基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模仿真
matlab仿真脉冲多卜勒雷达信号处理
matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理目录目录-------------------------------------------------------- 1 第一章绪论-------------------------------------------------- 31.1 雷达起源 ---------------------------------------------- 31.2 雷达的发展历程 --------------------------------------- 4 第二章原理分析----------------------------------------------- 62.1 匹配滤波器原理 --------------------------------------- 62.2 线性调频信号（LFM） ---------------------------------- 82.3 LFM信号的脉冲压缩----------------------------------- 10 第三章多目标线性调频信号的脉冲压缩------------------------- 14 第四章仿真结果分析------------------------------------------ 164.1 时域图分析 ------------------------------------------ 164.2 回波信号频域图分析 ---------------------------------- 174.3 压缩信号图分析 -------------------------------------- 194.4 多目标压缩信号图分析 -------------------------------- 21 第五章问题回答--------------------------------------------- 23 第六章致谢与总结------------------------------------------- 24 附录（Matlab程序）------------------------------------------ 25第一章绪论1.1 雷达起源雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
基于Matlab_Simulink的测量雷达伺服系统的仿真方法
图 ’" 某天线负载仿真结构图 图 &&" 速度回路闭环幅频特性
万方数据
图 (" 某天线结构谐振频率
图 &%" 速度回路阶跃响应特性
第9 期
邹丽娟： 基于 %&’(&) / 0J?U(J>I 的测量雷达伺服系统的仿真方法
8N
量的天线负载速度回路模型。图 !! 为其速度回路闭 环幅频特性， 反映了结构谐振频率的影响。图 !" 为速 度回路阶跃响应特性。从图中可观察到阶跃的上升段 有明显的因弹性而引起的缺口变形， 和实际系统一致。
［ %］ 。该位置回路开环幅频特性如图 ? 所示。 回路带宽
是一个典型的!型系统。位置回路总开环增益 ! 4 表
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现代雷达
%! 卷
仿真结果以及实际系统结果， 仿真接近实际系统。
表 !" 位置回路参数与仿真结果 加速度 系数 " ! %, %# %! -/ 位置校正 增益 "& &%, 0/, -0 &00, 0 %##, % 位置校正 仿真带 实际带 宽 （ *+） /, -% &, & %, & ., 0 网络 "（ （ *+） & )） 宽 &, . /, -( /, ’&, %0 /, .’ %, %! /, %., #
第 "T 卷! 第 6 期
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matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理分析
matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理目录目录-------------------------------------------------------- 1 第一章绪论-------------------------------------------------- 31.1 雷达起源 ---------------------------------------------- 31.2 雷达的发展历程 --------------------------------------- 4 第二章原理分析----------------------------------------------- 62.1 匹配滤波器原理 --------------------------------------- 62.2 线性调频信号（LFM） ---------------------------------- 82.3 LFM信号的脉冲压缩----------------------------------- 10 第三章多目标线性调频信号的脉冲压缩------------------------- 14 第四章仿真结果分析------------------------------------------ 164.1 时域图分析 ------------------------------------------ 164.2 回波信号频域图分析 ---------------------------------- 174.3 压缩信号图分析 -------------------------------------- 194.4 多目标压缩信号图分析 -------------------------------- 21 第五章问题回答--------------------------------------------- 23 第六章致谢与总结------------------------------------------- 24 附录（Matlab程序）------------------------------------------ 25第一章绪论1.1 雷达起源雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
