雷达对抗实验报告.docx

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雷达对抗实验报告

西安电子科技大学

雷达对抗实验报告

学院电子工程学院

专业无线电物理

姓名YYY

学号2000

指导老师饶鲜

实验一雷达测距和接收机灵敏度实验

一、实验目的：

1、掌握目标回波测距的方法。

2、雷达回波信号能量变化对接收机输出的信号的幅度（包络）的影响。

3、掌握切线灵敏度的定义。

二、实验内容

利用雷达对抗实验仪,示波器，按照实验步骤调节稳定的基准信号，同时测试一下参数：

1、测量回波信号与时间基准脉冲信号的时延，利用公式计算目标距离。

2、通过改变目标回波幅度的衰减，观察输出信号的变化，测量回波信号的电平。

3、改变目标回波衰减的大小，直到示波器输出的脉冲与噪声叠加后信号的底部与基线噪声的顶部在一条直线上，记录对应的信号衰减值,计算切线灵敏度,测量此时有信号位置的噪声电压峰值

和基线噪声电压峰值

。

三、整理后的数据和结果

目标回波幅度衰减百分比与回波信号幅度表

衰减百分比（%）

信号幅度（v）

4.88

4.56

3.92

3.2

2.56

2.0

衰减百分比（%）

幅度（v）

1.28

0.84

0.4

0.224

0.108

0.044

目标回波时延：

52us

有信号处噪声电压峰值

22mv

噪声的最大值

：

16mv

两目标回波间的间隔：

400us

目标回波脉冲宽度

：

240ns

四、结论及讨论

1．根据记录回波的时延,计算目标回波距离。

答：

目标回波时延：

tr=52us，根据公式R=C*tr/2计算得回波距离R为7.8km。

2．距离分辨率为多少？

答：

距离分辨率

实验测得目标回波脉冲宽度

为240ns,代入距离分辨率公式得到

约为36m.

3、目标回波输入信号的幅度改变,示波器输出信号有何变化？

答：

由前面数据整理的表格可以看出,目标回波输入信号的幅度衰减越来越大时，示波器输出信号幅度越来越小。

4、雷达的切线灵敏度是多少？

答:

接收机灵敏度为:

