雷达的作业

雷达原理

实验名称：脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用 学 院：电子工程学院 专 业：信息对抗技术 班 级：021231 姓 名： 学 号：

脉冲压缩技术在雷达信号 处理中的应用

引言:

雷达是通过对回波信号进行接收再作一些检测处理来识别复杂回波中的有用信息的。其中，波形设计有着相当重要的作用，它直接影响到雷达发射机形式的选择,信号处理方式,雷达的作用距离及抗干扰,抗截获等很多重要问题。现代雷达中广泛采用了脉冲压缩技术。脉冲压缩雷达常用的信号有线性调频信号和二相脉内编码信号。脉冲压缩雷达具有高的辐射能量和高的距离分辨力，这种雷达具有很强的抗噪声干扰和欺骗干扰的性能。因此，脉冲压缩技术在雷达信号处理中广泛应用。

一、脉冲压缩技术原理

雷达是Radar（Radio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电探测和测距”，即利用无线方法来发现目标并测定目标在空间的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。典型的雷达系统主要由发射机，天线，接收机，数据处理，定时控制，显示等设备组成。利用雷达可以获知目标的有无，目标斜距，目标角位置，目标相对速度等。现代

2015年雷达原理课程作业

2015年春季第2周（3月13日）作业

1. 简述雷达系统为什么能够探测并定位远程运动目标。 2. 简述雷达系统是如何探测并定位远程运动目标的。

3. 某单基地雷达发射矩形脉冲信号，工作频率为f0，发射脉冲前沿的初相为?0，有1个目标位于

距离r处，请给出目标接收脉冲前沿的初相表达式（须有必要的推导过程） 4. 请画出雷达发射脉冲串的射频信号波形示意图，并标明必要的雷达信号参数（如脉冲时宽等）。 5. cos(2?f0t +?0)与cos(2?f0t +12?fdt +?1)是否是相参信号？其中fd、?0与?1都是未知常数。 6. 某目标雷达回波信号的信噪比SNR=71，请换算成dB值并给出笔算过程。

7. 有人说“雷达系统是一种通信系统。”你是否认同此观点，并请给出2条以上理由。 8. 解调后的雷达基带信号波形为什么可以用复数表示。请画出IQ正交解调的原理框图。 9. 请列举至少2项可能影响雷达目标回波信号相位信息的实际因素。

10. 为什么现代多功能雷达大都采用主振放大式发射机？举例说明何时可采用单级振荡式发射机。

2015年春季第3周（3月20日）作业

1. 雷达信号带宽为B，请从有利于目标检测的角度简述雷达接

雷达原理大作业

振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用

指导老师：魏青

振幅和差脉冲测角

基本原理

单脉冲自动测角属于同时波瓣测角法，在一个角平面内，两个相同的波束部分重叠，交叠方向即为等信号轴的方向。将这两个波束接收到的回波信号进行比较，就可取得目标在这个平面上的角误差信号，然后将此误差电压放大变换后加到驱动电动机控制天线向减小误差的方向运动。因为两个波束同时接收到回波，

故单脉冲测角获得目标角误差信息的时间可以很短，理论上只要分析一个回波脉冲就可以确定角误差，所以叫“单脉冲”。这种方法可以获得很高的测角精度，故精密跟踪雷达通常采用它。

由于取出角度误差信号的具体方法不同，单脉冲雷达的种类很多，应用最广的是振幅和差式单脉冲雷达，该方法的实质实际上是利用两个偏置天线方向图的和差波束。

和差脉冲法测角的基本原理为：

①角误差信号。雷达天线在一个角平面内有两个部分重叠的波束如错误！未找到引用源。所示：

振幅和差式单脉冲雷达取得角误差信号的基本方法是将这两个波束同时收到的信号进行和差

处理，分别得到和信号和差信号。与和差信号相应的和差波束如错误！未找到引用

源。(b) (c)。

振幅和差式单脉冲波束图

（a）两波束；（b）和波束；（c）差波束

倒车雷达的检修

（1） 注意事项：

在使用中请保持超声波传感器表面清洁干净，避免泥土，雪或冰附着在上面造成系统失灵。当有泥土和灰尘毡附于探头表面时，可用水柱直接冲洗，切不可使用砂纸，螺丝刀等锐器清洁探头表面，否则会造成永久性损坏。

