雷达仿真报告1
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 。
SAR合成孔径雷达图像点目标仿真报告(附matlab代码)
SAR 图像点目标仿真报告徐一凡1 SAR 原理简介合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar .简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。
它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率.利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率.从而获得大面积高分辨率雷达图像。
SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后.雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：2r rCB ρ=.式中r ρ表示雷达的距离分辨率.r B 表示雷达发射信号带宽.C 表示光速。
同样.SAR 回波信号经方位向合成孔径后.雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定：aa av B ρ=.式中a ρ表示雷达的方位分辨率.a B 表示雷达方位向多谱勒带宽.a v 表示方位向SAR 平台速度。
在小斜视角的情况下.方位分辨率近似表示为2a Dρ=.其中D 为方位向合成孔径的长度。
2 SAR 的几何关系雷达位置和波束在地面覆盖区域的简单几何模型如图1所示。
此次仿真考虑的是正侧视的条带式仿真.也就是说倾斜角为零.SAR 波束中心和SAR 平台运动方向垂直的情况。
图1 雷达数据获取的几何关系建立坐标系XYZ 如图2所示.其中XOY 平面为地平面；SAR 平台距地平面高H.以速度V 沿X 轴正向匀速飞行；P 点为SAR 平台的位置矢量.设其坐标为(x,y,z)； T 点为目标的位置矢量.设其坐标为(,,)T T T x y z ；由几何关系.目标与SAR 平台的斜距为：(R PT x ==(1)由图可知：0,,0T y z H z ===；令x vs =⋅.其中v 为平台速度.s 为慢时间变量（slow time ）.假设T x vs =.其中s 表示SAR 平台的x 坐标为T x的时刻；再令r =r 表示目标与SAR 的垂直斜距.重写(1)式为：(;)PT R s r = =(;)R s r 就表示任意时刻s 时.目标与雷达的斜距。
一般情况下.0v s s r-<<.于是通过傅里叶技术展开.可将(2)式可近似写为：220(;)()2v R s r r s s r=≈+- (3)可见.斜距是s r 和的函数.不同的目标.r 也不一样.但当目标距SAR 较远时.在观测带内.可近似认为r 不变.即0r R =。
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。
桂电雷达系统实验报告1
一、 实验目的熟悉数字脉冲压缩原理及实现方法，并基于MATLAB 仿真实现。
二、 实验设备 1、 计算机三、实验内容1. 熟悉数字脉冲压缩原理；2. 基于MATLAB 仿真实现数字脉冲压缩。
四、 数字脉冲压缩原理 时域卷积法时域匹配滤波法等效于求离散接收信号与发射波形离散样本之间的复相关运算 ,在脉冲压缩点数较短且压缩比要求不高的情况下经常采用。
其具体算式如下:对于输入为复信号来说，令)()()(n jxq n xi n x +=，(1-24))()()(n jwq n wi n w ++(1-25)(1-24)式中:)(),(n xq n xi 分别为采样信号的实部和虚部；(1-25))(),(n wq n wi 分别为滤波器系数的实部和虚部。
1...2,1,0),(*)(10)(*)()(-=+--==∑==N n i n N x i x N i i n w n x n y∑()o s n (0)h (1)h (3)h N -(2)h N -(1)h N -1Z -1Z -1Z -1Z -()i s n频域FFT 法频域脉冲压缩和时域脉冲压缩的不同之处在于实现卷积的方式不同，时域脉冲压缩用非递归滤波器进行数字压缩是直接进行线性时域卷积，而频域脉冲压缩是基于频谱分析的正、反离散傅氏(DFT)法，即用DFT 将离散输入时间序列变换为数字谱，然后乘以匹配滤波器的数字频率响应函数，再用IDFT 还原成时间离散的压缩输出信号序列。
