雷達(dá)原理實(shí)驗(yàn)匯總

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告哈爾濱工程大學(xué)實(shí)驗(yàn)課程名稱：雷達(dá)原理實(shí)驗(yàn)姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)名稱規(guī)范程度原理敘述實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)成績(jī)雷達(dá)信號(hào)波形分析實(shí)驗(yàn)數(shù)字式目標(biāo)距離測(cè)量實(shí)驗(yàn)相位法與振幅法測(cè)角實(shí)驗(yàn)動(dòng)目標(biāo)回波多普勒頻率提取與分析實(shí)驗(yàn)平均成績(jī)折合成績(jī)注：1、每個(gè)實(shí)驗(yàn)中各項(xiàng)成績(jī)按照5分制評(píng)定，實(shí)驗(yàn)成績(jī)?yōu)楦黜?xiàng)總和2、平均成績(jī)?nèi)「黜?xiàng)實(shí)驗(yàn)平均成績(jī)3、折合成績(jī)按照教學(xué)大綱要求的百分比進(jìn)行折合2012年5月雷達(dá)信號(hào)波形分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告2012年5月10日班級(jí)姓名評(píng)分一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?.了解雷達(dá)常用信號(hào)的形式。2.學(xué)會(huì)用仿真軟件分析信號(hào)的特性。3了解雷達(dá)常用信號(hào)的頻譜特點(diǎn)和模糊函數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)是在PC機(jī)上利用MATLAB仿真

2、軟件進(jìn)行常用雷達(dá)信號(hào)的仿真、設(shè)計(jì)。針對(duì)所設(shè)計(jì)的雷達(dá)信號(hào)分析其頻譜特性和模糊函數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置1、簡(jiǎn)單脈沖調(diào)制信號(hào)：載頻范圍：0.75MHz脈沖重復(fù)周期：200us脈沖寬度：10us幅度：1V2、線性調(diào)頻信號(hào)：載頻范圍：90MHz脈沖重復(fù)周期：250us脈沖寬度：25us信號(hào)帶寬：16MHz幅度：1V四、實(shí)驗(yàn)仿真波形簡(jiǎn)單脈沖調(diào)制信號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：脈沖信號(hào)重復(fù)周期T=200us脈沖寬度為山陽脈沖頻譜圖4000連續(xù)正弦波信號(hào)頻率側(cè)Hz連續(xù)波頻譜圖1200050頻率側(cè)Hz脈沖調(diào)制頻譜圖12時(shí)間尢脈沖調(diào)制信號(hào)34200°510050頻率側(cè)He圖1.1簡(jiǎn)單脈沖調(diào)制信號(hào)（正弦）仿真結(jié)果將正弦變換成

3、余弦后：脈沖頻譜圖連鏤正弦波信號(hào)中心頻率陽M脈沖信號(hào)重復(fù)周期T=200us脈沖寬度為山2001000頻率側(cè)He連續(xù)波頻譜圖1232000°5100050頻率側(cè)He脈沖調(diào)制頻譜圖時(shí)間仏說1十脈沖調(diào)制信號(hào)10-10趣湮3.x1十12時(shí)間矗100500頻率肘H込圖1.2簡(jiǎn)單脈沖調(diào)制信號(hào)（余弦）仿真結(jié)果線性調(diào)頻信號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：線性調(diào)頻信號(hào)"T=25Microsecond,B=16MHz吋間Aje.線性調(diào)頻信號(hào)頻譜T=25Microsec.ond,B=16MHZoon-o246-80'i1i'J!Ji-；i00-400-300-200-10001002003004005

4、00頻率/MHz圖1.3線性調(diào)頻信號(hào)仿真結(jié)果五、實(shí)驗(yàn)成果分析1、使用x2=exp(i*2*pi*f0*t);信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，從頻譜圖可以看出，脈沖經(jīng)調(diào)制后只有和一個(gè)峰值，為一單頻信號(hào)，而使用x2=cos(2*pi*f0*t);信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，則出現(xiàn)兩個(gè)峰值，為兩個(gè)頻率分量。2、在進(jìn)行線性調(diào)頻時(shí)，要計(jì)算出頻率變化的斜率，然后進(jìn)行調(diào)頻計(jì)算。由仿真圖可以看出僅有16MHZ的頻帶。六、教師評(píng)語教師簽字?jǐn)?shù)字式目標(biāo)距離測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?.掌握數(shù)字式雷達(dá)距離測(cè)量的基本原理。2.學(xué)會(huì)用Quartusll軟件設(shè)計(jì)數(shù)字式單目標(biāo)雷達(dá)距離錄取裝置。3了解多目標(biāo)雷達(dá)距離錄取裝置的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理讀數(shù)控制啟

