西電雷達(dá)對抗實驗報告

1、雷達(dá)/雷達(dá)對抗實驗報告指導(dǎo)老師 饒鮮實驗一 雷達(dá)測距和接收機靈敏度實驗一、 實驗?zāi)康?. 掌握目標(biāo)回波測距的方法。2. 雷達(dá)回波信號能量變化對接收機輸出的信號的幅度（包絡(luò)）的影響。3. 掌握切線靈敏度的定義。二、 實驗內(nèi)容1. 距離測量。雷達(dá)工作時，發(fā)射機經(jīng)天線向指定空間發(fā)射一串重復(fù)周期的高頻脈沖。如果在電磁波傳播的路徑上有目標(biāo)存在，那么雷達(dá)可以接收到由目標(biāo)反射回來的回波。由于回波信號往返于雷達(dá)和目標(biāo)之間，它將滯后于發(fā)射脈沖一個時間。如圖3.1示回波圖3.1 雷達(dá)測距圖3.2切線靈敏度發(fā)射脈沖電磁波以光速傳播，設(shè)目標(biāo)的距離是，則傳播的距離為光速乘以時間間隔，即，可得。2. 切線靈敏度。在某一輸

2、入脈沖功率電平的作用下，雷達(dá)接收機輸出端脈沖與噪聲疊加后信號的底部與基線噪聲（只有接收機內(nèi)噪聲）的頂部在一條直線上（相切），則稱此輸入脈沖信號功率為切線信號靈敏度。對于單脈沖雷達(dá)信號，則有（3-1）其中，是輸入信號的幅度，為接收機內(nèi)阻。本實驗儀接收機內(nèi)阻為50歐姆。三、 實驗數(shù)據(jù)信號時延：T=52s信號衰減值：95 %切線靈敏度：PTSS=2.64×10-4噪聲電壓峰值：Um=26.4mV噪聲最大值：Un=17mV四、 思考題1. 根據(jù)記錄回波的時延，計算目標(biāo)回波距離。答：目標(biāo)回波時延：Tr=52s，根據(jù)公式R=cTr2計算得回波距離R=7.8km。2. 距離分辨率為多少？答：距離分

3、辨率，實驗測得目標(biāo)回波脈沖寬度為240ns，代入距離分辨率公式得到約為36m。3. 目標(biāo)回波輸入信號的幅度改變，示波器輸出信號有何變化？答：由前面數(shù)據(jù)整理的表格可以看出，目標(biāo)回波輸入信號的幅度衰減越來越大時，示波器輸出信號幅度越來越小。4. 雷達(dá)的切線靈敏度是多少？答：接收機靈敏度為： 2.64×10-4。5. 基線噪聲電壓峰值和滿足切線靈敏度條件下有信號處輸出噪聲的峰值 是否相同？為什么？答：基線電壓峰值小于滿足切線靈敏度條件下有信號處輸出噪聲的峰值,因為只是接收機內(nèi)噪聲而不僅包含接受機內(nèi)噪聲還包含外界干擾噪聲所以<。實驗二 脈沖積累實驗一、 實驗?zāi)康氖煜っ}沖積累改善接收機檢

4、測能力的原理。二、 實驗內(nèi)容1. 積累的概念個脈沖的疊加稱作積累。積累可以在檢波后對視頻信號進(jìn)行，稱作檢波后積累或視頻積累。包絡(luò)檢波后，丟失了信號的相位信息只保留了幅度信息，對信號的相位沒有要求，又可稱為非相干積累。積累也可以在中頻進(jìn)行，稱作中頻積累或檢波前積累。信號在中頻積累時要求信號間有固定的相位關(guān)系，即信號是相參的，也稱為相參積累。相參積累的信噪比為，而非相參積累的改善在和之間。 2. 視頻積累的算法設(shè)N個脈沖重復(fù)周期零中頻的正交采樣數(shù)據(jù)，其中為脈沖重復(fù)周期中距離單元總數(shù)。視頻積累：（3-2）三、 實驗數(shù)據(jù)積累脈沖151015202530信號(mV)4003603483603563523

5、44噪聲(mV)44362828282824積累脈沖35404550556063信號(mV)340344344340344344340噪聲(mV)28282828282824四、 思考題繪制信號幅度與噪聲最大信號幅度比隨脈沖積累個數(shù)變化的波形圖，并進(jìn)行分析答：由圖形可以看出，多個脈沖積累后可以有效的提高信號幅度與噪聲幅度比，當(dāng)脈沖個數(shù)積累到一定數(shù)量后信號幅度與噪聲幅度比趨于恒定。實驗三 虛警率實驗一、 實驗?zāi)康?. 熟悉門限檢測的方法2. 熟悉虛警概率的含義3. 了解門限與虛警概率的關(guān)系二、 實驗內(nèi)容1. 門限檢測雷達(dá)接收機是在有噪聲的背景下檢測信號。由于噪聲的起伏特性，判斷信號的出現(xiàn)是一個統(tǒng)