为了实时处理的需要，一般是用FFT 及其对应的IFFT 来实现这一匹配滤波。
根据卷积定理，如果两个以N 为周期的序列和 ，其DFT 分别为：)2(10)()(N jnk eN n n n x k π-∑-===X(1-27))2(10)()(N jnk eN n n n h k H π-∑-===(1-28)时域的卷积等于频域相乘，因此y(n)的N 点DFT 为：)()()(k H k X k Y =， (1-29)从而可得出：)]}([])([{)(n h DFT DFT n x DFT IDTF n y =(1-30)那么采用FFT 算法，上式可写成：)]}([)]([{)(1n h FFT n x FFT FFT n y -= (1-31)匹配滤波器的输出等于输入信号的离散频谱乘上匹配滤波器冲激响应的频谱(即频率响应)的逆变换。
雷达仿真
雷达系统仿真实验报告
一般来说，波长越短，杂波散射系数
0
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共。它们是掠射角、表面粗糙度和雷达波长。 越大。图 2.2 给出了
0
与掠射角的关系。
图中标出了三块区域：它们是低掠射角区、平坦或平台区及高掠射角区。 低掠射角区从零延伸到大约是临界角。临界角由瑞利（Rayleigh）定义：此角以 下表面被认为是平坦的， 而此角以上平面是粗糙的。 将表面高度不平度的均方根 （rms） 表示为 hrms ，则根据瑞利准则，如果下式成立，则认为表面平坦：
：
2
2hrms sin g
（2.1.2）
图 2.3 粗糙表面的定义
当
（第一个零深）时，则可以计算出临界角 gc ，因此
4 hrms
或等效地，
sin gc
（2.1.3）
gc a sin
4hrms
（2.1.4）
低掠射角杂波一般称为漫散射杂波，此时雷达波束中（非相干反射）会存在大 量杂波回波。在平坦区域
hardware.Clutter is an important part of radar environment,so the accurate modelling and simulation of radar clutter play a vital role in the development and manufacture of radar. Firstly,this paper discusses the definition,classification and basic characteristic of clutter.Secondly,several probabilistic models which describe amplitude characteristic of clutter are introduced,including Rayleigh model,lognormal model,Weibull model and K-distributed model.Then this paper introduces three power spectrums describe the frequency spectrum of clutter,including Gaussian spectrum,Cauchy spectrum and full polargraphic.Finally,several kinds of them are simulated based on Matlab. Results of the simulation correspond closely to theoretical
雷达系统设计仿真报告
线性调频信号的复包络为：
u(t) = a(t)e jπμt2
其中 a(t) = 1, (t ≤ T / 2) 为矩形脉冲函数，T 是脉冲宽度。
正型模糊函数的定义为：
∫ χ (τ , fd ) =
+∞ u(t)u*(t + τ )e j2π fdt dt
−∞
将上述线性调频信号的复包络带入模糊函数定义式得：
