雷达波形模糊图2013专业训练课设报告
船舶导航雷达实训报告书
一、实训目的本次船舶导航雷达实训旨在使学员了解船舶导航雷达的基本原理、工作方式、操作步骤以及在实际航行中的应用，提高学员对雷达设备的使用能力，确保船舶在复杂气象和水文条件下安全航行。
二、实训时间2023年10月15日至2023年10月21日三、实训地点某海事学院船舶驾驶实验室四、实训内容1. 雷达基本原理及工作方式- 雷达的工作原理：通过发射微波脉冲，对目标进行照射，接收目标反射的回波，从而发现目标并测定其参数。
- 雷达的工作方式：单脉冲、多脉冲、连续波、脉冲压缩等。
2. 雷达设备操作- 雷达设备的启动和关闭- 雷达天线和雷达天线的调整- 雷达频率的选择和调整- 雷达扫描范围的调整- 雷达显示模式的调整- 雷达数据记录和分析3. 雷达操作实践- 实际航行中雷达的使用- 雷达目标识别与跟踪- 雷达避碰操作- 雷达与GPS、ARPA等设备的协同操作4. 雷达故障排除- 雷达设备常见故障及处理方法- 雷达设备维护保养五、实训过程1. 理论学习- 讲师对雷达基本原理、工作方式、操作步骤进行讲解，并结合实际案例进行分析。
- 学员通过查阅资料，对雷达相关知识进行深入学习。
2. 实际操作- 学员在实验室模拟器上进行雷达设备操作训练，熟悉雷达设备的使用方法。
- 学员在教练员的指导下，进行雷达操作实践，掌握雷达在实际航行中的应用。
3. 案例分析- 教练员结合实际案例，讲解雷达在船舶避碰、导航等方面的应用。
- 学员针对案例进行分析，提高雷达应用能力。
4. 故障排除- 教练员讲解雷达设备常见故障及处理方法。
- 学员在教练员的指导下，进行雷达故障排除训练。
六、实训成果1. 学员掌握了雷达基本原理、工作方式、操作步骤。
2. 学员能够熟练操作雷达设备，并在实际航行中运用雷达进行避碰、导航。
3. 学员提高了雷达故障排除能力，能够处理雷达设备常见故障。
七、实训总结通过本次船舶导航雷达实训，学员对雷达设备有了更深入的了解，掌握了雷达操作技能，提高了船舶安全航行能力。
雷达波形模糊图专业训练课设报告
专业综合课程设计报告课设题目：雷达波形模糊图学院：信息与电气工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：指导教师：哈尔滨工业大学（威海）2013年11月28日一、设计任务模糊函数是对雷达信号进行分析研究和波形设计的有效工具, 是雷达信号理论中极为重要的一个概念。
模糊函数最初是在研究雷达分辨力问题时提出的, 并从衡量两个不同距离和不同径向速度目标的分辨度出发提出了模糊函数的定义。
但模糊函数不仅可以说明分辨力, 还可以说明测量精度、测量模糊度以及抗干扰状况等问题。
雷达信号的模糊函数与雷达信息的提取紧密相关, 它不仅涉及了雷达的精度, 还涉及了雷达的抗干扰、自适应以及雷达信号的处理方式。
本次课程设计目标是：画出某线性调频和相位编码信号的模糊图；根据模糊图分析多普勒频移对匹配滤波的影响；产生雷达回波数据并匹配滤波，根据仿真结果分析各参数对匹配滤波结果的影响。
二、 方案设计设计某线性调频和相位编码信号线性调频波形的定义为()⎪⎭⎫⎝⎛=2cos t t x τβπ τ≤≤t 0 （1）使用复数表达式，有()()t j tj e e t x θτπβ==/2τ≤≤t 0 （2）该波形的瞬时频率是相位函数的微分()()t dt t d t F i τβθπ==21 （3）假设0>β，在s τ的脉宽内()t F i 线性地扫过了整个Hz β带宽。
当βτ=50时，()t F 就是一个线性调频波。
画出其模糊图并分析模糊图的特征模糊函数是波形设计与分析的工具，它可以方便地刻画波形与对应匹配滤波器的特征。
模糊函数在分析分辨率、副瓣性能，以及多普勒和距离模糊方面非常有用，另外也可以用于对距离-多普勒耦合的分析。
考虑当输入为多普勒频移响应想()()t F j t x D π2ex p 时波形()t x 的匹配滤波器输出。
同时，假设滤波器具有单位增益（1=α），并且设计为在0=M T 时达到峰值。
这仅仅意味着滤波器输出端的时间轴与目标距离期望的峰值输出时间相关。
雷达原理实验指导书2013（实验1-2）
雷达原理实验指导书2013（实验1-2）第一篇：雷达原理实验指导书2013(实验1-2)雷达原理实验指导书哈尔滨工程大学信息与通信工程学院2013年3月目录雷达原理实验课的任务和要求..........................................1 雷达原理实验报告格式................................................2 实验一雷达信号波形分析实验.. (3)雷达信号波形分析实验报告........................................5 实验二.数字式目标距离测量实验.. (6)数字式目标距离测量实验报告 (8)雷达原理实验课的任务和要求雷达原理实验课的任务是：使学生掌握雷达的基本工作原理和雷达测距、测角、测速的基本方法和过程；掌握雷达信号处理的基本要求，为了达到上述目的,要求学生做到：1.做好实验前准备工作预习是为做好实验奠定必要的基础，在实验前学生一定要认真阅读有关实验教材，明确实验目的、任务、有关原理、操作步骤及注意事项，做到心中有数。
2.严谨求实实验时要求按照操作步骤进行，认真进行设计和分析，善于思考，学会运用所学理论知识解释实验结果，研究实验中出现的问题。