6、計的問題，必須按照某種檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。門限檢測就是給定某個門限，如果某時刻的回波信號的電壓大于給定門限，就認(rèn)為該位置有目標(biāo)存在，否則認(rèn)為該位置沒有目標(biāo)。2. 虛警率虛警是指沒有信號而僅有噪聲時，噪聲電平超過門限值被誤認(rèn)為是目標(biāo)的事件。噪聲超過門限的概率稱為虛警概率。通常包絡(luò)檢波器輸出噪聲的電壓振幅的概率密度是瑞利分布，記做。設(shè)門限值是，那么噪聲超過門限電平的概率就是虛警概率，所以可以用式（3-3）計算（3-3）其中，是噪聲的方差。3. 虛警概率Pfa統(tǒng)計算法個脈沖重復(fù)周期里虛警事件總數(shù)為 （3-4）虛警概率（3-5）NT為脈沖重復(fù)周期中存在目標(biāo)的距離單元數(shù)。三、 實驗數(shù)據(jù)門限51015202

7、5虛警概率9.1×10-39.2×10-41.8×10-44.1×10-51.0×10-5四、 考題1. 繪制虛警率和檢測門限的曲線圖。試分析它們的關(guān)系。答：虛警概率與門限電平大小有密切的關(guān)系。噪聲超過門限電平而誤認(rèn)為信號的事件稱為“虛警”，虛警概率指的是噪聲包絡(luò)電壓超過檢測門限電平的概率。因此檢測門限值越大，噪聲信號超過門限的概率越小，雷達(dá)的虛警概率越小。2. 檢測門限不同時，示波器顯示的距離波門信號有何不同，為什么？答：檢測門限越高距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔越長。因為門限值越高，噪聲電平超過檢測門限的概率越小，所以距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔

8、越長，次數(shù)降低。實驗四 恒虛警檢測實驗一、 實驗?zāi)康?. 熟悉發(fā)現(xiàn)概率的定義。2. 熟悉恒虛警檢測的原理3. 了解虛警概率與發(fā)現(xiàn)概率的關(guān)系。二、 實驗內(nèi)容1. 發(fā)現(xiàn)概率有目標(biāo)時的電平超過門限正確檢測出目標(biāo)的概率，稱作發(fā)現(xiàn)概率。包絡(luò)檢波后，信號加噪聲的電壓振幅服從廣義瑞利分布，記做。發(fā)現(xiàn)信號就是信號加噪聲的電壓超過給定門限的事件，那么發(fā)現(xiàn)概率為（3-6）從上式可以看出，發(fā)現(xiàn)概率和檢測門限，信噪比有關(guān)。2. 發(fā)現(xiàn)概率統(tǒng)計算法個脈沖重復(fù)周期里發(fā)現(xiàn)事件總數(shù)為 （3-7）發(fā)現(xiàn)概率（3-8）NT為脈沖重復(fù)周期中存在目標(biāo)的距離單元數(shù)。3. 恒虛警檢測在許多雷達(dá)系統(tǒng)中，要求虛警概率為一固定的值。由式（3-3）

9、可知，如果虛警率給定，檢測門限是可由式（3-9）確定的。（3-9）這樣，發(fā)現(xiàn)概率和虛警概率，信噪比有關(guān)。在信噪比相同的條件下，虛警率不同，發(fā)現(xiàn)概率不同。給定虛警率，由式（3-9）計算檢測門限，在由式（3-7）和式（3-8）即可統(tǒng)計相應(yīng)的發(fā)現(xiàn)概率。三、 實驗數(shù)據(jù)虛警率10-310-410-510-610-710-8發(fā)現(xiàn)概率1.01.01.01.01.01.0虛警率10-910-1010-1110-1210-1310-14發(fā)現(xiàn)概率1.01.01.00.990.980.96四、 思考題1. 當(dāng)虛警概率變化時，距離波門信號有何變化，為什么？答：虛警概率增大時相應(yīng)的檢測門限降低，噪聲電平超過檢測門限被發(fā)

10、現(xiàn)的概率增大，因此距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔變短，次數(shù)降低。反之虛警概率降低時，距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔變長，次數(shù)增大。2. 繪制發(fā)現(xiàn)概率和虛警率的曲線圖，分析二者的關(guān)系。答：當(dāng)信噪比一定時，虛警概率越小，發(fā)現(xiàn)概率越小; 虛警概率越大，發(fā)現(xiàn)概率越大。 實驗五 目標(biāo)距離跟蹤實驗一、 實驗?zāi)康?. 掌握距離跟蹤的原理。2. 熟悉截獲條件和失捕條件的含義。二、 實驗內(nèi)容1. 距離自動跟蹤系統(tǒng)距離自動跟蹤系統(tǒng)包括對目標(biāo)的搜索、捕獲、距離跟蹤和失捕四個互相聯(lián)系的部分。搜索是指目標(biāo)在整個雷達(dá)測距范圍內(nèi)，依次對各目標(biāo)單元進(jìn)行檢測，判斷該單元是否有目標(biāo)存在。如果在某個單元檢測時滿足跟蹤的條件，確定該單元有目