为-30db 时的脉压结果。可以看出，旁瓣的降低是以波瓣展宽为代价的，但我们
仍能分清两个目标。
30 24
22
20
20
18
10
16
14
0
12
0
50
100
150
Dis/km
74
75
76
77
Dis/km
下面分别给出当导弹和飞机进入雷达时杂波的 RCS 随距离的变换。
最后给出了单个脉冲回波的 CNR，SNR，SIR 与距离的关系曲线。左侧为导
τ/μs τ/μs
contour pic 150 100 50
0 -50 -100
4dB contour
100
0
-100
-1
0
1
local zoom of upper 4dB contour
10
9.5
63096
0.63096 0.63096
-150 -1
0 fd/MHz
9 1 0.055
0.06 fd/MHz
正交采样的镜频抑制比曲线时，我按照书上 183 面图 5.3 的流程， 但我得到的结果总是不对，我一直分析这个问题，但始终没法解释， 为什么我得到的结果远没有书上 188 面的那么好？ 2、 我在用 Monto Carlo 分析测角误差时，得到均方根误差效果远比书 上的好，我也想不明白，同样的参数，应该不会有那么大的差异。 3、 在最后一部分“某阵列雷达信号处理”中，采用的是老师给定的回 波信号。我的疑问是老师如何产生的回波信号？根据书上给定的条 件，我觉得只能得到杂波的功率谱特性，但是如何反映到时域波形 上呢？ 4、 在用老师给定的信号数据进行处理时，我在脉压的时候耽误了很久， 因为我想相同的数据，处理的结果应该跟老师书上给的结果相差不 大，但是一开始我总是得不到老师书上的样子。后来我才发现，问 题在脉压系数上。通常脉压系数都是原线性调频信号的共轭反转， 但是，再利用老师给的数据进行处理时，不用共轭，只需反转即可。 我想着应该跟陈老师您采用的 LFM 信号形式有关，您产生数据时线 性调频基带信号的指数项上应该是负的 x(t) = e− jπμt2 ，不知道我的猜 想对不对？
机载激光雷达虚拟仿真项目报告的总结
机载激光雷达虚拟仿真项目报告的总结机载激光雷达虚拟仿真项目报告的总结摘要：本报告总结了关于机载激光雷达虚拟仿真项目的重要成果和发现。
该项目的目标是通过虚拟仿真技术来模拟机载激光雷达的工作，并评估其在不同环境下的性能和效果。
通过深入研究和广泛的实验，我们得出了一些重要的结论，并提出了一些改进和进一步研究的建议。
本报告将对项目的关键目标、方法和结果进行详细介绍，并给出对该关键技术的观点和理解。
1. 介绍机载激光雷达是一种通过使用激光脉冲来获取地面或物体表面信息的先进技术。
它在地质勘探、测绘、遥感和目标识别等领域有着广泛的应用。
然而，由于机载激光雷达在实际环境中的操作受到诸多限制，虚拟仿真技术成为一种有效的方式来评估其性能和效果。
2. 目标机载激光雷达虚拟仿真项目的主要目标是使用虚拟仿真技术模拟机载激光雷达的工作，并对其在不同环境下的性能和效果进行评估。
通过这种方式，我们可以更好地理解激光雷达的工作原理和性能特点，并为进一步改进和优化提供依据。
3. 方法在机载激光雷达虚拟仿真项目中，我们采用了以下关键方法：3.1 系统建模首先，我们对机载激光雷达系统进行了建模。
这包括激光发射装置、接收器、激光束传播以及地面或物体表面的反射等因素。
通过建立系统模型，我们能够准确地模拟激光雷达的工作过程。
3.2 环境模拟其次，我们采用虚拟仿真技术来模拟不同环境下的情况。
这包括模拟不同地形、天气条件、目标类型等。
通过改变这些环境因素，我们可以评估激光雷达在不同情况下的性能和效果。
3.3 数据处理和分析最后，我们对仿真数据进行处理和分析。
这涉及到从激光雷达接收到的原始数据中提取有用的信息，并对其进行处理和解释。
通过对数据的分析，我们能够评估激光雷达的性能特点，并与实际情况进行对比。
4. 结果通过机载激光雷达虚拟仿真项目的实验和分析，我们得出了一些重要的结果：4.1 精度和效率我们发现，在不同环境下，机载激光雷达的精度和效率有所不同。
雷达实验报告
雷达实验报告雷达实验报告摘要：本次实验旨在通过搭建雷达系统，探索雷达技术的原理和应用。
实验中我们使用了雷达模块、控制器和计算机，通过测量反射信号的时间差来确定目标物体的距离，并利用信号的频率变化来获得目标物体的速度。
