雷达原理实验讲解.docx
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雷达原理实验讲解
实验报告
哈尔滨工程大学
实验课程名称：
雷达原理实验
姓名：
班级：
学号：
实验名称
规范程度
原理叙述
实验过程
实验结果
实验成绩
雷达信号波形分析实验
数字式目标距离测量实验
相位法与振幅法测角实验
动目标回波多普勒频率提取与分析实验
平均成绩
折合成绩
注：
1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和
2、平均成绩取各项实验平均成绩
3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合
2012年5月
雷达信号波形分析实验报告
2012年5月10日班级姓名评分
一、实验目的要求
1.了解雷达常用信号的形式。
2.学会用仿真软件分析信号的特性。
3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。
二、实验内容
本实验是在PC机上利用MATLAB仿真软件进行常用雷达信号的仿真、设计。
针对所设计的雷达信号分析其频谱特性和模糊函数。
三、实验参数设置
1、简单脉冲调制信号：
载频范围：
0.75MHz
脉冲重复周期：
200us
脉冲宽度：
10us
幅度：
1V
2、线性调频信号：
载频范围：
90MHz
脉冲重复周期：
250us
脉冲宽度：
25us
信号带宽：
16MHz
幅度：
1V
四、实验仿真波形
简单脉冲调制信号实验结果：
图1.1简单脉冲调制信号（正弦）仿真结果
将正弦变换成余弦后：
图1.2简单脉冲调制信号（余弦）仿真结果
线性调频信号实验结果：
图1.3线性调频信号仿真结果
五、实验成果分析
1、使用x2=exp（i*2*pi*f0*t）;信号进行调制，从频谱图可以看出，脉冲经调制后只有和一个峰值，为一单频信号，而使用x2=cos（2*pi*f0*t）;信号进行调制，则出现两个峰值，为两个频率分量。
2、在进行线性调频时，要计算出频率变化的斜率，然后进行调频计算。
由仿真图可以看出仅有16MHZ的频带。
六、教师评语
教师签字
数字式目标距离测量实验报告
一、实验目的要求
1.掌握数字式雷达距离测量的基本原理。
2.学会用Quartus软件设计数字式单目标雷达距离录取装置。
3．了解多目标雷达距离录取装置的设计方法。
二、实验原理
图2.1单脉冲编码器实现框图
图2.2波形示意图
将发射机耦合过来的发射脉冲作为启动脉冲，回波脉冲作为结束信号，记录在此期间的计数脉冲数，然后由每个脉冲对应的实际距离，则可以计算出目标的实际距离。
图2.3Quartus设计流程
三、实验参数设置
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%
四、实验仿真波形
图2.4实验原理图
图2.5波形仿真图
五、实验成果分析
D:
由start和stop组成的收发开关雷达所发脉冲数为126
R_out：
所测距离为为945m
经计算一次收发开关脉冲所走的距离为C*Tr=3*10^8*0.05*10^-5/2=7.5m,126*7.5=945m所以仿真结果正确。
六、教师评语
教师签字
相位法与振幅法测角实验报告
一、实验目的要求
1.了解雷达常用信号的形式。
2.学会用仿真软件分析信号的特性。
3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。
二、实验原理
相位法测角利用多个天线所接收回波信号之间的相位差进行测角。
设在方向有远区目标，则到达接收点的目标所反射的电波近似为平面波。
由于两天线间距离d，故它们所收到的信号由于存在波程差而产生相位差，
式中，为雷达波长。
如用相位计进行比相，测出其相位差，就可以确定目标方向。
比幅法:
求两信号幅度的比值
根据比值的大小可以判断目标偏离的方向，查找预先制定的表格就可以估计出目标偏离的数值。
三、实验参数设置
单基线测向源程序d12=0.1；d13=0.28；f=3.7G。
比幅法
4、实验仿真波形
单、双基线测向：
图3.1单、双基线仿真结果
比幅法：
1、
2、
3、
图3.2比幅法仿真结果
五、实验成果分析
单基线与双基线：
由公式与便可导出单基线与双基线的角度。
经过matlab仿真，可以看出结果正确，验证无误。
比幅法：
利用公式与可得3图的关系，由于3就是角度与比值的对应关系，从曲线上对应角度便可测的角度值。
六、教师评语
教师签字
动目标回波多普勒频率提取与分析实验报告
一、实验目的要求
1.学习连续波雷达和脉冲多普勒雷达测速的基本原理。
2.了解多普勒频率的提取方法。
二、实验原理
多普勒效应是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化。
我们已经知道，回波信号的多普勒频移正比与径向速度，而反比与雷达工作波长，即
多普勒的相对值正比与目标速度与光速之比，的正负值取决于目标的运动方向。
在多数情况下，多普勒频率处于音频范围。
例如，当时，求得=6KHZ。
而此时雷达工作频率，目标回波信号频率为，两者相差的百分比是很小的。
因此要从接收信号中提取多普勒频率需要采用差拍的方法，即设法取出和的差值。
三、实验参数设置
中心频率3500MHz
脉冲重复频率：
25khz
脉冲宽度：
4us占空比为10%
幅度：
1V
运动速度：
5马赫
四、实验仿真波形
Figure1
图4.1程序仿真结果
（1）
Figure2
图4.2程序仿真结果
（2）
fd1=40000;
v1=1.7143e+003;
fd3=40000;
v3=1.7143e+003.
五、实验成果分析
经不同信号调制的脉冲，由于参数设定一致，所以所得结果由仿真图和matlab输出结果数值，可知，频谱图相同，多普勒频差为40000Hz，速度约为1.7km/s。
带入公式验证结果可知，仿真结果正确。
六、教师评语
教师签字
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