5、動(dòng)脈沖目標(biāo)回波圖2.1單脈沖編碼器實(shí)現(xiàn)框圖123N川+1圖2.2波形示意圖將發(fā)射機(jī)耦合過來的發(fā)射脈沖作為啟動(dòng)脈沖，回波脈沖作為結(jié)束信號(hào)，記錄在此期間的計(jì)數(shù)脈沖數(shù)，然后由每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離，則可以計(jì)算出目標(biāo)的實(shí)際距離。圖2.3Quartus設(shè)計(jì)流程實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置Clk:周期0.05us占空比50%Start:周期10us占空比2%Stop:周期8us占空比2%Read:周期100us占空比65%實(shí)驗(yàn)仿真波形四、inst2圖2.4實(shí)驗(yàn)原理圖圖2.5波形仿真圖五、實(shí)驗(yàn)成果分析D：由start和stop組成的收發(fā)開關(guān)雷達(dá)所發(fā)脈沖數(shù)為126R_out：所測(cè)距離為為945m經(jīng)計(jì)算一次收發(fā)開關(guān)脈沖所走的距

6、離為C*Tr=3*10人8*0.05*10"5/2=7.5m,126*7.5=945m所以仿真結(jié)果正確。六、教師評(píng)語教師簽字相位法與振幅法測(cè)角實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?. 了解雷達(dá)常用信號(hào)的形式。2. 學(xué)會(huì)用仿真軟件分析信號(hào)的特性。3了解雷達(dá)常用信號(hào)的頻譜特點(diǎn)和模糊函數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理相位法測(cè)角利用多個(gè)天線所接收回波信號(hào)之間的相位差進(jìn)行測(cè)角。設(shè)在6方向有遠(yuǎn)區(qū)目標(biāo)，則到達(dá)接收點(diǎn)的目標(biāo)所反射的電波近似為平面波。由于兩天線間距離d,故它們所收到的信號(hào)由于存在波程差A(yù)R而產(chǎn)生相位差申，2兀人口2kAR=dsm6九九式中，九為雷達(dá)波長(zhǎng)。如用相位計(jì)進(jìn)行比相，測(cè)出其相位差申，就可以確定目標(biāo)方向6。比

7、幅法:求兩信號(hào)幅度的比值u(6)F(66)1=k1u(6)F(6+6)2kt根據(jù)比值的大小可以判斷目標(biāo)偏離6的方向，查找預(yù)先制定的表格就可以估0計(jì)出目標(biāo)偏離6的數(shù)值。0三、實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置單基線測(cè)向源程序d12=0.1；d13=0.28；f=3.7G。比幅法四、實(shí)驗(yàn)仿真波形單、雙基線測(cè)向：相位法求角度o_u-U-56-0.8-0.6-0.4-O.2.00.20.40.60.81相位差/pi單基線相位差與角度關(guān)系49n.4FSrl47LI4F.rl45n.44rl43LI42rld4O.4-0o-20-10010-2030目標(biāo)角度嚴(yán)雙墓線相位差與角度關(guān)系2030-20-10010目標(biāo)角度搜圖3.1單

8、、雙基線仿真結(jié)果0.22、圖3.2比幅法仿真結(jié)果五、實(shí)驗(yàn)成果分析單基線與雙基線由公式2AR二竺dsin6與昱3=便可導(dǎo)出單基線與雙基線的角九九申d1212度。經(jīng)過matlab仿真，可以看出結(jié)果正確，驗(yàn)證無誤。比幅法：利用公式出巴=F(6嚴(yán),)與込AR二蘭dsin6可得3圖的關(guān)u(6)F(6+6)九九2kt系，由于3就是角度與比值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從曲線上對(duì)應(yīng)角度便可測(cè)的角度值。六、教師評(píng)語教師簽字動(dòng)目標(biāo)回波多普勒頻率提取與分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?. 學(xué)習(xí)連續(xù)波雷達(dá)和脈沖多普勒雷達(dá)測(cè)速的基本原理。2. 了解多普勒頻率的提取方法。二、實(shí)驗(yàn)原理多普勒效應(yīng)是指當(dāng)發(fā)射源和接收者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收

9、到的信號(hào)頻率將發(fā)生變化。我們已經(jīng)知道，回波信號(hào)的多普勒頻移f正比與徑向速度，而d反比與雷達(dá)工作波長(zhǎng)九，即d入crr2vrc多普勒的相對(duì)值正比與目標(biāo)速度與光速之比，f的正負(fù)值取決于目標(biāo)的運(yùn)d動(dòng)方向。在多數(shù)情況下，多普勒頻率處于音頻范圍。例如，當(dāng)九=10cm,v=300m/sr時(shí)，求得f=6KHZ。而此時(shí)雷達(dá)工作頻率f二3000Mhz，目標(biāo)回波信號(hào)頻率為d0f=3000MHz土6kHz，兩者相差的百分比是很小的。因此要從接收信號(hào)中提取r多普勒頻率需要采用差拍的方法，即設(shè)法取出f和f的差值f。0rd三、實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置中心頻率3500MHz脈沖重復(fù)頻率：25khz脈沖寬度：4us占空比為10%幅度：1V運(yùn)動(dòng)速度：5馬赫四、實(shí)驗(yàn)仿真波形Figure1脈沖頻譜圖圖4.1程序仿真結(jié)果1）頻率側(cè)He脈沖調(diào)制頻譜圖連續(xù)波脈沖調(diào)制頻率側(cè)He連續(xù)波頻譜圖Figure2脈沖頻譜圏頻率伽He脈沖調(diào)制頻譜圖脈沖調(diào)制20:頻率小1也連續(xù)液頻譜圖圖4.2程序仿真結(jié)果（2）fd1=40000;v1=1.7