实验结果表明，雷达系统能够准确地检测目标物体的位置和运动状态，具有广泛的应用前景。
1. 引言雷达（Radar）是一种利用电磁波进行探测和测量的技术。
它广泛应用于军事、民用和科学研究等领域，如航空、天气预报、导航等。
雷达系统通过发射电磁波并接收其反射信号，利用信号的时间和频率变化来确定目标物体的距离和速度。
本次实验旨在通过搭建雷达系统，深入了解雷达技术的原理和应用。
2. 实验设备和方法2.1 实验设备本次实验使用的设备有：雷达模块、控制器、计算机。
2.2 实验方法（1）搭建雷达系统：将雷达模块与控制器连接，并将控制器与计算机连接。
（2）设置实验参数：根据实验需求，设置雷达系统的工作频率和功率。
（3）目标检测：通过控制器发送电磁波，并接收其反射信号。
利用信号的时间差来计算目标物体的距离，并利用频率变化来计算目标物体的速度。
（4）数据分析：将实验结果导入计算机，并进行数据分析和处理。
3. 实验结果与讨论3.1 距离测量我们在实验中选择了不同距离的目标物体进行测量，并记录了实验结果。
通过分析数据，我们发现雷达系统能够准确地测量目标物体的距离。
实验结果与实际距离相差不大，证明了雷达系统的测量精度较高。
3.2 速度测量在实验中，我们选择了运动目标进行速度测量。
通过分析信号的频率变化，我们能够准确地计算目标物体的速度。
实验结果表明，雷达系统能够实时监测目标物体的运动状态，并提供准确的速度信息。
4. 实验误差分析在实验过程中，我们发现了一些误差来源。
首先，由于环境中存在其他电磁波干扰，可能会对实验结果产生一定的影响。
其次，雷达系统的精度受到设备本身的限制，可能会导致测量结果的偏差。
此外，实验操作的不准确也可能引入误差。
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。
雷达系统仿真个人总结
雷达系统仿真个人总结第一篇：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，并用数学公式解释重要抽样技术的思想。
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雷达系统仿真实验报告设计题目：基于巴克码的脉冲压缩雷达信号处理院系：电子与信息工程学院专业：电子工程系2班设计者：宋丽君学号：11S******哈尔滨工业大学目录一.设计目标 (1)1.1概述： (1)1.2 设计要求： (1)二.综合设计原理 (2)2.1 巴克码（Barker） (2)2.2 相位编码波形 (3)2.3 正交I/Q解调 (3)2.4 脉冲压缩 (4)2.5 匹配滤波 (4)三.综合设计仿真结果 (7)3.1 巴克码编码波形的产生 (7)3.2 雷达回波的产生 (7)3.3 正交I/Q解调 (8)3.4 脉冲压缩处理 (8)3.5 多个目标的检测 (10)3.51 两个点目标的产生 (10)3.52 两个点目标回波的脉冲压缩 (11)四. 设计体会 ............................................................................... 错误!未定义书签。
五. 参考文献 ............................................................................... 错误!未定义书签。
- I -雷达系统仿真实验报告11S005090 宋丽君1.设计目标1.1概述：产生相位编码目标回波、对回波进行I/Q解调、匹配滤波，分析多普勒频移对脉冲压缩的影响等，根据仿真结果并结合所学理论进行分析，并给出分析后的结论。
1.2 设计要求：某雷达采用7位巴克码编码的二元相位编码信号，子码宽度0.5us。
雷达中频为f I=10MHz，对雷达中频信号用40MHz采样后送入信号处理，由信号处理进行脉冲压缩和信号检测，雷达作用距离15km。