95。

5、基线噪声电压峰值

和满足切线灵敏度条件下有信号处输出噪声的峰值

是否相同？

为什么？

答：

基线电压峰值

小于满足切线灵敏度条件下有信号处输出噪声的峰值,因

为

只是接收机内噪声而不仅

包含接受机内噪声还包含外界干扰噪声所以

实验二脉冲积累实验

一、实验目的：

熟悉脉冲积累改善接收机检测能力的原理

二、实验内容

利用雷达对抗实验仪,示波器，改变可变参数积累脉冲数，测量目标回波信号的幅度和噪声信号的幅度最大值。

（默认值为1,显示为1，是不作积累的情况。

每按一次参数按钮，积累的脉冲数加1脉冲积累数的最大值是64）。

三、整理后的数据和结果

脉冲积累数与回波幅度最大值和噪声最大值幅度表

积累脉冲数（个）

信号幅度（V）

5.12

5.04

4.96

噪声幅度（mV）

240

160

60.0

积累脉冲数（个）

噪声幅度（mV）

60.0

四、结论及讨论

1．绘制信号幅度与噪声最大信号幅度比随脉冲积累个数变化的波形图，并进行

分析。

答：

由图形可以看出，多个脉冲积累后可以有效的提高信号幅度与噪声幅度比，当脉冲个数积累到一定数量后信号幅度与噪声幅度比趋于恒定。

实验三虚警率实验

一、实验目的：

1、熟悉门限检测的方法

2、熟悉虚警概率的含义

3、了解门限与虚警概率的关系

二、实验内容

利用雷达对抗实验仪和示波器，通过改变可变参数检测门限，从LED上读取虚警概率，观察距离波门信号，初始为5，每按一次参数按钮门限值加5，最大值为25。

三、整理后的数据和结果

检测门限与虚警概率测试表

检测门限

（单位）

虚警概率

平均

2.3E-2

3.0E-2

3.2E-2

2.3E-2

2.7E-2

2.4E-3

2.5E-3

2.2E-3

2.1E-3

2.3E-3

1.3E-4

1.4E-4

1.5E-4

1.4E-4

6.6E-6

7.0E-6

7.2E-6

6.8E-6

6.9E-6

1.4E-7

2.1E-7

2.6E-7

1.9E-7

2.0E-7

四、结论及讨论

1、试分析虚警率和检测门限关系。

答：

虚警概率与门限电平大小有密切的关系。

噪声超过门限电平而误认为信号的事件称为“虚警”，虚警概率指的是噪声包络电压超过检测门限电平的概率。

因此检测门限值越大,噪声信号超过门限的概率越小,雷达的虚警概率越小。

2、检测门限不同时、示波器显示的距离波门信号有何不同，为什么？

答：

检测门限越高距离波门信号出现的时间间隔越长。

因为门限值越高，噪声电平超过检测门限的概率越小，所以距离波门信号出现的时间间隔越长，次数降低。

实验四恒虚警检测实验

一、实验目的：

1、熟悉发现概率的定义

2、熟悉恒虚警检测的原理

3、解虚警概率与发现概率的关系

二、实验内容

改变可变参数检测的虚警概率，从LED上读取发现概率。

观察目标回波信号和距离波门信号的变化（虚警概率默认值为

，每按一次参数按钮，虚警概率减小10，虚警概率最小值为

）。

三、整理后的数据和结果

虚警概率与发现概率关系表

虚警概率

发现概率

平均

1E-3

1.0E0

1E-4

1.0E0

1E-5

1.0E0

1E-6

1.0E0

9.9E1

9.8E1

9.9E1

9.9E-1

1E-7

9.9E-1

1E-8

9.8E-1

9.9E-1

1.0E0

9.9E-1

1E-9

9.9E-1

9.8E-1

9.7E-1

9.8E-1

1E-10

9.1E-1

9.4E-1

9.5E-1

9.2E-1

9.3E-1

1E-11

8.3E-2

8.2E-2

8.0E-2

7.9E-2

8.1E-2

1E-12

6.1E-2

5.8E-2

6.2E-2

6.3E-2

6.1E-2

1E-13

4.6E-3

4.3E-3

4.1E-3

4.2E-3

4.3E-3

1E-14

2.9E-3

2.5E-3

2.8E-3

2.6E-3

2.7E-3

四、结论及讨论

1.当虚警概率变化时，距离波门信号有何变化,为什么？

答：

虚警概率增大时相应的检测门限降低，噪声电平超过检测门限被发现的概率增大，因此距离波门信号出现的时间间隔变短，次数降低。

反之虚警概率降低时，距离波门信号出现的时间间隔变长，次数增大。

2.绘制发现概率和虚警率的曲线图，分析二者的关系。

答：

当信噪比一定时，虚警概率越小，发现概率越小;虚警概率越大，发现概率越大。

实验五目标距离跟踪实验

一、实验目的：

1、掌握距离跟踪的原理

2、熟悉截获条件和失捕条件的含义

二、实验内容

本实验中有三个进程，对应不同的失捕条件，每个进程中可变参数都是截获条件。

本实验中统计的脉冲总数是n=15。

d初值为6.每按一次参数按钮,d加1。

d的最大值为12。

改变参数值按确认后，观察跟踪情况和失捕情况。

改变不同的进程，也就是换不同的失捕条件，改变参数d的值,重新观察跟踪情况和失捕情况，估计出跟踪时间和搜索时间的变化和差异。

三、由示波器观察所得的结果

截获条件与失捕变化

进程

是否失捕

是

否

按照不同进程设置参数，观察示波器上运动目标的回波和距离波门拖引干扰信号的变化，可看出，只有在第三个进程中距离波门拖引干扰信号没有进行搜索，一直处于跟踪状态，故在这个进程中没有失捕，而前两个进程能明显的在示波器上看到距离波门拖引干扰信号会隔段时间去搜索要跟踪的目标回拨信号。

四、结论及讨论

1.运动目标的回波有什么特点？

答：

1）运动目标回波受杂波的影响比较大，当运动目标回波和杂波在雷达显示器上同时显示时，会使目标的观察变得困难。

2）由于运动目标的速度不同而引起回波信号频率产生的多普勒频移不相等，所以可以从频率上区分不同速度目标的回波。

2、在什么条件下，雷达跟不上目标？

答：

雷达处于距离搜索状态时，如果同一距离单元处的n个脉冲数目里有d次检测到目标回波,就认为该位置处有目标，如果目标运动速度足够快使雷达在同一距离单元处的n个脉冲里检测到目标的次数小于d则雷达无法跟上目标。

3、目标起伏对于跟踪的影响。

答:

目标的起伏对目标的搜索、捕获、距离跟踪有较大的影响。

目标起伏越大，会使目标的发现概率降低，距离自动跟踪系统在整个雷达测距范围内难以实现搜索、捕获；在距离跟踪过程中也容易失捕。

4、分析失捕条件和截获条件对于雷达工作状态的影响。

答：

若失捕条件中的m太小会使雷达长时间保持在跟踪状态,若截获条件中的n太大会使雷达不容易发现目标长时间保持在搜索状态。

实验六动目标显示（MTI）实验

一、实验目的：

1、掌握动目标显示的原理

2、熟悉一次相消和二次相消的概念

二、实验内容

该实验中有两个进程，进程1是一次相消器实验，进程2是二次相消MTI实验，当设置为进程1时，按确认后观察包络信号和积累信号，测量对应包络信号有目标处相消器输出信号的幅度。

当设置为进程2时，可变参数是二次对消的系数，初始值为1.5每按一次按钮，系数加0.1.二次相消系数的最大值为2.5，改变参数确认后观察包络信号和积累信号，测量对应包络信号有目标处相消器输出信号的幅度。

三、整理后的数据和结果

一次相消实验中对应包络信号有目标处相消器输出信号的幅度：

1.20V

二次相消系数与目标幅度测试

二次相消系数

1.5

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.5

固定目标的幅度（mV）

780

520

140

31.9

144

500

780

运动目标的幅度（V）

1.18

1.16

1.20

四、结论及讨论

1．在一次相消的工作方式下，动目标和静目标的包络信号和检测输出信号有什么特点？

答：

动目标的包络信号是移动的，在相位检测输出端，动目标回波是一串振幅调制的脉冲；固定目标的包络信号是不动的，静目标回波是一串振幅不变的脉冲。

在一次相消的工作方式下，因为幅度固定的目标回波信号相减后相互抵消，而幅度变化的运动目标回波相减后输出相邻重复周期振幅变化的部分。

所以检波输出信号只有动目标没有静目标。

2、二次相消参数有什么意义，对信号波形有何影响？

答：

当二次相消系数在一定范围内变化时，共轭零点偏离实轴的角度很小，尽管零频处频响不为零但凹口较宽可抑制频谱较宽的杂波。

试验七噪声调频干扰实验

一、实验目的：

1、掌握噪声调频干扰的基本形式和干扰的原理

2、观察同步/异步调频干扰对于信号检测的影响

3、观察噪声调频和锯齿波调频对于信号检测的影响

二、实验内容

本实验共实现四个进程：

1、进程一为异步噪声调频干扰实验，可变参数是视频噪声带宽。

初始值为17.5Khz，每按一次参数按钮，带宽依次变化为8.75hz、4.37hz和2.20hz。

按动参数加5改变视频信号带宽，按确认按钮6确认。

观察示波器上回波信号的变化。

分别测量目标处信号的幅度，其它位置的噪声电平的最大值

2、进程二为同步噪声调频干扰实验，可变参数同进程一。

按动参数加5改变视频信号带宽，按确认按钮6确认。

观察示波器上回波信号的变化。

分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。

3、进程三为异步锯波调频干扰实验，可变参数为锯波周期。

锯波周期的变化范围从2微秒到33微秒。

每按一次按钮。

周期加2微秒。

按动参数5锯波周期，按确认按钮6确认。

观察示波器上回波信号的变化。

分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。

4、进程四为同步锯齿波干扰实验，可变参数同进程三。

按动参数加5改变锯波周期，按确认按钮6确认。

观察示波器上回波信号的变化。

分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。

5、进程五为交替干扰实验，可变参数分别2，8，32，148脉冲重复周期。

初始值为1，按动参数加5改变交替周期，按确认按钮6确认。

观察示波器上回波信号的变化。

分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。

三、整理后的数据和结果

表一异步噪声干扰视频噪声带宽与检测输出噪声电平与信号电平测试

视频噪声带宽（KHZ）

17.5

8.75

4.37

2.20

除目标位置外（噪声）信号最大值（mV）升序变化

400

410

420

502

目标位置信号幅度（V）

1.30

表二同步噪声干扰视频噪声带宽与检测输出信号最大值测试

视频噪声带宽（KHZ）

17.5

8.75

4.37