11、標(biāo)存在，認(rèn)為已經(jīng)捕獲到目標(biāo)，開始對該單元的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。跟蹤時，保證距離跟蹤波門自動跟蹤目標(biāo)，連續(xù)測量目標(biāo)距離。在跟蹤的過程中，一旦在某個單元跟蹤時滿足失捕條件，認(rèn)為丟失目標(biāo)，雷達(dá)重新開始搜索。2. 截獲條件和失捕條件雷達(dá)處于距離搜索狀態(tài)時，如果在同一距離單元處的個脈沖里有次檢測到目標(biāo)回波，就認(rèn)為該位置處有目標(biāo)，雷達(dá)由搜索狀態(tài)轉(zhuǎn)換到跟蹤狀態(tài)。其中/n被稱為截獲條件。雷達(dá)處于距離跟蹤狀態(tài)時，如果在距離波門內(nèi)個脈沖數(shù)目里有次沒有檢測到目標(biāo)回波，就認(rèn)為丟失目標(biāo)，雷達(dá)由跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)換到搜索狀態(tài)。其中/n次就認(rèn)為是失捕條件。三、 實驗數(shù)據(jù)進(jìn)程1d67891011失捕次數(shù)555566進(jìn)程2d69111214

12、15失捕次數(shù)443452進(jìn)程3d6811131415失捕次數(shù)122032四、 思考題1. 運動目標(biāo)的回波有什么特點？答：1）運動目標(biāo)回波受雜波的影響比較大，當(dāng)運動目標(biāo)回波和雜波在雷達(dá)顯示器上同時顯示時，會使目標(biāo)的觀察變得困難。2）由于運動目標(biāo)的速度不同而引起回波信號頻率產(chǎn)生的多普勒頻移不相等，所以可以從頻率上區(qū)分不同速度目標(biāo)的回波。2. 在什么條件下，雷達(dá)跟不上目標(biāo)？答：雷達(dá)處于距離搜索狀態(tài)時，如果同一距離單元處的n個脈沖數(shù)目里有d次檢測到目標(biāo)回波,就認(rèn)為該位置處有目標(biāo)，如果目標(biāo)運動速度足夠快使雷達(dá)在同一距離單元處的n個脈沖里檢測到目標(biāo)的次數(shù)小于d則雷達(dá)無法跟上目標(biāo)。3. 目標(biāo)起伏對于跟蹤的影

13、響。答：目標(biāo)的起伏對目標(biāo)的搜索、捕獲、距離跟蹤有較大的影響。目標(biāo)起伏越大，會使目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率降低，距離自動跟蹤系統(tǒng)在整個雷達(dá)測距范圍內(nèi)難以實現(xiàn)搜索、捕獲；在距離跟蹤過程中也容易失捕。4. 分析失捕條件和截獲條件對于雷達(dá)工作狀態(tài)的影響。答：若失捕條件中的m太小會使雷達(dá)長時間保持在跟蹤狀態(tài)，若截獲條件中的n太大會使雷達(dá)不容易發(fā)現(xiàn)目標(biāo)長時間保持在搜索狀態(tài)。實驗六 動目標(biāo)顯示（MTI）實驗一、 實驗?zāi)康模?. 掌握動目標(biāo)顯示的原理2. 熟悉一次相消和二次相消的概念二、 實驗內(nèi)容該實驗中有兩個進(jìn)程，進(jìn)程1是一次相消器實驗，進(jìn)程2是二次相消MTI實驗，當(dāng)設(shè)置為進(jìn)程1時，按確認(rèn)后觀察包絡(luò)信號和積累信號，測量

14、對應(yīng)包絡(luò)信號有目標(biāo)處相消器輸出信號的幅度。當(dāng)設(shè)置為進(jìn)程2時，可變參數(shù)是二次對消的系數(shù)，初始值為1.5，每按一次按鈕，系數(shù)加0.1.二次相消系數(shù)的最大值為2.5，改變參數(shù)確認(rèn)后觀察包絡(luò)信號和積累信號，測量對應(yīng)包絡(luò)信號有目標(biāo)處相消器輸出信號的幅度。三、 實驗數(shù)據(jù)一次相消實驗中對應(yīng)包絡(luò)信號有目標(biāo)處相消器輸出信號的幅度：3.60V二次相消系數(shù)與目標(biāo)幅度測試二次相消系數(shù)1.51.61.71.81.92.0固定目標(biāo)的幅度(mV)840544312160720四、 思考題1. 在一次相消的工作方式下，動目標(biāo)和靜目標(biāo)的包絡(luò)信號和檢測輸出信號有什么特點？答：動目標(biāo)的包絡(luò)信號是移動的，在相位檢測輸出端，動目標(biāo)回波