多普勒雷达系统仿真
摘要现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
本文以MATLAB为软件平台，充分利用其提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块，对数字调制解调系统进行Simulink设计仿真，并且进行误差分析。
数字化正交数字化正交调制与解调是通信系统中十分重要的一个环节，针对不同的信道环境选择不同的数字化正交数字化正交调制与解调方式可以有效地提高通信系统中的频带利用率，改善接收信号的误码率。
本设计运用Simulink仿真软件对二进制调制解调系统进行模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析，重点对BASK，BFSK，BPSK进行性能比较和误差分析。
在实际应用中，视情况选择最佳的调制方式。
本文首先介绍了课题研究的背景，然后介绍系统设计所用的Simulink仿真软件，随后介绍了载波数字调制系统的原理，并根据原理构建仿真模型，进行数字调制系统仿真，最后对设计进行总结，并归纳了Simulink软件使用中需要注意的事项。
本文的主要目的是对Simulink的学习和对数字调制解调理论的掌握和深化，为今后在通信领域继续学习和研究打下坚实的基础。
关键字：排通信系统，Simulink仿真，数字化调制解调，BASK，BFSKABSTRACTTheThe Modern communication systems require communication distance, large communication capacity, good transmission quality, as one of its key technologies modem technology has been an important direction for researchers. In this paper, MATLAB software platform, providing full useof its communications toolbox and signal processing toolbox module, digital modulation and demodulation system Simulink design simulation and error analysis.Modulation and demodulation is a very important part of the communication system, for different channel environment to select different modulation and demodulation system can effectively improve the spectrum efficiency in a communication system, improve the bit error rate of the received signal. This design using Simulink simulation software binary modulation and demodulation system modeling, system design, simulation demo showed that the error analysis and comprehensive performance analysis, focusing on the BASK, BFSK, BPSK performance comparison and error analysis. In practice, as the case may select the best modulation.This paper describes the background of the research, then describes the system design using Simulink simulation software, then introduced the carrier digital modulation system of principles, and build a simulation model based on the principle of digital modulation system simulation, and finally the design summary and induction Simulink software matters that need attention. The main purpose of this paper is to study and Simulink digital modem theory of mastery and deepening for the future to continue learning and research in the field of communication and lay a solid foundation.Key Words: queuing theory, demand management, telecom