2.20

除目标位置外（噪声）信号最大值（V）

4.0

4.16

4.48

3.76

目标位置信号幅度（V）

1.28

1.76

3.36

1.60

表三异步锯波干扰锯波周期与检测输出信号最大值和目标回波电平测试

锯波周期（us）

除目标位置（噪声）信号最大值

0.56

0.48

0.80

0.4

0.32

目标位置信号幅度（V）

1.52

1.44

1.92

1.44

1.36

1.44

1.52

表四同步锯波干扰锯波周期与检测输出信号最大值和目标回波电平测试

锯波周期（us）

除目标位置（噪声）信号最大值（V）

4.0

4.4

4.8

4.48

4.72

4.64

目标位置信号幅度（V）

2.16

1.92

1.8

4.4

1.68

1.6

表五交替干扰周期与检测输出信号最大值和目标回波电平测试

交替干扰周期（个Tr）

128

除目标位置外（噪声）信号最大值（V）

2.24

2.8

4.32

目标位置信号幅度（V）

2.16

2.24

3.12

四、结论及讨论

噪声调频信号是指干扰信号的频率受噪声调制的信号，如果调制噪声具有和雷达信号同样的重复周期，这样，距离雷达零距离脉冲信号处的某个时刻调制噪声信号的频率确定，这样的干扰为同步噪声调频干扰。

反之，若调制噪声和雷达信号的重复周期无关，则为异步噪声调频干扰。

从表格数据中可以看出，在目标位置信号幅度相差不大的情况下，异步干扰的噪声信号最大值相对要小，这是因为调制噪声的谱宽是影响遮盖性能的主要因素，同步调频干扰的谱宽可以根据已知雷达信号的重复周期确定，遮盖效果相对较好，从表格中可以看出同步调频的噪声电平要大于目标回波处的信号电平。

而异步/同步锯波干扰的基本原理同上，不同的是锯波调频信号是指干扰信号的频率受锯波调制。

由于锯波信号是确定性信号，所以干扰信号频率处在接收机带宽内的时间和间隔确定。

如果一段时间是噪声调频干扰信号，一段时间是锯波调频干扰信号，则成为交替干扰。

而表格中的数据也只是给出了交替干扰的周期，所以对信号以及噪声的幅度影响都不大。

综上所述，噪声调频干扰、锯波调频干扰、交替干扰都是属于遮盖性干扰，而遮盖性干扰对干扰信号的功率要求较高，其干扰策略根据实际环境的不同而做出相应的选择。

实验八杂乱脉冲调幅干扰实验

一、实验目的：

1、掌握杂乱脉冲调幅干扰对于信号检测的影响

2、观察同步/异步杂乱脉冲调幅干扰对于信号检测的影响

3、观察闪烁干扰对于信号检测的影响

二、实验内容

该实验中进程一为异步杂乱脉冲调幅干扰，按确认后观察示波器上回波信号的变化，并测量目标处信号的幅度和其他位置的噪声电平的最大值。

进程二为同步杂乱脉冲调幅干扰，按确认后观察示波器上回波信号的变化，并测量目标处信号的幅度和其他位置的噪声电平的最大值。

进程三为闪烁干扰，可变参数是闪烁周期，变化范围从0.2~2s，每按一次参数按钮，周期加0.1s，按确认后观察示波器上回波信号的变化，分别测量有信号处的幅度和噪声电平的最大值。

三、整理后的数据和结果

异/同步杂乱脉冲调幅测试

异步杂乱脉冲调幅干扰测试

噪声电平（v）

目标回波电平（v）

2.48

3.04

同步杂乱脉冲调幅干扰测试

噪声电平（v）

目标回波电平（v）

4.64

1.44

实验仪上无进程三

四、结论及讨论

1、比较同步和异步杂乱脉冲干扰的干扰效果。

答：

规则脉冲的出现时间与雷达的定时信号之间具有相对稳定的时间关系，则称其为同步脉冲干扰，反之则称为异步脉冲干扰。

同步脉冲干扰在雷达的距离显示器上呈现稳定的干扰脉冲回波，当其脉宽与雷达发射脉宽相当时，很像真实的目标脉冲回波，主要起到欺骗作用。

如果其脉宽能够覆盖目标回波出现的时间，则具有很强的遮盖干扰效果。

在脉冲干扰的时间里往往同时采用噪声调频或调幅，异步干扰脉冲在雷达距离显示器上的位置是不确定的、具有一定的遮盖干扰效果，特别是干扰脉冲的工作比较高时，干扰脉冲与回波脉冲的重合概率很大，使雷达难以在密集的干扰脉冲背景中检测目标。

但当干扰脉冲的工作比较低时，由于其覆盖真实目标的概率很低，遮盖的效果较差，且由于它与雷达不同步，容易被雷达抗异步脉冲干扰电路所对消。

2、闪烁干扰中对于信号检测的影响。

答：

如果一段时间有杂乱脉冲调幅干扰信号，一段时间没有干扰信号，称为闪烁干扰。

闪烁干扰实际就是角度欺骗干扰，干扰功率和目标的回波电平保持不变，变化的只是闪烁周期，雷达接收机的输出端一会儿有杂乱脉冲输出，一会儿没有干扰信号，以达到对雷达欺骗的效果。