15、是一串振幅調(diào)制的脈沖；固定目標(biāo)的包絡(luò)信號是不動的，靜目標(biāo)回波是一串振幅不變的脈沖。在一次相消的工作方式下，因為幅度固定的目標(biāo)回波信號相減后相互抵消，而幅度變化的運動目標(biāo)回波相減后輸出相鄰重復(fù)周期振幅變化的部分。所以檢波輸出信號只有動目標(biāo)沒有靜目標(biāo)。2. 二次相消參數(shù)有什么意義，對信號波形有何影響？答：當(dāng)二次相消系數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時，共軛零點偏離實軸的角度很小，盡管零頻處頻響不為零但凹口較寬可抑制頻譜較寬的雜波。試驗七 噪聲調(diào)頻干擾實驗一、 實驗?zāi)康模?、掌握噪聲調(diào)頻干擾的基本形式和干擾的原理2、觀察同步/異步調(diào)頻干擾對于信號檢測的影響3、觀察噪聲調(diào)頻和鋸齒波調(diào)頻對于信號檢測的影響二、 實驗內(nèi)

16、容1. 噪聲調(diào)頻干擾噪聲調(diào)頻信號是指干擾信號的頻率受噪聲調(diào)制的信號。噪聲調(diào)頻信號可表達(dá)為（4-1）其中，為噪聲調(diào)頻信號的幅度，為噪聲調(diào)頻信號的中心頻率，為調(diào)頻斜率，為均值為零、廣義平穩(wěn)的調(diào)制噪聲。當(dāng)噪聲調(diào)頻信號進(jìn)入雷達(dá)接收機后，經(jīng)過中放輸出的波形，由于受中放頻率特性的影響，等幅的調(diào)幅波各頻率分量的振幅響應(yīng)不同，形成調(diào)頻調(diào)幅波。如果頻率的擺動范圍小于中放帶寬，其起伏不大。當(dāng)噪聲調(diào)頻干擾帶寬的增大，瞬時頻率在中放帶寬內(nèi)外變化，輸出的是隨機脈沖序列。隨機脈沖的幅度，寬度和間隔分布與瞬時頻率的變化規(guī)律有關(guān)。圖4.1中畫出了噪聲調(diào)頻窄帶干擾和寬帶干擾通過雷達(dá)接收機中放的輸入波形。如果調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)雷

17、達(dá)信號同樣的重復(fù)周期，即。這樣，距雷達(dá)零距離脈沖信號處的某個時刻調(diào)制噪聲信號的頻率相對確定。稱這樣的干擾為同步干擾。同步噪聲調(diào)頻信號按照雷達(dá)的脈沖重復(fù)周期積累時，干擾信號做相干積累，輸出信號的包絡(luò)相對與零距離脈沖是固定的。如果調(diào)制噪聲和雷達(dá)重復(fù)周期無關(guān)，稱這樣的干擾為異步干擾。在雷達(dá)接收機內(nèi)積累是非相干積累，多個不確定信號輸出疊加產(chǎn)生隨機的噪聲信號，在接收機輸出端噪聲電平升高。2. 數(shù)字噪聲的產(chǎn)生數(shù)字噪聲用偽隨機碼m序列中任取幾位獲得。m序列的產(chǎn)生如圖4.2所示，圖中123、4 n等依次表示移位寄存器的各位，根據(jù)前面講述的線性移位寄存器的特點，我們將第1位和第n位模2求和（即同或邏輯操作）作為

18、反饋輸入，同時按照要取出幾位作為輸出隨機碼。3. 鋸波調(diào)頻干擾鋸波調(diào)頻信號是指干擾信號的頻率受鋸波調(diào)制的信號。鋸波調(diào)頻信號表達(dá)式同式（4-1），其中，為周期為的鋸齒波信號，如式（4-2）示。（4-2）鋸波調(diào)頻干擾信號通過雷達(dá)接收機輸出信號分析同噪聲調(diào)頻信號。如果是窄帶干擾，當(dāng)干擾頻率對準(zhǔn)雷達(dá)頻率時，輸出為近似三角波信號。如果干擾帶寬遠(yuǎn)大于雷達(dá)接收機帶寬輸出的是脈沖序列。由于鋸波信號是確定性信號，所以干擾信號頻率處在接收機帶寬內(nèi)地時間和間隔確定。同樣如果滿足調(diào)制信號與雷達(dá)重頻相同，稱為同步干擾。積累時做相干積累輸出確定的包絡(luò)信號。如果與雷達(dá)重頻沒有確定的時間關(guān)系，稱為異步干擾。積累輸出為噪聲信號