3.遵从实验教师的指导要严格按照实验要求进行实验，如出现意外，要及时向老师汇报，以免发生意外事故。
4.注意安全学生实验过程中，要熟悉实验室环境、严格遵守实验室安全守则。
5.仪器的使用使用仪器前要事先检查仪器是否完好，使用时要严格按照操作步骤进行，如发现仪器有故障，应立即停止使用，报告老师及时处理，不得私自进行修理。
6.实验报告实验报告包括下列内容：实验名称、实验日期、实验目的、简要原理、主要实验步骤的简要描述、实验数据、计算和分析结果，问题和讨论等。
雷达原理实验报告格式一、封皮的填写：（1）实验课程名称：雷达原理（2）实验名称：按顺序填写（3）年月日：二、纸张要求：统一采用A4大小纸张，左侧装订，装订顺序与实验顺序一致。
雷达原理课程实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验，使学生掌握雷达系统的工作原理，熟悉雷达信号的生成、调制、发射、接收、处理和显示等过程，加深对雷达基本概念的理解，提高动手能力和分析问题的能力。
二、实验原理雷达系统通过发射电磁波对目标进行探测，根据反射回来的电磁波来获取目标的位置、速度等信息。
实验中主要涉及以下原理：1. 多普勒效应：当雷达发射的电磁波遇到运动目标时，反射回来的电磁波频率会发生变化，频率变化量与目标速度成正比。
2. 调制与解调：雷达系统中的信息调制和解调是信号处理的关键步骤，通过调制可以将目标信息加载到电磁波上，通过解调可以提取出目标信息。
3. 信号处理：雷达接收到的信号往往包含噪声和干扰，需要对信号进行处理，提取出有用的目标信息。
三、实验仪器与设备1. 雷达实验系统2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 示波器5. 计算机及相关软件四、实验内容1. 雷达信号生成与调制：设置信号发生器产生连续波信号，通过调制器将信号调制到雷达发射器上。
2. 雷达发射与接收：发射器将调制后的信号发射出去，接收器接收反射回来的信号。
3. 信号处理：对接收到的信号进行放大、滤波、解调等处理，提取出目标信息。
4. 多普勒频移测量：通过测量反射信号的频率变化量，计算出目标速度。
5. 目标位置估计：根据雷达系统的几何关系，估计目标的位置。
五、实验步骤1. 连接实验设备：按照实验电路图连接实验设备，确保连接正确。
2. 设置信号发生器：设置信号发生器产生连续波信号，频率和幅度根据实验要求进行调整。
3. 调制信号：通过调制器将信号调制到雷达发射器上。
4. 发射与接收：开启雷达发射器和接收器，发射信号并接收反射回来的信号。
5. 信号处理：对接收到的信号进行放大、滤波、解调等处理。
6. 多普勒频移测量：通过测量反射信号的频率变化量，计算出目标速度。
7. 目标位置估计：根据雷达系统的几何关系，估计目标的位置。
8. 数据记录与分析：记录实验数据，并对数据进行处理和分析。
雷达上机实习报告
一、实习背景为了提高我国雷达技术水平，培养具备雷达设计、调试和维修能力的人才，我参加了为期两周的雷达上机实习。
实习期间，我在导师的指导下，对雷达系统进行了深入学习和实践操作。
二、实习内容1. 雷达原理学习实习初期，我们重点学习了雷达的基本原理，包括雷达的组成、工作原理、信号处理和雷达系统性能分析等。
通过理论学习，我对雷达系统有了初步的认识。
2. 雷达系统组成及功能在了解了雷达原理的基础上，我们进一步学习了雷达系统的组成及功能。
雷达系统主要由天线、发射机、接收机、信号处理器和显示器等部分组成。
通过实际操作，我们掌握了各部分的功能和相互关系。
3. 雷达调试与维护实习期间，我们进行了雷达系统的调试与维护。
在导师的指导下，我们学会了如何进行雷达系统的组装、调试和故障排除。
通过实际操作，我们提高了雷达系统的调试和维护能力。
4. 雷达性能测试与分析为了检验雷达系统的性能，我们进行了雷达性能测试与分析。
通过测试，我们掌握了雷达系统的各项性能指标，如探测距离、灵敏度、分辨率等。
同时，我们还分析了雷达系统在实际应用中可能遇到的问题及解决方法。
三、实习收获1. 提高了理论知识水平通过实习，我对雷达原理、雷达系统组成及功能有了更加深入的了解，为今后从事雷达相关领域的工作打下了坚实的基础。
2. 增强了实践操作能力在实习过程中，我们进行了大量的实践操作，提高了动手能力。
通过组装、调试和维修雷达系统，我们掌握了雷达系统的调试与维护技巧。
3. 培养了团队协作精神实习期间，我们分组进行雷达系统调试与维护，培养了团队协作精神。
在解决问题过程中，我们学会了相互沟通、分工合作，提高了团队凝聚力。
4. 了解了雷达技术发展趋势实习过程中，我们了解了雷达技术在我国的发展现状和未来趋势，为今后从事雷达领域的研究和工作提供了有益的参考。
四、实习总结雷达上机实习是一次宝贵的学习机会。
通过实习，我们不仅掌握了雷达系统的基本原理和调试技巧，还提高了团队协作能力和实践操作能力。
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。
雷达课程设计报告
雷达课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 了解雷达的工作原理，掌握雷达的基本组成及其功能；2. 学会使用雷达方程进行基本的数据计算，理解雷达的主要性能指标；3. 掌握雷达在不同环境下的应用特点，了解我国雷达技术的发展现状。