以下情况可能造成系统误检或失灵，不要当成故障维修。 ? 汽车在崎岖不平路面上，砂砾或草地上。 ? 车辆在大雨中或溅上水 ? 车辆倾斜较大 ? 车辆带有拖钩。

? 超声波传感器受到强烈冲击、或碰撞。

? 障碍物是杆状物或易吸收声波物，边缘锐利物等。 ? 倒车雷达只有在有效的距离才可以工作（1.2米）。 （2） 检修列表

现象 可能原因 解决方法 完全不工作 电源接线可能不正确 电源重新接好 根据以上探头端口和自检正常，但倒车声倒车声纳传感器电路 主控器端口的说明检纳不工作 测接口及接线有没有开路或接触不良 根据主控器端口说明虽然能进行检测，但蜂鸣器电路 检测线束接触是否蜂鸣器有时不发声 好；蜂鸣器是否接触不良。 虽然能进行检测，但1、 指示灯电路 指示灯电路是否损是指示灯不亮。 2、 主控器端口指坏；主控器端口指示示灯线束 灯线束是否接触不良 在倒档位时不工作 1、 检测倒档位开检查线路，更换倒档关 开关主控

专业综合课程设计

专业课程设计报告

实验内容：

雷达回波的信号检测

某雷达发射信号为普通单载频信号，脉冲宽度PW（1~100us自定），重复周期PRI（自定，不出现距离模糊），采样频率自定。天线增益G（20~30dB自定），天线有效接收面积Ar（0.5~5m自定），发射峰值功率Pt（100KW~1MW自定），接收机采用检波非相参体制，带宽Bw较宽，带内噪声近似于白噪声，临界灵敏度Smin自定，系统损耗10dB左右。波束内有2~3个目标，距离自定，散射面积自定（飞机0.1~10m，船舶100~10000m），假设目标散射面积脉内不起伏，脉间起伏特性自定。

(1)利用雷达方程，进行雷达回波信号的仿真。

(2)在目标距离处，对有无信号条件下的概率密度函数进行估计

(3)若脉冲内只有一个采样点，采用最小错误率贝叶斯判决方法进行目标检测，统计虚警率和漏警率。

(4)要求虚警率不大于10-5，试计算判决阈值并进行目标检测，统计虚警率和漏警率。 1．雷达系统仿真模型

雷达系统仿真中，最重要的工作就是建立雷达系统的控制器数学模型。现代雷达不仅是多功能系统，而且也是一个高

信号源分辨力系统。因而现代雷达系统的建模将是一个比较复杂

和困难的过程，但给出一个一般性的

是非题

1、船用雷达都是多普勒雷达。 2、船用雷达绝大多数是脉冲雷达。

3、船用雷达利用测量电磁波在天线与目标之间的往返时间来测距的。 4、船用雷达测距原理是测量电磁波在天线与目标之间的频率变化。

选择题

1、船用雷达属于哪一种类型的雷达? ____

A、脉冲 B、多普勒 C、连续波 D、调频

2、船用雷达测距原理是测量电磁波在天线与目标之间的______。

A、传播速度 B、往返传播时间 C、传播次数 D、往返传播时的频率变化 3、某径向扫描雷达的量程为24 n mile，那么其扫描线全长代表的时间为 。 A、590.4 us B、295.2 us C、300.0 us D、600.0 us

4、雷达测得电波在天线与物标之间的往返时间为36.9us, 则该物标到本船的距离为 。 A、6 n mile B、3 n mile C、4 n mile D、5 n mile 5、雷达的测距原理是利用电波的以下特性 ____ A、在空间匀速传播 B、在空间直线传播 C

是非题

1、船用雷达都是多普勒雷达。 2、船用雷达绝大多数是脉冲雷达。

3、船用雷达利用测量电磁波在天线与目标之间的往返时间来测距的。 4、船用雷达测距原理是测量电磁波在天线与目标之间的频率变化。

选择题

1、船用雷达属于哪一种类型的雷达? ____

A、脉冲 B、多普勒 C、连续波 D、调频

2、船用雷达测距原理是测量电磁波在天线与目标之间的______。

A、传播速度 B、往返传播时间 C、传播次数 D、往返传播时的频率变化 3、某径向扫描雷达的量程为24 n mile，那么其扫描线全长代表的时间为 。 A、590.4 us B、295.2 us C、300.0 us D、600.0 us