19、。4. 交替干擾如果一段時間是噪聲調(diào)頻干擾信號，一段時間是鋸波調(diào)頻干擾信號，稱為交替干擾。本實驗中接受機的帶寬大于輸入信號的頻率范圍，這樣無論是噪聲調(diào)頻干擾還是鋸波調(diào)頻干擾都是窄帶干擾。并且為了清晰地說明干擾地效果，用距離波門指示目標(biāo)所在位置。三、 實驗數(shù)據(jù)表一 異步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出噪聲電平與信號電平測試視頻噪聲帶寬(KHZ)17.58.754.372.20除目標(biāo)位置外(噪聲)信號最大值(mV)992872776640目標(biāo)位置信號幅度(V)1.421.251.140.88表二 同步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出信號最大值測試視頻噪聲帶寬(KHZ)17.58.754.372.20除

20、目標(biāo)位置外(噪聲)信號最大值(mV)992888800640目標(biāo)位置信號幅度(V)1.191.151.060.80表三 異步鋸波干擾鋸波周期與檢測輸出信號最大值和目標(biāo)回波電平測試鋸波周期（us）24812162432除目標(biāo)位置外(噪聲)信號最大值(mV)920784909760760780736目標(biāo)位置信號幅度(mV)11009329687840856816 表四 同步鋸波干擾鋸波周期與檢測輸出信號最大值和目標(biāo)回波電平測試鋸波周期（us）26812162432除目標(biāo)位置外(噪聲)信號最大值(V)1.41.41.41.41.41.41.4目標(biāo)位置信號幅度(mV)72028064014402801

21、4001360表五 交替干擾周期與檢測輸出信號最大值和目標(biāo)回波電平測試交替干擾周期2832128除目標(biāo)位置外(噪聲)信號最大值(V)1.121.11.120.96目標(biāo)位置信號幅度(mV)508548544532四、 思考題1. 分析異步噪聲調(diào)頻干擾對于信號的影響，和改變噪聲視頻帶寬對目標(biāo)觀測的影響。答：在目標(biāo)位置信號幅度相差不大的情況下，異步干擾的噪聲信號最大值相對要小，這是因為調(diào)制噪聲的譜寬是影響遮蓋性能的主要因素。2. 分析同步噪聲調(diào)頻干擾對于信號的影響，和改變噪聲視頻帶寬對目標(biāo)觀測的影響。答：同步調(diào)頻干擾的譜寬可以根據(jù)已知雷達(dá)信號的重復(fù)周期確定，遮蓋效果相對較好，從表格中可以看出同步調(diào)頻

22、的噪聲電平要大于目標(biāo)回波處的信號電平。3. 比較同步和異步噪聲調(diào)頻干擾的干擾效果，試說明其原理。答“噪聲調(diào)頻信號是指干擾信號的頻率受噪聲調(diào)制的信號，如果調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)信號同樣的重復(fù)周期，這樣，距離雷達(dá)零距離脈沖信號處的某個時刻調(diào)制噪聲信號的頻率確定，這樣的干擾為同步噪聲調(diào)頻干擾。反之，若調(diào)制噪聲和雷達(dá)信號的重復(fù)周期無關(guān)，則為異步噪聲調(diào)頻干擾。從表格數(shù)據(jù)中可以看出，在目標(biāo)位置信號幅度相差不大的情況下，異步干擾的噪聲信號最大值相對要小，這是因為調(diào)制噪聲的譜寬是影響遮蓋性能的主要因素，同步調(diào)頻干擾的譜寬可以根據(jù)已知雷達(dá)信號的重復(fù)周期確定，遮蓋效果相對較好，從表格中可以看出同步調(diào)頻的噪聲電平要大于

23、目標(biāo)回波處的信號電平。4. 分析異步鋸波干擾鋸波周期的改變對目標(biāo)觀測的影響。答：調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)信號不同的重復(fù)周期5. 分析同步鋸波干擾鋸波周期的改變對目標(biāo)觀測的影響。答：調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)信號同樣的重復(fù)周期6. 比較同步和異步鋸波干擾的干擾效果，試說明其原理。答：而異步/同步鋸波干擾的基本原理同上，不同的是鋸波調(diào)頻信號是指干擾信號的頻率受鋸波調(diào)制。由于鋸波信號是確定性信號，所以干擾信號頻率處在接收機帶寬內(nèi)的時間和間隔確定。7. 分析同步噪聲/鋸波交替干擾中，交替周期的改變對目標(biāo)觀測的影響。答：如果一段時間是噪聲調(diào)頻干擾信號，一段時間是鋸波調(diào)頻干擾信號，則成為交替干擾。而表格中的數(shù)據(jù)也只是給