offices目录第1章引言 11.1 选题背景 11.2 研究目标和意义 1第2章研究的理论基础 82.1 仿真软件matlab简介 82.2 仿真软件simulink简介 92.3 仿真软件matlab简介 10第3章数字频带传输系统 113.1 数字调制系统 113.2 二进制振幅键控 113.3 二进制移频键控 143.4 二进制移相键控 173.5 二进制分相位键控 193.6 二进制数字信号的功率谱密度 223.6.1 ASK信号的功率谱密度 223.6.2 FSK信号的功率谱密度 233.6.3 2PSK与DPSK信号的功率谱密度 24第4章系统的设计与仿真 254.1 ASK信号的数字化正交数字化正交调制与解调 25 4.1.1 2ASK信号调制仿真 254.1.2 2ASK信号解调仿真 284.2 FSK信号的数字化正交数字化正交调制与解调 30 4.2.1 2FSK信号调制仿真 304.2.2 2FSK信号解调仿真 344.3 2PSK信号的数字化正交数字化正交调制与解调 36 4.3.1 2PSK信号调制仿真 364.3.2 2PSK信号解调仿真 39第5章结论 42参考文献 46致谢 48引言1.1 选题背景进入20世纪以来，随着晶体管、集成电路的出现与普及、无线通信迅速发展。
基于Matlab_Simulink的雷达系统仿真
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第 21 卷 第 11 期
文章编号：1006 - 934（8 2004）11 - 0235 - 04
计算机仿真
2004 年 11 月
基于Simulink的脉冲压缩雷达信号处理系统仿真
、
Ｉ Ｑ（￡）＝Biblioteka （ｔ）ｓｉｎ （ ） 则 ｆ，Ａｔ１＝Ｉ（ｔ）ｃｏｓ２＂ｒｒｆｏｔ—Ｑ（ｔ）ｓｉｎ２＂ｒｒ ｆｏｔ （３）
关键词 ：雷达 ；信号处理 ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ
中图分类号 ：ＴＮ９５７．５１
文献标识 码 ：Ａ
文章编号 ：１００８—５４８３（２０１６）０１—００３７—０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｉｍ ｕｌｉｎｋ—－ｂａｓｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａｄａｒ
ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｉｓ ｏｎｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＦＦＴ ａｐｐｒｏｐｒ ｉａｔｅｌｙ ａｎｄ ｊｏｉｎｓ ｔｈｅ
Ｃｈｉｒｐ—Ｚ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｈｓ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ａｌｇｏｒ ｉｔｈｍ ｃａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｒａｎｇｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｄａｒ
专一任煮一表1fft算法与chirpz变换的测距精度仿真结果对比值图9脉冲压缩处理模型理论实验测量距离m23chirpz变换距离nfft测量值fft误差czt测量值czt误差传统的fft运算只能初略地看出主频频率的大概位置通过提高fft傅里叶变换的运算点数可以提高精度但运算点数的增加也意味着工作量的增加不利于快速准确地得到理想结果
．
Ｋｅｙ Ｗｏｌ［ｄｓ；ｒａｄａｒ；ｓｉｇｎａ ｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ
基于Simulink和LabVIEW的脉冲电源虚拟仿真实验平台
ISCSNN１１１Ｇ０２００２３Ｇ４４/９T５６
实 验 技 术 与 管 理 ExperimentalTechnologyand Management
第
３６ 卷 第 １ 期 ２０１９ 年 １ 月 Vol．３６ No．１ Jan．２０１９
DOI:１０．１６７９１/j．cnki．sjg．２０１９．０１．０３３
作为 实 验 案 例,介 绍 了 基 于 Simulink 和 LabＧ VIEW 的脉冲电源虚拟仿真实验.利用模型接口工具 包(modelinterfacetookit,MIT),在 Simulink 中 搭 建 硬 件 电 路 的 数 学 模 型.LabVIEW 通 过 MIT 调 用 Simulink生 成 的 DLL(动 态 链 接 库)文 件,利 用 LabＧ VIEW 丰富的图形界面作为 Simulink 模 型 的 输 入、输 出 ,使 整 个 系 统 形 成 一 个 闭 环 结 构 ,从 而 最 大 限 度 地 真 实反映脉冲电源的动态模型.
基于 Simulink和LabVIEW 的脉冲电源 虚拟仿真实验平台
张 圣 ,李 震 梅 ,李 海 涛 ,路 通 ,柳 娜
(山东理工大学 电气与电子工程学院,山东 淄博 ２５５０４９)
摘 要:将虚拟实验仿真系统引入电路课程的 教 学 中,利 用 Matlab/Simulink 搭 建 脉 冲 电 源 硬 件 电 路 的 数 学 模 型,利用 LabVIEW 的 MIT 接口技术,将 Simulink和 LabVIEW 无缝连接,实现联合仿真.仿真实验的结果 与理论计算结果一致,排除了高电压、大电流实验存在 的 安 全 隐 患 问 题.该 虚 拟 仿 真 实 验 平 台 具 有 执 行 效 率 高 、操 作 简 单 的 特 点 ,可 帮 助 教 师 、学 生 和 科 研 人 员 更 好 地 理 解 复 杂 电 路 问 题 . 关 键 词 :脉 冲 电 源 ;虚 拟 仿 真 ;实 验 平 台 ;MIT;Simulink;LabVIEW 中 图 分 类 号 :TM８９ 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :１００２Ｇ４９５６(２０１９)０１Ｇ０１３８Ｇ０５