（1）在中频10MHz上产生雷达发射信号s,并画出雷达发射波形的时域、频域特性；分析信号带宽与子码宽度的关系；（2）产生雷达回波信号，在9km处有一个点目标，回波幅度为1；其他距离处回波为0；（3）对此回波信号进行I/Q解调，将回波信号由中频f I变换为基带信号；（4）在频域对基带信号进行脉冲压缩，画出脉冲压缩后的时域波形；（5）产生雷达回波信号，含有两个点目标，分别位于9km、9.225km，幅度相同为1；画出时域波形，此时两个目标是否能够分开？（6）对5）产生的回波进行I/Q解调、然后进行时域脉冲压缩，画出压缩后的时域波形，此时两个点目标是否能够在距离上分开？此雷达的距离分辨力？（7）如果9.225km处的目标是一个运动目标，其多普勒频移为143KHz，求此目标脉压后的结果；如果9.225km处运动目标的多普勒频移为24KHz，求此运动目标脉压后的结果；分析运动目标的多普勒频移对于脉压的影响。
- 1 -雷达系统仿真实验报告11S005090 宋丽君2.综合设计原理2.1 巴克码（Barker）巴克码是一种特殊的二进制码。
巴克码自相关函数的峰值为N，最大副瓣峰值的幅度为1，其中N为编码的长度或子脉冲数。
只有少量巴克码存在。
表10.4列出所有已知的巴克码，并且这些码的最小峰值副瓣等于1。
如果能得到更长的巴克码，那么它们将是脉冲压缩雷达的理想波形。
但是还没有发现长度大于13的巴克码。
应用巴克码的脉冲压缩雷达的最大压缩比被限定为13。
由于巴克码序列的长度太短，限制了它的实际应用。
为了满足实际需要，提出了多相巴克码序列和组合巴克码序列的设想。
采用组合法增加巴克码序列的长度，采用加权法抑制旁瓣，使巴克码序列有了实际应用的价值。
表1目前已找到的巴克码序列- 2 -雷达系统仿真实验报告 11S005090 宋丽君- 3 -2.2 相位编码波形相位编码波形与调频波形不同，它将脉冲分成许多子脉冲。
每个子脉冲的宽度相等，但各自有特定的相位。
每个子脉冲的相位根据一个给定的编码序列来选择。
应用最广泛的相位编码波形使用两个相位，即二进制编码或二相编码。
二进制编码由0,1序列或＋1, -1序列组成。
发射信号的相位依照码元（0和1或+1和-1）的次序在0︒和180︒间交替变换，如图1所示。
由于发射频率通常不是子脉冲宽度倒数的整倍数，因此，编码信号在反相点上一般是不连续的。
在接收端，通过匹配滤波或相关处理得到压缩脉冲。
压缩脉冲半幅度点的宽度应等于子脉冲的宽度。
因此，距离分辨力就正比于编码码元的时间宽度，压缩比等于波形中子脉冲的数目，即编码码元的数目。
图1 二进制相位编码信号2.3 正交I/Q 解调无论中频信号的调制方式如何， 都可以先使用正交解调，然后再依据调制方式处理恢复信号。
正交解调也叫正交基带变换，其目的是去掉调制信号中的载频， 将信号变到零中频( 基带) 。
一个载频为w c 的实调制信号可以表示为：)](cos[)()(t wc t a t x θ+=其复信号解析式为：)](sin[)()(cos[)()(t wc t ja t wc t a t z θθ+++=经正交解调后，得到的零中频信号（基带信号）为：雷达系统仿真实验报告 11S005090 宋丽君- 4 -)()()(sin )()(cos )()(t jZ t Z t t ja t t a t Z BQ BI B +=+=θθ式中：)(sin )()()(cos )()(t t a t Z t t a t Z BQ BI θθ==)(t Z BI 和)(t Z BQ 分别是基带信号中的同相分量和正交分量，或称I 路分量和Q 路分量。
其系统实现原理如下：图2 正交解调原理图2.4 脉冲压缩我们知道雷达的距离分辨力取决于信号带宽在普通脉冲雷达中雷达信号的时宽带宽积为一常量（约为1）因此不能兼顾距离分辨力和雷达作用距离两项指标。
脉冲压缩的含义为：脉冲压缩雷达发射宽脉冲T 以增大信号能量，在接收机中对回波信号加以压缩处理（匹配滤波）以便得到窄的脉冲τ。
在脉冲压缩系统中，发射波形通常在相位或频率上被调制，使得其带宽B>>1/T 。
设信号经脉冲压缩后的有效脉冲宽度为τ，则τ=1/B 。
2.5 匹配滤波设线性滤波器输入端输入信号与噪声的混合波形为并假定雷达系统仿真实验报告11S005090 宋丽君噪声为白噪声，其功率谱密度，而信号的频谱函数为，即。
要求线性滤波器在某时刻上有最大的信号瞬时功率与噪声平均功率的比值。
确定在上述最大输出信噪比准则下的最佳线性滤波器的传输特性为：这就是最佳线性滤波器的传输特性。
式中，即为的复共轭。
匹配滤波器是最优线性滤波器，它具有以下特点：1、匹配滤波器的输出信噪比2E/N0只与输入信号能量有关，与信号波形无关。