24、出了交替干擾的周期，所以對信號以及噪聲的幅度影響都不大。8. 比較噪聲調(diào)頻干擾、矩波干擾和噪聲和鋸波交替干擾的干擾效果。答：噪聲調(diào)頻干擾、鋸波調(diào)頻干擾、交替干擾都是屬于遮蓋性干擾，而遮蓋性干擾對干擾信號的功率要求較高，其干擾策略根據(jù)實際環(huán)境的不同而做出相應(yīng)的選擇。 實驗八 雜亂脈沖調(diào)幅干擾實驗一、 實驗?zāi)康模?. 掌握雜亂脈沖調(diào)幅干擾對于信號檢測的影響2. 觀察同步/異步雜亂脈沖調(diào)幅干擾對于信號檢測的影響3. 觀察閃爍干擾對于信號檢測的影響二、 實驗內(nèi)容1. 雜亂脈沖調(diào)幅干擾雜亂脈沖信號是指干擾的幅度受雜亂脈沖信號調(diào)制的信號。雜亂脈沖信號可表達(dá)為（4-3）其中，雜亂脈沖信號，為噪聲調(diào)頻信號的中

25、心頻率，是干擾信號的初始相位。雜亂脈沖信號是指干擾脈沖的幅度，寬度和間隔等某些參數(shù)或全部參數(shù)是隨機變化的。通過雷達(dá)接收機輸出的包絡(luò)信號，就是干擾信號的包絡(luò)信號。如果雜亂脈沖干擾的包絡(luò)信號具有和雷達(dá)雷達(dá)信號同樣的重復(fù)周期，即。這樣，距雷達(dá)零距離脈沖信號處的某個時刻干擾信號的幅度相對幅確定。稱這樣的干擾為同步雜亂脈沖干擾。同步噪聲調(diào)頻信號按照雷達(dá)的脈沖重復(fù)周期積累時，干擾信號做相干積累，輸出信號的包絡(luò)相對與零距離脈沖是固定的。如果雜亂脈沖包絡(luò)信號和雷達(dá)的重復(fù)周期無關(guān)，稱這樣的干擾為異步干擾。在雷達(dá)接收機內(nèi)積累是非相干積累，脈沖的寬度和出現(xiàn)的位置不定。2. 數(shù)字雜亂脈沖信號的產(chǎn)生雜亂脈沖用一個固定的

26、時鐘信號產(chǎn)生偽隨機序列，取一位作為輸出的雜亂脈沖信號。3. 閃爍干擾如果一段時間有雜亂脈沖調(diào)幅干擾信號，一段時間沒有干擾信號，稱為閃爍干擾。雷達(dá)接收機的輸出端，一會有雜亂脈沖輸出，一會兒沒有干擾信號。三、 實驗數(shù)據(jù)異/同步雜亂脈沖調(diào)幅測試異步雜亂脈沖調(diào)幅干擾測試噪聲電平(mV)目標(biāo)電平(V)7601.2同步雜亂脈沖調(diào)幅干擾測試噪聲電平(mV)目標(biāo)電平(V)2800-0.16四、 思考題1. 分析異步噪聲調(diào)幅干擾對于信號檢測的影響。答：同步脈沖干擾在雷達(dá)的距離顯示器上呈現(xiàn)穩(wěn)定的干擾脈沖回波，當(dāng)其脈寬與雷達(dá)發(fā)射脈寬相當(dāng)時，很像真實的目標(biāo)脈沖回波，主要起到欺騙作用。如果其脈寬能夠覆蓋目標(biāo)回波出現(xiàn)的時

27、間，則具有很強的遮蓋干擾效果。2. 分析同步噪聲調(diào)幅干擾對于信號檢測的影響。答：異步干擾脈沖在雷達(dá)距離顯示器上的位置是不確定的、具有一定的遮蓋干擾效果，特別是干擾脈沖的工作比較高時，干擾脈沖與回波脈沖的重合概率很大，使雷達(dá)難以在密集的干擾脈沖背景中檢測目標(biāo)。3. 比較同步和異步雜亂脈沖干擾的干擾效果。答：規(guī)則脈沖的出現(xiàn)時間與雷達(dá)的定時信號之間具有相對穩(wěn)定的時間關(guān)系，則稱其為同步脈沖干擾，反之則稱為異步脈沖干擾。同步脈沖干擾在雷達(dá)的距離顯示器上呈現(xiàn)穩(wěn)定的干擾脈沖回波，當(dāng)其脈寬與雷達(dá)發(fā)射脈寬相當(dāng)時，很像真實的目標(biāo)脈沖回波，主要起到欺騙作用。如果其脈寬能夠覆蓋目標(biāo)回波出現(xiàn)的時間，則具有很強的遮蓋干擾