4、雷达测得电波在天线与物标之间的往返时间为36.9us, 则该物标到本船的距离为 。 A、6 n mile B、3 n mile C、4 n mile D、5 n mile 5、雷达的测距原理是利用电波的以下特性 ____ A、在空间匀速传播 B、在空间直线传播 C

1． 基于GPS与GSM的车辆智能防盗系统

利用GPS模块对车辆进行实时定位，基于AVR系列的 Atmega162单片机的信号处理系统对GPS信息进行实时接收和解算，包括经纬信息和速度信号的提取和判断，一旦车辆状态符合被盗情况（即车辆主人未使用车辆的时候，车辆的位置或者速度有明显的变化），立即通过GSM模块通知车主车辆处于被盗状态，车主可使用相关指令使车辆失去制动功能和车辆报警功能，防止车辆被盗。（Jupiter 31的GPS模块和型号为G100的GSM模块。）

2．手持式毫米波测速仪 多普勒体制的毫米波雷达是利用目标与雷达之间存在相对运动时电磁波的多普勒效应进行工作的。毫米波雷达输出的信号进入模拟电路之后经过混频、滤波以及放大之后输出多普勒频率信号。 TI公司的TMS320F2812型号的DSP内部自带AD采样功能，故使用2812对多普勒信号进行采样保存数据，DSP对采集的信号进行FIR滤波之后进行FFT变换得出多普勒频率，根据物体速度与多普勒频率的计算公式VR?1fd?0进行速度与频率的换算。2得出速度之后利用LCD1602进行显示，同时显示出测试过程中出现的最大值，并且在程序中设定一个阀值为报警速度，一旦速度大于这个值就进行报警（指

多普勒天气雷达集训考试题答案

一、 填空题（共30题，每空0.5分，总分40分）

1、新一代天气雷达主要由 雷达数据采集系统 RDA 、 雷达产品生成系统RPG 、 主用户终端子系统PUP 三部分组成。

2、多普勒天气雷达测量的三种基数据是基本反射率因子 、平均径向速度、谱宽 。 3、大气中折射的种类有 标准大气折射 、超折射 、 负折射 、 无折射 、 临界折射 。

4、雷达探测到的任意目标的空间位置可根据 仰角、方位角、斜距三个基本要素求得。 5、多普勒雷达除了具有探测云和降水的 位置 和 强度 的功能以外，它以 多普勒效应 为基础，根据返回信号的 频率 漂移，还可以获得目标物相对于雷达运动的径向速度 。

PtG2?2h??6、达气象方程为pt?1024(ln2)?2r2示粒子的后向散射截面 。

单位体积??i，其中G表示天线增益 ，h表示脉冲长度 ，?表

7、反射率因子定义为单位体积中所有粒子直径的6次方之和。它的大小反映了气象目标内部降水粒子的 尺度 和 数密度 ，常用来表示气象目标的强度。

8、触发对流的抬升条件大多由中尺度系统提供，如锋面、干线、对流风暴的外流边界（阵风锋）、海（陆）风锋、重力波等，

9、雷达波束在

多普勒天气雷达集训考试题答案

一、 填空题（共30题，每空0.5分，总分40分）

1、新一代天气雷达主要由 雷达数据采集系统 RDA 、 雷达产品生成系统RPG 、 主用户终端子系统PUP 三部分组成。

2、多普勒天气雷达测量的三种基数据是基本反射率因子 、平均径向速度、谱宽 。 3、大气中折射的种类有 标准大气折射 、超折射 、 负折射 、 无折射 、 临界折射 。

4、雷达探测到的任意目标的空间位置可根据 仰角、方位角、斜距三个基本要素求得。 5、多普勒雷达除了具有探测云和降水的 位置 和 强度 的功能以外，它以 多普勒效应 为基础，根据返回信号的 频率 漂移，还可以获得目标物相对于雷达运动的径向速度 。

PtG2?2h??6、达气象方程为pt?1024(ln2)?2r2示粒子的后向散射截面 。

单位体积??i，其中G表示天线增益 ，h表示脉冲长度 ，?表

7、反射率因子定义为单位体积中所有粒子直径的6次方之和。它的大小反映了气象目标内部降水粒子的 尺度 和 数密度 ，常用来表示气象目标的强度。

8、触发对流的抬升条件大多由中尺度系统提供，如锋面、干线、对流风暴的外流边界（阵风锋）、海（陆）风锋、重力波等，

9、雷达波束在