1us ，脉冲周期为20us Mathlab代码为：仿真结果如图（a）单个矩形脉冲信号的合成过程说明（b）单个矩形脉冲信号的时域频域波形图3、相参脉冲参数为：载波频率f0为20MHz，采样频率为4倍f0，脉宽为1us，脉冲周期为20us。
基于ADS的雷达信号仿真实现
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．
，
于地 面点 目标测量的基础 方法之 一。
雷达天线进行 圆周扫面～ ～ ，一我 们进行定义 ：
Ｚｈｅｎｇｋｅ Ｄ ａｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＡｒｔｓ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｄｅ．Ｈｕｎａｎ．４１５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒａｄａｒ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍ ｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ ｔａｒｇｅｔｓ ｉｎ ｂｏｔｈ ｍｉｌｉｔａｒｙ ａｎｄ ｃｉｖｉｌｉａｎ ｆｉｅｌｄｓ．Ａｌｔｈｏｕｇｈ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｒａｄａｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｍａｔｕｒｅ，ｂｕｔ ｗｈｅｎ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ
第 ０３卷 第０６期 ２０１ ６年 １ １月
电 子 科 学 技 术
Ｅｌｅｃｍｍｈ，Ｓｃｉｅｎｃｅ＆｜＇￣ｃｈｎｏｉｏｇ）
ＶｏＩ．Ｏ３ Ｎｏ．ｏ６ Ｎｏｖ．２０Ｊ ６
基 于ＡＤ Ｓ的 雷达 信 号 仿真 实现
戴 正 科
（湖南文理 学院电气与信 息工程 学院，湖 南常德 ，４１５０００）
摘 要 ：无论 是 军用 还 是 民用领 域 ，雷达 技 术 都 是探 测 远 程 目标 的常用 技 术 之 一。 虽然 各 种 雷
· ７１６ ·
戴 正 科 ： 基于 ＡＤＳ的雷 达 信 号 仿 真 实现
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沈阳理工大学
雷达成像实验（论文）简单雷达实信号仿真实验
年级: 2011届
学号: **********
姓名:
专业: 通信工程
指导老师:
二零一四年十月
院系信息科学与工程学院专业通信工程
年级 2011届姓名
题目简单雷达实信号仿真实验
指导教师：
评语
指导教师 (签章) 成绩
年月日
摘要
运用数字信号处理理论和Matlab 软件研究的脉冲压缩多普勒雷达的信号处理仿真问题,提出了一个仿真模型,该模型能够仿真雷达信号、系统噪声与杂波的产生和脉冲压缩多普勒雷达系统中信号的动态处理过程,最后结合MIMO雷达信号特点 ,显示了使用Matlab 仿真雷达信号处理系统方便快捷的特点。
关键词: MIMO 模糊图脉冲压缩
Abstract
The use of digital signal processing theory and Matlab software research Dop pler radar pulse compression signal processing simulation, a simulation model to simulation of radar signals, the system noise and clutter of the generation and p ulse compression Doppler radar system Dynamic signal processing, the final com bination of the characteristics of MIMO radar signal, indicating the use of Matlab simulation of the radar signal processing system characterized by convenient an d efficient. Key words: MIMO. Fuzzy Graph .pulse compression
目录
摘要 ...................................................................................................................................................... Abstract ......................................................................................................................................................
一、实验内容简介 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
二、实验目的............................................................................................................. 错误!未定义书签。
三、实验原理............................................................................................................... 错误!未定义书签。
四、实验内容 (1)
1.连续波 (1)
2.单个矩形脉冲 (3)
3.相参脉冲 (6)
4.线性调频脉冲（LFM） (9)
5.相位编码脉冲 (10)
五、参考文献 (12)
一、 实验内容简介：
利用Mathlab 实现对几种常见的雷达信号的仿真。
画出这几种信号形式的时域和频域的波形图。
二、 实验目的：
通过仿真熟悉常用的雷达信号的时域和频谱形式，掌握MatLab 中信号的产生和表示方法及信号频谱的计算和图形绘制。
进一步锻炼学员的编程能力，提高利用算法实现解决实际问题的能力。
三、 实验原理：
不同体制的雷达由于不同的任务采用了不同的信号形式，雷达常用的信号形式有连续波和脉冲波两种；
连续波中又有按三角形或按正弦规律变化的调频连续波，脉冲波中有简单脉冲波、脉内调频脉冲波和脉间调频脉冲波；
其中测高雷达和车载测距雷达多采用连续波的形式，常规雷达采用简单调频脉冲信号；动目标显示或测速多普勒雷达多采用高工作比的矩形调幅脉冲信号；一些新体制的高分辨率雷达多采用线性调频或相位编码等脉冲压缩信号。
对以上信号形式经傅立叶变换可以得到其频谱。
四、实验内容：
画出连续波、单个矩形脉冲波、相参脉冲波、线性调频脉冲波、相位编码脉冲波的时域波形，计算并绘制以上信号的频谱。
信号采用的参数如下 ：
1、连续波
连续波是最基本的波形，其表达式为：
)2cos()(00ϕπ+=t f A t s i
参数为：载波频率f0为20MHz ，采样频率为4倍f0，采样长度为1000.
Mathlab代码：
仿真效果如下图所示：
2、单个矩形脉冲
单个矩形脉冲的表达式为 ：
参数为：载波频率f0为20MHz ，采样频率为4倍f0，脉宽为1us ，脉冲周期为20us
Mathlab 代码为：
00()cos(2)i t s t Arect f t πϕτ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
1,2
rect(t )=0,2t t τττ⎧≤⎪⎨>⎪⎩
仿真结果如图
（a）单个矩形脉冲信号的合成过程说明
（b）单个矩形脉冲信号的时域频域波形图
3、相参脉冲
参数为：载波频率f0为20MHz，采样频率为4倍f0，脉宽为1us，脉冲周期为20us。
Mathlab代码为：
仿真结果如下图：
4、线性调频脉冲（LFM ）
参数为：带宽为20MHz ，采样频率为fs 为4倍B ，脉宽为10us ，频率变化率为带宽除以脉冲宽度。
Mathlab 代码为：
20()()cos 2()2i t
t s t Arect f t μπτ⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦
仿真效果如图所示：
5、相位编码脉冲
参数为：载波频率f0为10MHz，采样频率为16倍f0，脉宽为0.5us，脉冲周期为5us。
Mathlab代码为：仿真结果如下图：
五、参考文献
[1] 丁鹭飞陈建春．雷达原理．电子工业出版社，2009.3
[2] 巴塞姆·马哈夫扎.雷达系统设计MATLAB仿真.电子工业出版社，
2009.10
[3] 穆尔. MATLAB实用教程(第2版).电子工业出版社，2010.1
[4] 梅利尔·斯科尼克.雷达系统导论.电子工业出版社，2012.5
[5] 理查兹.雷达信号处理基础.电子工业出版社，2008.6
[6] 斯科尼克.雷达手册.电子工业出版社，2010.7。