28、效果。在脈沖干擾的時間里往往同時采用噪聲調(diào)頻或調(diào)幅，異步干擾脈沖在雷達(dá)距離顯示器上的位置是不確定的、具有一定的遮蓋干擾效果，特別是干擾脈沖的工作比較高時，干擾脈沖與回波脈沖的重合概率很大，使雷達(dá)難以在密集的干擾脈沖背景中檢測目標(biāo)。但當(dāng)干擾脈沖的工作比較低時，由于其覆蓋真實目標(biāo)的概率很低，遮蓋的效果較差，且由于它與雷達(dá)不同步，容易被雷達(dá)抗異步脈沖干擾電路所對消。4. 閃爍干擾中對于信號檢測的影響。答：如果一段時間有雜亂脈沖調(diào)幅干擾信號，一段時間沒有干擾信號，稱為閃爍干擾。閃爍干擾實際就是角度欺騙干擾，干擾功率和目標(biāo)的回波電平保持不變，變化的只是閃爍周期，雷達(dá)接收機的輸出端一會兒有雜亂脈沖輸出，一

29、會兒沒有干擾信號，以達(dá)到對雷達(dá)欺騙的效果。實驗九 噪聲調(diào)相干擾實驗一、 實驗?zāi)康模?. 掌握噪聲調(diào)相干擾的基本形式和干擾的原理2. 觀察噪聲調(diào)相干擾對于信號的影響二、 實驗內(nèi)容噪聲調(diào)相信號是指干擾信號的相位受噪聲調(diào)制的信號。噪聲調(diào)相信號可表達(dá)為（4-4）其中，為噪聲調(diào)頻信號的幅度，為噪聲調(diào)頻信號的中心頻率，為常數(shù)代表有效相移的大小，為均值為零、廣義平穩(wěn)的調(diào)制噪聲，是干擾信號的初始相位。當(dāng)有效相移較大時，旁頻功率較大，近似為噪聲調(diào)頻的干擾情況，分析過程同噪聲調(diào)頻干擾信號。同樣，距離波門信號指示實際目標(biāo)信號的位置。三、 實驗數(shù)據(jù)異步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出噪聲電平與信號電平測試視頻噪聲帶寬(

30、KHz)4.372.201.100.55噪聲電平(V)1.241.9619.21.16目標(biāo)回波電平(mV)-240-240480-400四、 思考題1. 噪聲調(diào)相的干擾效果分析答：噪聲調(diào)相信號是指干擾信號的相位受噪聲調(diào)制的信號。當(dāng)有效相移較小時，調(diào)相信號的能量主要集中在載波頻率上，旁頻能量低，不適合作遮蓋干擾信號，當(dāng)有效相移足夠大時，旁頻功率較大，近似為噪聲調(diào)頻干擾的情況，此時適合作為遮蓋干擾信號。影響其干擾效果的因數(shù)主要有瞄頻誤差、頻譜寬度和調(diào)制噪聲帶寬等。實驗十 距離拖引干擾實驗一、 實驗?zāi)康模赫莆站嚯x拖引的基本原理二、 實驗內(nèi)容1. 欺騙干擾欺騙干擾是指采用假的目標(biāo)和信息作用與雷達(dá)目標(biāo)檢

31、測和跟蹤系統(tǒng)，是雷達(dá)不能周期地檢測真正的目標(biāo)或不能正確測量真正目標(biāo)的參數(shù)信息，從而達(dá)到迷惑和擾亂雷達(dá)對真正目標(biāo)檢測的跟蹤的目的。按照假目標(biāo)與真目標(biāo)參數(shù)的參別，可將欺騙干擾分為距離干擾、角度干擾、速度欺騙、AGC欺騙和多參數(shù)欺騙干擾按照假目標(biāo)與真目標(biāo)參數(shù)差別的大小和調(diào)制方式分類，可分為質(zhì)心干擾、假目標(biāo)干擾和拖引干擾三種。l 質(zhì)心干擾：假目標(biāo)與真目標(biāo)的參數(shù)差別小于雷達(dá)的空間分辨力，雷達(dá)不能區(qū)別真假目標(biāo)，而將真假目標(biāo)作為同一個目標(biāo)跟蹤。雷達(dá)對該目標(biāo)檢測和跟蹤的結(jié)果往往是真假目標(biāo)的能量加權(quán)質(zhì)心，所以稱為質(zhì)心干擾。l 假目標(biāo)干擾：假目標(biāo)與真目標(biāo)的參數(shù)差別大于雷達(dá)的空間分辨力，雷達(dá)能能區(qū)分兩個不同的目標(biāo)，