技能目标：1. 培养学生运用雷达知识解决实际问题的能力，学会分析雷达数据，进行简单的雷达系统设计；2. 提高学生的实验操作能力，通过实践课程，使学生能够熟练使用雷达设备，进行基本的数据采集和处理；3. 培养学生的团队协作能力，通过小组讨论、实验等形式，提高学生在雷达领域的沟通与交流技巧。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对雷达科学的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 增强学生的国防观念，使其认识到雷达技术在国家安全和国防事业中的重要作用；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，使其具备持续学习和自我提升的能力。
本课程针对高年级学生，结合雷达学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平、实践操作能力和综合素质。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果，并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 雷达原理：包括雷达的基本概念、工作原理、雷达方程及其应用；- 教材章节：第一章 雷达概述，第二章 雷达工作原理与雷达方程2. 雷达系统组成与功能：介绍雷达系统各部分的组成、功能及其相互关系；- 教材章节：第三章 雷达系统组成与功能3. 雷达性能指标：分析雷达的主要性能指标，如分辨率、检测概率、虚警概率等；- 教材章节：第四章 雷达性能指标4. 雷达应用及环境适应性：探讨雷达在不同环境下的应用特点及适应性；- 教材章节：第五章 雷达应用与雷达环境适应性5. 我国雷达技术发展现状：介绍我国雷达技术的研究成果和现状；- 教材章节：第六章 我国雷达技术发展概况6. 雷达实验与实践：组织学生进行雷达实验，提高实践操作能力；- 教材章节：第七章 雷达实验与实践教学内容按照教学大纲进行科学性和系统性的安排，注重理论与实践相结合。
专业综合课设——图像的运动模糊及滤波恢复
目录摘要 (I)1 绪论 (1)2 图像的噪声与退化 (2)2.1 图像的噪声 (2)2.2 图像的退化模型 (3)2.2.1 一般退化模型 (3)2.2.2 匀速直线运动模糊图像的退化模型 (5)2.3 点扩展函数 (5)2.4 图像的运动模糊处理 (6)3 运动模糊图像的恢复 (8)3.1 运动模糊退化函数的参数估计 (8)3.2 运动模糊图像复原方法 (10)3.2.1逆滤波 (10)3.2.2 维纳滤波 (11)4 运动模糊图像恢复实现 (13)4.1逆滤波恢复实现 (13)4.2维纳滤波恢复实现 (14)5 振铃效应 (17)6 心得体会 (18)参考文献 (19)摘要图像复原技术也常被称为图像恢复技术，图像恢复技术能够去除或减轻在获取数字图像过程中发生的图像质量下降（退化）问题，从而使图像尽可能地接近于真实的场景。
在拍摄过程中，相机和景物的相对运动会导致运动模糊，这种运动模糊现象是成像过程中普遍存在的，例如：在飞机或太空飞行器上拍摄的照片、战场上高速飞行的物体的运动照片。
运动模糊图像的恢复是图像恢复的主要研究课题之一，其具有重要的现实意义。
目前对于运动模糊图像的恢复研究主要是针对于水平方向的匀速运动产生的模糊图像，尝试使用各种图像恢复方法对图像进行恢复处理。
而对于诸如运动模糊图像的退化过程、点扩展函数的建立以及任意直线方向运动模糊图像的恢复、仿真图像的正确生成等问题需要进一步的深入和关注。
运动模糊图像产生的原因有很多，但根本原因都是因为在曝光时间内所拍摄的景物和相机的图像传感器之间发生了相对位置移动，一般这种相对运动用点扩散函数(point spread function, PSF)或运动模糊核来描述，这种相对位置移动有两种情况，一种是所拍摄的景物在相机曝光时间内相对于相机有相对运动，或者相机相对于所拍摄物体有旋转，这种情况下整幅照片不能用统一的PSF来描述；另一种情况是相机曝光时间内所拍摄的景物及背景之间没有相对运动，并且相机相对于所拍摄的景物没有旋转，此时整幅运动模糊图像具有统一或者近似统一的PSF。
雷达课程设计实验报告(修改后的)
电子科技大学雷达信号产生与处理实验六组名：4组组员：邹先雄：201522020654陈大强：201522020672熊丁丁：201522020610王祥丽：201522020741李雯： 201522020764李文持：201522020755一、实验项目名称：课程设计二、实验目的：1.熟悉QuartusII的开发、调试、测试2.LFM中频信号产生与接收的实现3.LFM脉冲压缩处理的实现三、实验内容：1.输出一路中频LFM信号：T=24us，B=5Mhz，f0=30Mhz2.构造中频数字接收机（NCO）对上述信号接收3.输出接收机的基带LFM信号，采样率7.5Mhz4.输出脉冲压缩结果四、实验要求：1.波形产生DAC时钟自行确定2.接收机ADC采样时钟自行确定3.波形产生方案及相应参数自行确定4.接收机方案及相应参数自行确定五、实验环境、工具：MATLAB软件、QuartusII软件、软件仿真、计算机六、实验原理：方案总框图：系统程序仿真图（1）中频LFM 信号产生过程：LFM 信号要求为T=24us ，B=5MHz ，f0 =30MHz 。
选择采样率为75MHz 。
