電子科技大學(xué)雷達(dá)原理課程設(shè)計(jì)

1、雷達(dá)原理與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：姒強(qiáng)姓名：張基恒 學(xué)號(hào)： 2011029180014 學(xué)院：電子工程學(xué)院:課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一雷達(dá)系統(tǒng)，對(duì)1m2的目標(biāo)，要求探測(cè)距離為10km發(fā)射波形為常規(guī)脈沖， 方位角分辨力為2°，俯仰角分辨力為20。，距離分辨力為15m要求：1. 設(shè)計(jì)和計(jì)算雷達(dá)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，包括工作頻率、發(fā)射功率、接收機(jī)靈敏度、 天線(xiàn)孔徑和增益，脈沖重復(fù)頻率、相參積累時(shí)間等。2. 分析系統(tǒng)的最大不模糊速度和最大不模糊距離、計(jì)算系統(tǒng)的速度分辨力。3. 在學(xué)完雷達(dá)系統(tǒng)脈沖壓縮相關(guān)內(nèi)容后， 設(shè)計(jì)線(xiàn)性調(diào)頻波形，使雷達(dá)的作用距 離增加到200km距離分辨力達(dá)到3米。并畫(huà)出單一目標(biāo)回波經(jīng)過(guò)脈

2、沖壓縮后的 波形。二：系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 .設(shè)計(jì)和計(jì)算雷達(dá)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)(1) 由距離分辨率的公式：Rmin C ，式中c為電波傳播數(shù)度， 為脈沖寬 度,2貝U2 !|s 107s 0.1 s.c 3 108取雷達(dá)的工作頻率為f 1.5GHZ，發(fā)射功率R 30kW，則c 3 108 9 m 0.2m。f 1.5 109(2) 雷達(dá)的角度分辨力取決于雷達(dá)的工作波長(zhǎng)和天線(xiàn)口徑尺寸L，約為/2L，則可得:水平口徑尺寸L為：h2m 0.287 m2 -9天線(xiàn)的孔徑：A Lh2 22.87 0.287m0.82m天線(xiàn)增益G40.820.22257L2-0m 2.87m2 90垂直口徑尺寸h為:(3) 發(fā)射波形為

3、簡(jiǎn)單的矩形脈沖序列，設(shè)脈沖寬度為，脈沖重復(fù)周期為T(mén)r則 有：PavPt RfrI r設(shè)fr稱(chēng)作雷達(dá)的工作比為D，常規(guī)的矩形振幅調(diào)制脈沖雷達(dá)工作比的范圍為0.0001-0.01，為了滿(mǎn)足測(cè)距的單值性，取 D 0.005，貝Ur D 丄吧 Hz 50kHz0.1 10(4) 接收機(jī)靈敏度若以單基地脈沖雷達(dá)為例，天線(xiàn)采用收發(fā)共用，則雷達(dá)方程為:1PtAr2742Si ii min所以，接收機(jī)靈敏度SminR Ar242Rmax43230 101 0.82, “ 124 w 4 10 w4 440.22104(5) 相參積累時(shí)間設(shè)單基地脈沖雷達(dá)的天線(xiàn)為 平波速選擇時(shí)運(yùn)用最大值測(cè)向， ?。?60

4、6;環(huán)掃天線(xiàn)，天線(xiàn)掃描速度a 5r / min，水當(dāng)水平波速的寬度大于顯示器的亮點(diǎn)直徑時(shí)，0.5 一=2o則對(duì)一個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的相參積累時(shí)間t為:t 竺一s Isa 5 360 /6015脈沖積累個(gè)數(shù)n tfr右1。1。3 6672 雷達(dá)系統(tǒng)的最大不模糊速度,最大不模糊距離，速度分辨率不產(chǎn)生頻閃的條件是:-fr其中fd表示脈沖多普勒頻率，由fd2vr關(guān)系可得最大不模糊速度:3vr max0.2 50 10 m/s 250m/ s4通常雷達(dá)的最大單值測(cè)距范圍由其脈沖重復(fù)周期 Tr決定，為保證單值測(cè)距, 應(yīng)選取：ccTrc 3 108OlRmax-am 3km22f- 2 50 10故最大不模糊距離Rm

5、ax 3 km 。設(shè)發(fā)射脈沖為單載頻的矩形脈沖信號(hào)，其單位能量復(fù)包絡(luò)可寫(xiě)成u t ，表達(dá)式如下：0 其它則由速度模糊函數(shù)的定義可得模糊函數(shù)wd為:sin2 fd/22 fd/2多普勒分辨常數(shù)Afd為:2fd dfdAfd 二2=5000有效相關(guān)時(shí)間Te為：1Te0.2msAfd信號(hào)在時(shí)域持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)即Te越大，速度分辨力越強(qiáng)，、 亠亠 0 2速度分辨率vm/ s 1.5m/ s2t 2丄153.設(shè)計(jì)線(xiàn)性調(diào)頻波形由于相參積累的個(gè)數(shù)為n 667，貝U雷達(dá)實(shí)際的探測(cè)距離則會(huì)增加為原來(lái)的4n ,所以實(shí)際的探測(cè)距離為：Rmax VnRmax 0667 10km 50.82km設(shè)壓縮網(wǎng)絡(luò)是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，其本

6、生不會(huì)產(chǎn)生噪聲，而輸入的噪聲具有隨機(jī)特征，故經(jīng)過(guò)壓縮網(wǎng)絡(luò)后輸入噪聲不會(huì)被壓縮，仍保持在接收機(jī)的原有噪聲電平上，所以輸出脈沖信號(hào)噪聲的功率比與輸入脈沖信號(hào)噪聲的功率比提高了D倍。即:S/ NS/ N其中D稱(chēng)為壓縮比。這就使得脈沖壓縮雷達(dá)的探測(cè)距離比采用相同發(fā)射的脈沖功率和保持相同 分辨率的普通脈沖調(diào)制雷達(dá)的探測(cè)距離增加了 4D倍。故可求得：4DRmaxRmax4Rmaxmax420050.82240由于線(xiàn)性調(diào)頻波的距離分辨率為 3m所以壓縮后的脈沖寬度'2 R0.02 sc則壓縮前的脈沖寬度為：=D '240 0.02 s 4.8 s線(xiàn)性調(diào)頻波的帶寬B為：1 B50MHz綜上所述設(shè)計(jì)線(xiàn)性調(diào)頻波St為：St為:j2f°tkt其中f°表示雷達(dá)的工作頻率,Bf01.5GHz, k650 100.02 10 6k為調(diào)制寬度；設(shè)2.5 1015。設(shè)延時(shí)t。22 s ,則回波