新型多普勒成像激光雷达原理设计与仿真_姜成昊
套多普勒成像激光雷达实验系统， 同时引入 APFFT 全相位测相处理思路对外差信号进行时频分析， 抑制 频谱泄露， 减小噪声对测量结果的影响， 获取高测量精度信号时频曲线。在 MATLAB 软件 simulink 交互 式仿真集成环境中进行过程仿真， 证明其可以实现对扫描空间高分辨率、 高精度的成像。 实验结果表明： 该 系统能够较好还原被测目标表面特性，为激光雷达实现对目标高分辨率与高灵敏度成像提出新的解决思 路。
第 43 卷第 2 期
Vol.43 No.2
红外与激光工程 Infrared and Laser Engineering
2014 年 2 月 Feb.2014
新型多普勒成像激光雷达原理设计与仿真
张丽娟， 李 姜成昊， 杨进 华 ， 祥 ( 长春理工 大 学 光 电 工程学院， 吉林 长春 130022)
Abstract: The means of coherent Doppler has obvious advantages to obtain the target range change. Based on laser Doppler effect, designed a set of imaging Doppler lidar experimental system. Introduction all phase measurement phase treatment consideration to do time-frequency analysis for heterodyne signal, restraining spectral leakage and reducing the impact of noise on the measurement results, a high measurement accuracy signal frequency curve will be acquired. The process simulation in the simulink interactive simulation integration environment which comes with MATLAB software, to prove it can achieve higher resolution, high precision imaging for scan space. The experimental results show that the system was able to restore the surface of target feature preferably. It plays a promoting role in high resolution and high-sensitivity imaging of the target for lidar. Key words: doppler imaging; laser radar; high-resolution radar; optical heterodyne detection
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基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模仿真
胡海莽1，杨万海
（西安电子科技大学电子工程学院，陕西 西安 710071）
摘要：利用计算机仿真技术的可控制性，可重复性，无破坏性，安全性，经济性等特点与优势对雷达电子对抗装备及其技术与战术运用等进行仿真与效能评估，是当前和未来雷达与电子对抗领域研究中的一种重要手段。
本文的工作是建立一个基于Simulink的雷达系统仿真库，因为MATLAB的使用广泛性，因此基于其上的雷达系统仿真库较易推广。
该雷达系统仿真库不仅可以协助设计雷达系统而且可以帮助学生学习雷达系统。
关键词：雷达；建模；仿真
Modeling and Simulation of PD Radar System Based on Simulink
HU Hai-Mang, YANG Wan-Hai
(Xidian Univ, Xi’an 710071, China)
Abstract: The modeling and simulation of radar systems with system simulation tools make it possible to complete scheme reasoning and performance evaluation efficiently. This paper constructs some radar function blocks and models and simulates a pulse Doppler radar system based on Simulink5.0.The software is perfectly applied in the study of algorithms in radar signal processing and displays the system’s performance.
Keywords: radar; modeling; simulation; Simulink;
1 引言
在雷达信号处理系统中系统级仿真占有极其重要的地位，经过系统级仿真能够保证产品在最高层次上的设计正确性。
因为外场模拟真实战场复杂电磁环境是非常困难的，同时也耗资巨大。
外场试验的次数有限，难以全面反映雷达系统在各种复杂环境下的性能，外场测试和设计修改使得试验周期长，并造成巨大浪费。
以往的工作多是基于EDA平台如SPW和SystemView，这些软件专业性很强，而且价格较贵，因此基于这些平台的雷达系统仿真库也较难推广。