产生LMF 的matlab 代码如下： mhz=1e6; us=1e-6;%-----------------------波形参数----------------------------- fs=75*mhz; f0=30*mhz;B=5*mhz;T=24*us;%-----------------------波形计算------------------------------ K=B/T;Ts=1/fs;t=[0:Ts:T];lfm_if=cos(2*pi*(f0-B/2)*t+pi*K*t.^2);N=length(lfm_if);地址计数器模块：波形存储模块：数据锁存器：FIR滤波器模块：顶层文件原理图：（2）时钟产生时钟产生输入时钟选择25MHz，通过CLK核，产生75MHz的中频采样频率，和7.5MHz基带采样频率。
HotZ-雷达系统(第一章)波形模糊函数 ppt课件
1.1 常见雷达波形 1.2 雷达信号模糊函数
1
背景
发射机 收发开关
天线
目标
终端 显示
信号 处理
接收机
R
雷达依赖天线向空间辐射电磁波，并接收由目标散 射的电磁波，以确定目标的存在。
雷达发射的电磁波具有一定的形式：连续波或脉冲 串，单频的或调频、调幅或相位编码的
2
雷达波形要求
要实现目标的有效检测，雷达信号波形必须同时满 足以下条件：
待测目标尺寸
调制类型
动目标检测
极化方式
多目标检测
波形、环境匹配 （模糊函数） 雷达成像
8
长度参数 距离像 目标识别
常见雷达波形介绍
连续波（Continuous Wave，CW） 频率调制连续波（Frequncey Modulated CW，FMCW） 脉冲（Pulsed）
9
常见雷达波形介绍
CW Radar
－可有效测量固定目标距离 单基系统存在收发隔离问题，双基系统较好
11
常见雷达波形介绍
Pulsed Radar
发射机由发射脉冲开、关 当发射机关闭时，接收机打开 在脉冲间的距离门上感知目标
－可有效测量目标距离 单基地系统的发射机与接收机隔离不是问题 可以测量距离变化率
12
常见雷达波形介绍
足够的能量（看得见） 足够的目标分辨率（看得准） 对需要的回波有很好的选择、屏蔽能力
（选择、对抗能力） 选择的雷达波形要与雷达用途、目标类型、目标环 境“匹配”
3
基本概念
波是一种可在媒介或空间中传播的，连续或突发的 周期性扰动，其到达均值的位移是时间，或空间， 或两者的函数。 电磁波直观解释是发射到空中的能量，这种能量部 分以电场的形式存在，部分的以磁场的形式存在。 电磁波的基本特性有：速度、方向、极化、强度、 波长、频率和相位。 波形是波的周期变化量的瞬时值沿时间表示的图形
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专业综合课程设计报告课设题目：雷达波形模糊图学院：信息与电气工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：指导教师：哈尔滨工业大学（威海）2013年11月28日一、 设计任务模糊函数是对雷达信号进行分析研究和波形设计的有效工具, 是雷达信号理论中极为重要的一个概念。
模糊函数最初是在研究雷达分辨力问题时提出的, 并从衡量两个不同距离和不同径向速度目标的分辨度出发提出了模糊函数的定义。
但模糊函数不仅可以说明分辨力, 还可以说明测量精度、测量模糊度以及抗干扰状况等问题。
雷达信号的模糊函数与雷达信息的提取紧密相关, 它不仅涉及了雷达的精度, 还涉及了雷达的抗干扰、自适应以及雷达信号的处理方式。
本次课程设计目标是：画出某线性调频和相位编码信号的模糊图；根据模糊图分析多普勒频移对匹配滤波的影响；产生雷达回波数据并匹配滤波，根据仿真结果分析各参数对匹配滤波结果的影响。
二、 方案设计2.1设计某线性调频和相位编码信号线性调频波形的定义为()⎪⎭⎫⎝⎛=2cos t t x τβπ τ≤≤t 0 （1）使用复数表达式，有()()t j tj e e t x θτπβ==/2τ≤≤t 0 （2）该波形的瞬时频率是相位函数的微分()()t dt t d t F i τβθπ==21 （3）假设0>β，在s τ的脉宽内()t F i 线性地扫过了整个Hz β带宽。
当βτ=50时，()t F 就是一个线性调频波。
2.2画出其模糊图并分析模糊图的特征模糊函数是波形设计与分析的工具，它可以方便地刻画波形与对应匹配滤波器的特征。
模糊函数在分析分辨率、副瓣性能，以及多普勒和距离模糊方面非常有用，另外也可以用于对距离-多普勒耦合的分析。
考虑当输入为多普勒频移响应想()()t F j t x D π2ex p 时波形()t x 的匹配滤波器输出。
同时，假设滤波器具有单位增益（1=α），并且设计为在0=M T 时达到峰值。
这仅仅意味着滤波器输出端的时间轴与目标距离期望的峰值输出时间相关。
滤波器的输出为()()),(ˆ)()2ex p(;*DD D F t A ds t s x s F j s x F t y ≡-=⎰∞∞-π （4） 将其定义为复模糊函数，即),(ˆDF t A 的幅度函数，即),(ˆ),(DD F t A F t A ≡ （5） 它是二变量函数：一个是相对于期望匹配滤波峰值输出的时延，另一个是为滤波器设计的多普勒频移与实际接收的回波的多普勒频移之间的失配。