（此结论仅适用于白噪声背景，在色噪声条件下存在波形优化的问题，即应使信号的频谱尽量避开干扰的功率谱。
）2、匹配滤波器的脉冲响应h c(t)=s*(τ-t)为发射信号的共轭镜像，对输入信号进行匹配滤波处理等效对输入信号进行相关处理。
3、匹配滤波器的幅频特性与发射信号的幅频特性一致：对输入信号较强的频率成分给予较大的加权，对较弱的频率成分给予较小的加权。
2.6 匹配滤波与脉冲压缩的关系匹配滤波指的是为了获取最大的SNR所采取的滤波方法，脉冲压缩是为了解决雷达发射功率和距离分辨率之间的矛盾所采用的信号处理方法。
而针对线性调频信号与相位编码信号，进行脉冲压缩的手段就是匹配滤波。
因为匹配滤波器的相频特性与信号的相位谱互补：输入信号中的非线性相位能都被补偿，输出信号中仅保留线性相位谱，这样输出信号的各频率成分在t0时刻达到同相相加形成峰值，而其它时刻不能脉冲压缩。
2.7 多普勒频移多普勒效应含义为物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。
在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移blue- 5 -雷达系统仿真实验报告 11S005090 宋丽君- 6 -shift ）；当运动在波源后面时，会产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低（红移 red shift ）。
如上图3所示。
波源的速度越高，所产生的效应越大。
根据光波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
即当目标与雷达站之间存在相对速度时。
接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移，这个频移在物理学上称为多卜勒频移，如下图4所示。
它的数值为：λrd V f 2=其中：V r 雷达与目标之间的径向速度（m/s ）。
图3 多普勒频率的产生图4 多普勒频率在频域的表示雷达系统仿真实验报告11S005090 宋丽君3.综合设计仿真结果3.1 巴克码编码波形的产生雷达信号采用7位巴克码编码的二元相位编码，子码宽度0.5μs。
雷达中频为f I = 10MHz，对雷达中频信号用40MHz采样后送入信号处理，由信号处理进行脉冲压缩和信号检测，雷达作用距离15km。
我们知道，带宽与子码宽度成反比，子码宽度越宽，带宽越窄。
这里我们采用宽度为0.5us的七位巴克码，所产生的7位巴克码2PSK信号如图所示：图6 七位巴克码编码二相码的时域波形与频谱（子码宽度为0.5us）3.2 雷达回波的产生下面产生理想点雷达回波信号。
设定在距离雷达9km处有一个点目标，回- 7 -雷达系统仿真实验报告11S005090 宋丽君波幅度为1；其他距离处回波为0。
也就是此处仿真的是没有噪声和干扰的情况。
回波信号与发射信号相同，为7位巴克码2PSK信号，仿真结果如下：图7 雷达回波波形雷达波形产生源程序：3.3 正交I/Q解调对此回波信号进行I/Q解调，将回波信号由中频f I变换为基带信号。
分别对中频信号进行I路与Q路解调，由结果图8可知，Q路幅度数量级在10-13数量级，趋近于零。
因此，解调后信号近似与I路信号相等。
进而，图9显示了解调后信号的幅度谱。
因为之后匹配滤波器对于相位敏感，故解调时候所使用的滤波器为FIR滤波器，保证线性相位不受破换。
3.4 脉冲压缩处理在频域对基带信号进行脉冲压缩，画出脉冲压缩后的时域波形。
经 2.5、- 8 -雷达系统仿真实验报告11S005090 宋丽君2.6节理论分析后，此节运用匹配滤波器对脉冲进行压缩处理，处理。
这里的匹配滤波器为发射信号经过正交解调后的匹配滤波器。
匹配滤波器频率响应如图10所示。
图10 匹配滤波器频率响应这样，经过理想点的雷达回波信号经过正交解调，再经过脉冲压缩处理，即匹配滤波后的仿真结果如下图所示。
从回波信号经过匹配滤波器的结果我们可以看出，在目标出出现一个信号的峰值，由此验证了理论的正确性，即信号经过匹配滤波器之后可以改善信噪比，有利于信号的检测。
- 9 -雷达系统仿真实验报告11S005090 宋丽君图11 脉冲压缩后波形3.5 多个目标的检测3.51 两个点目标的产生脉冲压缩的优势在于提高雷达的分辨率。