实验九噪声调相干扰实验

一、实验目的：

1、掌握噪声调相干扰的基本形式和干扰的原理

2、观察噪声调相干扰对于信号的影响

二、实验内容

该实验中可变参数为噪声信号的基带频率。

初始值为4.37KHz，每按一次参数按钮，带宽减半，最小值为0.55KHz。

按动参数按钮改变调相噪声带宽，确认后，分别测量目标处信号的幅度和其他位置的噪声电平的最大值。

三、整理后的数据和结果

异步噪声干扰视频噪声带宽与检测输出噪声电平与信号电平测试

视频噪声带宽（KHZ）

4.37

2.20

1.10

0.55

噪声电平（V）

3.60

4.96

2.56

目标回波电平（V）

2.08

1.92

2.48

0.72

四、结论及讨论

1．噪声调相的干扰效果分析

答：

噪声调相信号是指干扰信号的相位受噪声调制的信号。

当有效相移较小时，调相信号的能量主要集中在载波频率上，旁频能量低，不适合作遮盖干扰信号，当有效相移足够大时，旁频功率较大，近似为噪声调频干扰的情况，此时适合作为遮盖干扰信号。

影响其干扰效果的因数主要有瞄频误差、频谱宽度和调制噪声带宽等。

实验十距离拖引干扰实验

一、实验目的：

掌握距离拖引的基本原理

二、实验内容

改变可变参数距离拖引速度。

拖引速度变化范围为30~1000m/s。

每按一次参数按钮，拖引速度加10m/s。

按动参数按钮确认后观察目标回波的变化和距离跟踪波门的变化。

三、整理后的数据和结果

拖引速度变化与欺骗效果

拖引速度

100

200

500

800

1000

欺骗结果

明显

四、结论及讨论

1．距离拖引的干扰效果分析。

答：

拖引干扰是一种周期性的从质心干扰到假目标干扰的连续变化过程，在停拖期内，假目标与真目标在空间和时间上近似重合，雷达很容易检测和捕获。

由于假目标的能量高于真目标，捕获假目标后，雷达AGC电路会根据假目标的能量来调整接收机增益，对其进行连续测量和跟踪。

拖引期假目标与真目标在预定的欺骗干扰参数上逐渐分离，此时雷达系统容易被假目标拖引开，抛弃真目标。

在关闭期，欺骗干扰关闭，造成雷达跟踪干扰信号突然中断。

这样就达到欺骗效果。

2．能够实现拖引的条件是什么？

答：

实现拖引的条件是，在停拖期假目标的能量要大于真目标的能量，并且停拖时间要大于雷达检测和捕获目标所需要的时间。

在拖引期分离速度要小于雷达跟踪目标的正常速度。

同时关闭时间要达到一定时间，雷达确认目标消失后，才能重新启动，进行目标的搜索、检测和捕获。

实验十一速度拖引干扰实验

一、实验目的：

掌握速度拖引的基本原理

二、实验内容

该实验可变参数为速度拖引的速度，拖引速度变化范围为

，每按一次参数按钮，拖引速度加

每次改变拖引速度确认后，观察回波信号和速度波门的变化。

三、整理后的数据和结果

拖引速度变化与欺骗效果

拖引速度

100

500

1000

3000

4000

欺骗结果

明显

在示波器上可以看出，随着拖引速度的不断增大，距离波门拖引干扰信号拖着回波信号运动的速度也越来越快。

四、结论及讨论

1．进行速度拖引的条件是什么？

并对速度拖引的干扰效果进行分析。

答：

速度波门拖引干扰的基本原理和能够进行速度拖引的条件基本上同距离波门拖引干扰相似：

首先转发与目标回波具有相同多普勒频率的干扰信号，且干扰信号的能量大于目标回波，是雷达的速度跟踪电路能够捕获目标与干扰的多普勒频率。

AGC电路按照干扰信号的能量控制雷达接收机的增益，此段时间称为停拖期，时间长度要大于速度跟踪电路的捕获时间，然后使干扰信号的多普勒频率逐渐与目标回波的多普勒频率分离，分离的速度要小于雷达可跟踪目标的最大加速度，由于干扰能量大于目标回波，将使雷达的速度跟踪电路跟踪在干扰的多普勒频率上，造成速度信息的错误。

突然关闭干扰机后,由于被跟踪的信号突然消失，速度跟踪电路不得不重新搜索目标。

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