本文的工作是建立一个基于Simulink的雷达系统仿真库，因为MATLAB的广泛性使用，因此基于其上的雷达系统仿真库较易推广。
该雷达系统仿真库不仅可以协助设计雷达系统而且可以帮助学生学习雷达系统。
Simulink是一种开放性的，用来模拟线性或非线性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统的强有力的系统级仿真工具。
它是MATLAB的一个附加组件，用来提供一个系统级的建模与动态仿真工作平台。
Simulink是用模块组合的方法来使用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机模型的。
另外，Simulink还提供一套图形动画的处理方法，使用户可以方便地观察到仿真的整个过程。
Simulink5.0在软硬件的接口方面有了长足的进步，Simulink已经可以很方便地进行实时的信号控制和处理、信息通信以及DSP的处理。
仿真程序经过编译可以直接下载到DSP等硬件设备中去，使得从系统级仿真到硬件实现可以一气呵成。
本文的仿真基于MATLAB6.5及其所带的Simulink5.0。
2 脉冲多普勒雷达系统仿真
脉冲多普勒（PD）雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制。
这种雷达具
作者简介：胡海莽（1977-），男，江苏省淮安市人，现为西安电子科技大学电路与系统学科硕士研究生，研究方向为信息处理，系统仿真。
有脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力，有更强的抑制杂被的能力，能在较强的杂波背景中分辨出动目标回波。
PD 雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达，能实现对雷达信号脉冲串频谱单根谱线滤波(频域滤波)，具有对目标进行速度分辨的能力。
图1是PD 雷达系统仿真原理框图，脉冲发生器产生相参脉冲串信号，然后通过目标回波模块加入目标信息，包括目标的多普勒信息和距离信息，还包括目标的起伏。
然后加入地物杂波信号和系统噪声信号，接下来通过高放模块和中放模块将信号变为中频信号，再经过零中频正交双通道处理将信号变为视频信号，再将视频信号通过主杂波对消器，滤除零频杂波后进行多普勒滤波，也就是进行FFT 处理。
在经过多普勒处理后，再做CFAR 处理，最终得到所要观察的信号。
图1 仿真原理框图
Figure 1.Block diagram of PD radar system simulation
下面对图1中的几个重要部分给予说明，并给出部分仿真结果。
为了提高仿真速度适当降低了系统各部分的频率，但这并不影响仿真结果的正确性。
2.1 脉冲发生器模块及目标回波模块
脉冲发生器将矩形脉冲串调制到高频，图2是将脉冲重复频率为10KHz ，脉冲宽度为4微秒的矩形脉冲串信号调制在1MHz 的相参脉冲串的波形，图3是其频谱图。
产生的相参脉冲串信号再经过目标回波模块加入目标的延迟及多普勒信息，及目标的起伏信息。
2.2 杂波产生模块及系统噪声产生模块
杂波有三种谱类型，即高斯谱、柯西谱和全极谱；四种幅度分布，即瑞利分布、对数正态分布、
韦布尔分布和K分布。
它们交叉组合共计有十二种杂波类型。
杂波的产生采用无记忆非线性变换法（ZMNL）。
图4是仿真的瑞利分布的高斯谱杂波的功率谱密度图，图5是其概率密度分布图。
系统噪声用白高斯噪声模拟。
图6给出了在图2的相参脉冲串信号上叠加了杂波和系统噪声的波形，信号完全被杂波和噪声湮没。
图7为其频谱图，与图3比较可以看到零频处的幅度很大。
2.3 零中频正交双通道处理
当用数字技术对信号进行处理时，在中频进行是不适当的，这就要求进行零中频多普勒信号处图4杂波功率谱密度
Figure4. Psd of clutter
保持区分正负频率的能力，采用正交双通道处理。
图8是经相干检波器后输出信号的频谱，图9是经低通滤波器滤除高频分量后的信号频谱，可见信号已被变为视频信号。
为了减轻后续数字信号处理的负担，要使用主杂波对消器，将主瓣杂波尽可能的减弱。
2.4 多普勒滤波
杂波滤波器后串接窄带滤波器组，在数字信号处理中用快速傅里叶变换来实时计算出各频谱单元信号的频谱数据，它等效于多个距离单元的窄带滤波器组。
图10为作FFT 后信号的频谱，经窄带滤波器后只保留单根谱线，如图11所示，可以看出该目标的多普勒频移为5KHz 。
3 结论
基于Simulink5.0的雷达仿真系统取得了较好的仿真结果，并且由于仿真算法的优化相比以前的版本仿真速度有了很大的提高。
仿真好的程序经过编译可以直接下载到DSP 等硬件设备中去，使得设计人员可以将精力集中于系统级的设计，而不是将精力耗费于如何用硬件实现该系统。
由于MATLAB 的广泛使用，该雷达系统库较易推广使用，并且在使用中将不断得到扩充和改进。
参考文献：
[1] 姚俊, 马松辉. Simulink 建模与仿真[M]. 西安：西安电子科技大学出版社, 2002:282
[2] Gaspare Galati. Advanced Radar Techniques and Systems[M]. Peter Peregrines Ltd, 1993:287～301
[3] George W.Stimson. Introduction to Airborne Radar (Second Edition) [M]. SciTech Publishing,Inc, 1998:67～340
[4] 孙晓闻. 雷达信号处理系统的建模与仿真[D]. 西安电子科技大学硕士论文, 2000:34～41
[5] 向敬成, 张明友. 雷达系统[M]. 北京：电子工业出版社，2001:77～107
[6] 吴枫. 基于PC 的雷达系统建模与仿真[D]. 西安电子科技大学硕士论文, 2002:17～41
本人联系方式：姓名: 胡海莽、导师: 杨万海、学科:电路与系统、硕士入学年月:2002.8，Email:huhaimang@。