雷达信号的时间频率二维模糊函数定义为：dt e T t x t x F T y t F i d d d d d π2*)()(),(⎰∞∞-+= （6）上式不是模糊函数的唯一形式，为了分析方便，模糊函数还可以写成卷积形式，即：[][][])()()()()()(),(*2*22*t x et x dt T t x et x dt e T t x t x F T y tF i dtF i t F i d d d d d d d -⊗=+=+=⎰⎰∞∞-∞∞-πππ （7）在程序中用上式计算雷达信号的模糊函数。
模糊函数的模值平方2),(d d F T x 称为模糊图函数，将模糊图函数筑在()d d F T ,平方上得到的立体图形称为模糊图。
模糊度图是在三维立体模糊图最大值以下-6dB 的地方，作一个与d d F T ,平面平行的平面，这个平面与模糊图的交迹在投影到d d F T ,平面上所构成的投影图。
模糊度图的用途如下：它是以一个目标作为参考，此目标位于原点，另一个目标的d d F T ,作为变量而绘制的。
因此，对于能量归一化的信号，如果另一目标的相对d d F T ,值落入阴影区域外，则认为两个目标可以分辨。
一般图钉形模糊函数认为是最好的模糊函数，其特征是具有单一的中心峰值，而其他的能量则均匀分布于延时多普勒平面。
狭窄的中心峰值意味着具有很高的距离或者多普勒模糊。
均匀的平坦区域说明具有低的，并且均匀的旁瓣，从而可以使遮挡效应最小化。
对于为获得距离和多普勒高分辨率，或为成像而设计的系统来说，以上所有的特征是非常有益的。
另一方面，为进行目标搜索而采用的波形最好能允许更大的多普勒失配，从而使未知速度目标的多普勒频移不会由于匹配滤波器输出响应而过于微弱，从而影响到雷达的检测。
因此，模糊函数是否“理想”取决于波形的用途。
2.3 目标回波信号目标是雷达检测的物体,或者是所感兴趣的对象。
在对目标回波信号进行模 拟时,可以简单地将目标看作是点目标。
假设雷达发射的信号表示为()0≥t ：()∑+∞=ψ+-=000)2cos().(Re n pri t f T nT t ct t S π （8） 上式中：r T 为脉冲重复周期，p T 为脉冲宽度，0f 为载波频率，0ψ为载波初相。
为矩形函数。
则经目标反射的回波信号为:])(2cos[Re )(000r r n p rr o o t f T nT t ct A t S ψ+ψ+-⎪⎪⎭⎫⎝⎛--•=∑∞=τπτ （9） 式(9)中: r ψ表示目标反射引起的相移。
r τ为目标信号双程延时。
它的表达式为：()c t R r /2=τ （10）设0R 对应于0=t 时雷达与目标的初始距离，则t RR t R +=0)(。
连同（10）式代入（9）式得]4)(2cos[Re )(00000r d n p rr o o r t f f T nT t ct A t S ψ+ψ+-+⎪⎪⎭⎫⎝⎛--•=∑∞=λππτ （11） 式中：od R f λ/2 -=。
在p T 时间内，目标移动的距离RT R p =∆，因此脉冲被展宽或压缩量为c R /2∆。
由于实际雷达发射的脉冲信号多为窄脉冲信号，脉冲被展宽或压缩可以 忽略。
第n 个脉冲对应时刻r nT t =，相应距离记为n R ，则第n 个发射脉冲经过目标的往返时间近似为：c R t n rn /2= （12）代入式（11），则经目标反射的信号形式为：]4)(2cos[Re )(00000r d n p rn r o o r t f f T nT t ct A t S ψ+ψ+-+⎪⎪⎭⎫⎝⎛--•=∑∞=λππτ （13） 式(13)也即信号模拟器要模拟的目标回波信号。
2.4 匹配滤波器到目前为止，总是默认地假设雷达接收机总的频率响应具有带通特性，其带宽大于或等于发射信号的带宽。
也就是说，一旦载波被解调，有效频率响应是一个带宽与复包络信号带宽相等的低通滤波器。
雷达的探测性能随信噪比的提高而改善。
因此，我们就要考虑什么样的接收机频率响应)(ΩH 会得到最大的信噪比-SNR 。
考虑在特定的M T 时刻使SNR 最大，则在该时刻输出信号分量的功率为：22)()(21)(⎰∞∞-ΩΩΩΩ=d eH X T y MT j M π（14）为了计算输出的噪声功率，考虑白噪声干扰，其功率谱密度为2/0N W/Hz 。
那么，接收机输出端的噪声功率谱密度为20)()2/(ΩH N W/Hz ，总的输出噪声功率为：⎰∞∞-ΩΩ=d H N n p 20)(221π （15）在M T 时刻的SNR 为：⎰⎰∞∞-∞∞-ΩΩΩΩΩΩ=d H N d eH X n T y x mT j pM 2022)(4)()(21)(ππ（16）很明显，x 取决于接收机的频率响应。
通过施瓦兹不等式可以确定使x 最大化的)(ΩH 。
计算通过匹配滤波器获得的最大SNR 是很有意义的，将)ex p()()(*M T j X H Ω-Ω=Ωα代入式（17），有⎰⎰∞∞-Ω-∞∞-Ω-Ω-ΩΩΩΩΩ=d eX N d ee X X x M mMT j T j T j 2*02*)(4])()[(21απαπ（17）由式（17）可以计算出在SNR 最大的情况下匹配滤波器。