32、但可能假假目標(biāo)作為真目標(biāo)檢測和跟蹤，從而造成虛警和漏警。l 拖引干擾：拖引干擾是一種周期性地從質(zhì)心干擾到假目標(biāo)干擾地連續(xù)變化地過程，典型地拖引干擾如下式所示（4-5）在停拖期，真假目標(biāo)在空間和時間上近似重合，雷達(dá)很容易檢測和捕獲。由于假目標(biāo)能量高于真目標(biāo)能量，捕獲后雷達(dá)會按照假目標(biāo)地能量來調(diào)整接收機增益，對其進(jìn)行連續(xù)測量和跟蹤。停拖期要大于雷達(dá)檢測和捕獲目標(biāo)需要地時間；拖引期，真假目標(biāo)逐漸分離，當(dāng)分離速度小于雷達(dá)跟蹤目標(biāo)地正常速度響應(yīng)范圍內(nèi)時，由于在停拖期，假目標(biāo)控制了雷達(dá)接收機的增益，而且假目標(biāo)能量大于目標(biāo)能量，所以雷達(dá)系統(tǒng)容易被假目標(biāo)拖引開，拋棄真目標(biāo)；在關(guān)閉期，欺騙干擾關(guān)閉，造成雷達(dá)跟蹤

33、信號突然中斷。一般情況下，雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)需要滯留和等待一段時間。如果信號消失達(dá)到一定時間，雷達(dá)確認(rèn)目標(biāo)消失后，才能重新進(jìn)行對目標(biāo)的搜索、檢測和捕獲。2. 距離假目標(biāo)干擾距離假目標(biāo)干擾也稱為同步脈沖干擾。設(shè)為真目標(biāo)的所在距離，經(jīng)雷達(dá)接收機輸出的回波脈沖包絡(luò)時延，為假目標(biāo)的所在距離，經(jīng)雷達(dá)接收機輸出的回波脈沖包絡(luò)時延。當(dāng)時，便形成距離假目標(biāo)。3. 距離拖引干擾距離波門拖引干擾的假目標(biāo)距離函數(shù)可用下式表述。（4-6）其中是目標(biāo)所在距離，是勻速拖引的速度和是勻加速度拖引時的加速度。三、 實驗數(shù)據(jù)拖引速度301002005008001000欺騙結(jié)果明顯明顯明顯明顯明顯明顯四、 思考題1. 距離拖引的干擾效

34、果分析。答：拖引干擾是一種周期性的從質(zhì)心干擾到假目標(biāo)干擾的連續(xù)變化過程，在停拖期內(nèi)，假目標(biāo)與真目標(biāo)在空間和時間上近似重合，雷達(dá)很容易檢測和捕獲。由于假目標(biāo)的能量高于真目標(biāo)，捕獲假目標(biāo)后，雷達(dá)AGC電路會根據(jù)假目標(biāo)的能量來調(diào)整接收機增益，對其進(jìn)行連續(xù)測量和跟蹤。拖引期假目標(biāo)與真目標(biāo)在預(yù)定的欺騙干擾參數(shù)上逐漸分離，此時雷達(dá)系統(tǒng)容易被假目標(biāo)拖引開，拋棄真目標(biāo)。在關(guān)閉期，欺騙干擾關(guān)閉，造成雷達(dá)跟蹤干擾信號突然中斷。這樣就達(dá)到欺騙效果。2. 能夠?qū)崿F(xiàn)拖引的條件是什么？答：實現(xiàn)拖引的條件是，在停拖期假目標(biāo)的能量要大于真目標(biāo)的能量，并且停拖時間要大于雷達(dá)檢測和捕獲目標(biāo)所需要的時間。在拖引期分離速度要小于雷達(dá)

35、跟蹤目標(biāo)的正常速度。同時關(guān)閉時間要達(dá)到一定時間，雷達(dá)確認(rèn)目標(biāo)消失后，才能重新啟動，進(jìn)行目標(biāo)的搜索、檢測和捕獲。實驗十一 速度拖引干擾實驗一、 實驗?zāi)康模赫莆账俣韧弦幕驹矶?實驗內(nèi)容1. MTD前面講過，運動目標(biāo)速度信息是通過測量收發(fā)信號的頻率差，也就是多普勒頻率來獲得的。動目標(biāo)檢測（MTD）雷達(dá)，采用多種技術(shù)提高雜波背景下檢測動目標(biāo)的能量。主要用一組多普勒濾波器組來提取運動目標(biāo)的多普勒頻率信息。2. 多普勒濾波器組該濾波器有根延遲線，每根延遲線的遲延時間是脈沖的重復(fù)周期。每路的權(quán)值（4-7）其中表示第個抽頭。濾波器的幅頻特性是與有關(guān)的函數(shù)，如式（4-8）表示（4-8）該濾波器的峰值產(chǎn)生在分子分母同時為零的位置，即（4-9）峰值頻率為（4-10）當(dāng)取的所有值時，就得到N個多普遍濾波器組。多普勒濾波器組的響應(yīng)函數(shù)為（4-11）該濾波器組覆蓋了從零到雷達(dá)重復(fù)頻率的頻率范圍。對于數(shù)字信號，信號通過該濾波器組，相當(dāng)于信號做DFT運算，所以可用FFT實現(xiàn)N個濾波器組。如果運動目標(biāo)的多普勒頻率，則在第