三、 结果及分析实验结果：123456-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81图1线性调频信号图2模糊函数图3模糊函数等高线图4时间速度模糊函数对比x 10图5匹配滤波器输出x 10多普勒频移fd (Hz)|x (0,f d )|x 10时延td (s)|x (t d ,0)|图6多普勒频移和时延对匹配滤波器输出的影响x 10多普勒频移fd (Hz)|x (0,f d )|x 10时延td (s)|x (t d ,0)|图7灵敏度四、 结论多普勒频率可由下式计算：c f V f t rd /2= （18）式中：r V 为目标相对雷达的径向速度；t f 为发射脉冲频率；8103⨯=c m/s 。
由图5可知：多普勒频率为正值（目标接近雷达），回拨均超前于真实目标，若多普勒频率为负值（目标远离雷达），则回波将滞后于真实目标。
显然，这种时间上的错位随着多普勒速度的增大而增大。
此时雷达距离跟踪误差已经很大，不满足要求。
此外，有以上各图可见随着多普勒速度的增大，脉冲压缩后的信噪比逐渐降低。
模糊函数在雷达中有着举足轻重的作用，它有以下特点：作用于模糊度函数相同，信号模糊图的峰值表征信号的能量，将其归一化为1，信号模糊图的尖锐程度决定相关器能否分辨这两个目标，模糊度函数主峰的宽度既能表征分辨动目标的能力，即多普勒分辨力又能表征单一相关器检测动目标的能力，即多普勒容限。
多普勒失配不仅会降低峰值幅度，而且当失配严重时，它将完全改变匹配滤波器距离响应。
五、 参考文献[1]《Matlab Simulations for Radar Systems Design 》, Mahafza, 2004 [2]《基于MATLAB7.x 的系统分析与设计—信号处理》,楼顺天 [3]《雷达原理》，丁鹭飞 [4]《雷达信号处理基础》，刑孟道等译六、 程序附录%- - - - 模糊函数 - - -function x=lfm_ambg(taup,b,up_down) % taup 脉冲宽度; % b 带宽;%up_down=-1正斜率， up_down=1负斜率 eps=0.0000001; i=0;mu=up_down*b/2./taup;for tau=-1.1*taup:.01:1.1*taupi=i+1;j=0;for fd=-b:.01:bj=j+1;val1=1-abs(tau)/taup;val2=pi*taup*(1-abs(tau)/taup);val3=(fd+mu*tau);val=val2*val3+eps;x(j,i)=abs(val1*sin(val)/val);endend%%%%%%%%%%%%%%%%%%clc;sclear all;t=[0:0.01*pi:2*pi];x=sin(pi*0.5*(t.^2));plot(t,x)axis([0 2*pi -1 1])clear allclcclftaup=1; %脉冲宽度100usb=10; %带宽up_down=-1; %up_down=-1正斜率，up_down=1负斜率x=lfm_ambg(taup,b,up_down); %计算模糊函数taux=-1.1*taup:.01:1.1*taup;fdy=-b:.01:b;figure(1)mesh(100*taux,fdy./10,x) %画模糊函数xlabel('Delay - \mus')ylabel('Doppler - MHz')zlabel('| \chi ( \tau,fd) |')title('模糊函数')figure(2)contour(100.*taux,fdy./10,x) %画等高线xlabel('Delay - \mus')ylabel('Doppler - MHz')title('模糊函数等高线')grid onN_fd_0=(length(fdy)+1)/2; % fd=0 的位置x_tau=x(N_fd_0,:); % 时间模糊函数figure(3)plot(100*taux,x_tau)axis([-110 110 0 1])xlabel('Delay - \mus')ylabel('| \chi ( \tau,0) |')title(' 时间模糊函数')grid onN_tau_0=(length(taux)+1)/2; % tau=0 的位置x_fd=x(:,N_tau_0); % 速度模糊函数figure(4)plot(fdy./10,x_fd)xlabel('Doppler - MHz')ylabel('| \chi ( 0,fd) |')title(' 速度模糊函数')grid onx_db=20*log10(x+eps);[I,J]=find(abs(x_db+6)<0.09); %取6db点的位置I=(I-b/.01)/(1/.01); %Doppler维坐标变换J=(J-1.1*taup/.01)/(1/.01); %时间维坐标变换grid on%==产生LFM信号-分析其频谱====%clc;clear all;close all;warning off;snr=0; % 信噪比fc=1e10; % 载波频率;f0=fc;c=3e8; % 真空光速;fd=1.6e6; % DOPPLOR 频率td=2e-6; % 时间延迟sTp=1e-5; % LFM调制脉冲宽度s；B=1.5e7; % LFM调制脉冲带宽10兆；fs=3*B; % LFM采样频率；U=0.5;% P_points =Tp*fs; %一个脉冲内LFM点的个数% T_points=P_points/U; % 一个周期点个数% Z_points=T_points-P_points; % 0点个数t=-Tp/2:1/fs:Tp/2;N=length(t);mu= 2* pi * B/Tp;Ichannal = cos(mu * t.^2 / 2+2*pi*f0.*t); % Real partQchannal = sin(mu * t.^2 / 2+2*pi*f0.*t); % Imaginary Part%lfm = 10^(snr/10)*(Ichannal + sqrt(-1) .* Qchannal); % complex signalbacklfm=10^(snr/10)*exp(j*2*pi*(fc*(t-td)+0.5*B/Tp*(t-td).^2)).*exp(-j*2*pi*fd*t); %回波信号for i=1:6;t1=-Tp/2+1/fs:1/fs:Tp/2;t1= t1+i*Tp;Ichannal1 = cos(mu .*(t1-i*Tp).^2 / 2+2*pi*f0*(t1-i*Tp)); % Real partQchannal1 = sin(mu .*(t1-i*Tp).^2 / 2+2*pi*f0*(t1-i*Tp)); % Imaginary Partbacklfm1=10^(snr/10)*exp(j*2*pi*(fc*(t1-i*Tp-td)+0.5*B/Tp*(t1-i*Tp-td).^2)).*exp(-j*2*pi*fd*t1-i* Tp);backlfm=[backlfm,backlfm1];%LFM1 = Ichannal + sqrt(-1) .* Qchannal; % complex signalIchannal=[Ichannal,Ichannal1];Qchannal=[Qchannal,Qchannal1];%LFM=[LFM,LFM1];t=[t,t1];end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%data=[1 1 1 -1 -1 1 -1]; % 7位巴克码y=ones(1,N);for i=2:7y1=data(i)*ones(1,N-1);y=[y,y1];end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%plot(t*1e6,Ichannal,'k')I=Ichannal.*y; % 实部与巴克码相乘Q=Qchannal.*y; % 虚部与巴克码相乘backlfm=backlfm.*y;t2=(6.5*Tp+1/fs):1/fs:(7*Tp/U);t=[t,t2]; % 加上脉冲序列间隙zero=zeros(1,length(t2)); % 脉冲序列间隙用0来补上I=[I,zero];Q=[Q,zero];backlfm=[backlfm,zero];t=[t,t+length(t)*1/fs,t+length(t)*2/fs]; % 发三个脉冲I=[I,I,I];Q=[Q,Q,Q];backlfm=[backlfm,backlfm,backlfm];lfm=I+sqrt(-1).* Q; % complex signalLFM_Back=backlfm;%lfm = 10^(snr/10)*(Ichannal + sqrt(-1) .* Qchannal);%lfm=10^(snr/10)*exp(j*2*pi*(fc*t+0.5*B/Tp*t.^2)); %线性调频信号%**************************************************************************%**************************************************************************fft_lfm=fftshift(fft(lfm,N));%LFM_Back=10^(snr/10)*exp(j*2*pi*(fc*(t-td)+0.5*B/Tp*(t-td).^2)).*exp(-j*2*pi*fd*t); %回波信号out_mat=fftshift(ifft(fft((LFM_Back)).*conj(fft((lfm)))));figure(1)%subplot(2,1,1),plot(-Tp/2:1/fs:Tp/2,20*log10(abs(out_mat)/max(abs(out_mat))));title('匹配输出LFM');axis([-Tp/2,Tp/2,-200,0]);plot(t,20*log10(abs(out_mat)/max(abs(out_mat))));title('匹配滤波匹配输出LFM');axis([-Tp/2,Tp/2+6*Tp,-200,0]); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 频域匹配滤波% 放大可查看半功率宽度=1/B , 加窗out_mat=fftshift(ifft(fft((LFM_Back)).*conj(fft((lfm.*hamming(length(t))'))))) ;figure(2)plot(t,20*log10(abs(out_mat)/max(abs(out_mat))));title('频域匹配滤波“加窗”匹配输出LFM');axis([-Tp/2,Tp/2+6*Tp,-200,0]); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 频域匹配滤波% 放大可查看半功率宽度=1/B , 加窗out_mat=fftshift(ifft(fft((LFM_Back)).*conj(fft((lfm.*hamming(length(t))'))))) ;%figure(1)%plot(t,20*log10(abs(out_mat)/max(abs(out_mat))));title('频域匹配滤波“加窗”匹配输出LFM');axis([-Tp/2,Tp/2+6*Tp,-200,0]);%subplot(2,1,2),plot(t,20*log10(abs(out_mat)/max(abs(out_mat))));title('频域匹配滤波“加窗”匹配输出LFM');axis([-Tp/2,Tp/2+6*Tp,-200,0]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 时域匹配滤波matcher=conj(fliplr(lfm)); % 时域匹配滤波weight=conj(fliplr(lfm.*hamming(length(t))')); % 时域匹配滤波加窗out_matcher=conv(LFM_Back,matcher);out_weight=conv(LFM_Back,weight);var1=20*log10(abs(out_matcher)/max(abs(out_matcher)));var2=20*log10(abs(out_weight)/max(abs(out_weight)));%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 频率时间联合估计fdd=(B/Tp)*Tp;ii=0;NN=40;% 频域采样数目out_mat=[];for fdx=-fdd:fdd/NN:fdd;ii=ii+1;matcher=conj(fliplr(lfm)).*exp(-j*2*pi*fdx*t);out_mat(ii,:)=conv(LFM_Back,matcher);%ffff=conv(LFM_Back,matcher);end[F,T]=meshgrid([t,max(t)+1/fs:1/fs:max(t)+(length(t)-1)/fs],-fdd:fdd/NN:fdd);contour(F,T,abs(out_mat),40);figure(2)subplot(2,1,1);plot(-fdd:fdd/NN:fdd,abs(out_mat(:,N)));title('|X(0,fd)| 多普勒频移估计');xlabel('多普勒频移fd (Hz)');ylabel('|x(0,fd)|');grid on;%axis([-fdd,fdd,min(abs(out_mat(:,N))),max(abs(out_mat(:,N)))]);subplot(2,1,2);plot([t,max(t)+1/fs:1/fs:max(t)+(length(t)-1)/fs],abs(out_mat(NN+1,:)));title('|X(td,0)| 延迟估计');xlabel('时延td (s)');ylabel('|x(td,0)|');grid on;%axis([-Tp/2,Tp/2,-200,0]);%axis([-Tp,Tp,min(abs(out_mat(NN+1,:))),max(abs(out_mat(NN+1,:)))]); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 模糊函数,等高线图(1)－基本原理fdd=(B/Tp)*Tp;ii=0;NN=40;% 频域采样数目out_mat=[];for fdx=-fdd:fdd/NN:fdd;ii=ii+1;matcher=conj((lfm)).*exp(-j*2*pi*fdx*t);out_mat(ii,:)=conv(lfm,matcher);end[F,T]=meshgrid([t,max(t)+1/fs:1/fs:max(t)+(length(t)-1)/fs],-fdd:fdd/NN:fdd);figure(3)subplot(2,1,1);plot(-fdd:fdd/NN:fdd,abs(out_mat(:,N)));title('|X(0,fd)| 多普勒频移灵敏度');xlabel('多普勒频移fd (Hz)');ylabel('|x(0,fd)|');grid on;%axis([-fdd,fdd,min(abs(out_mat(:,N))),max(abs(out_mat(:,N)))]);subplot(2,1,2);plot([t,max(t)+1/fs:1/fs:max(t)+(length(t)-1)/fs],abs(out_mat(NN+1,:)));title('|X(td,0)| 延迟灵敏度');xlabel('时延td (s)');ylabel('|x(td,0)|');grid on;%axis([-Tp/2,Tp/2,-200,0]);axis([-Tp,Tp,min(abs(out_mat(NN+1,:))),max(abs(out_mat(NN+1,:)))]); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 模糊函数,等高线图(2)－变换公式。