雷达技术课程设计报告

课程设计任务书

摘要

雷达是一种全天时、全天候的传感器，可以安装在车辆、飞机和卫星等多种平台上，在军事和民用等方面都具有重要的应用价值，因此一直受到世界各国的高度重视。仿真是现代雷达系统设计成功的基础，从这一点来说，毫无疑问，没有任何软件比MATLAB 更好。

经过改革开放几十年的发展，我国在雷达领域取得了长足的进步，特别是最近十几年，随着国家的不断投人，我国的雷达事业进人了一个快速发展的时期。X波段地基雷达（GBR）是美国国家导弹防御系统中段防御和拦截系统中最主要和最有效的目标精确跟踪和识别传感器之一，它负责中段监视和截获、预测弹道和实测弹道的精度、识别和目标分类等重要功能，对GBR的系统分析和仿真研究，探究其工作机理和识别手段，不但对于研究弹道导弹的有效突防措施和攻防对抗有着重要意义，对于发展我国自己的空间监测和弹道导弹防御系统也有着重要的参考价值。

本文介绍了运用雷达技术基础理论按所给要求设计一个简单的地基雷达系统，并介绍所运用的相关原理及对相关结果分析和改进。

关键词:MATLAB；地基雷达；系统仿真；功率孔径积；计算机辅助教学

Abstract

The use of digital signal processing theory and Matlab software research Doppler radar pulse compression signal processing simulation, a simulation model to simulation of radar signals, the system noise and clutter of the generation and pulse compression Doppler radar system Dynamic signal processing, the final combination of the characteristics of MIMO radar signal, indicating the use of Matlab simulation of the radar signal processing system characterized by convenient and efficient.

Keywords: MATLAB software, image preprocessing, license plate localization, character segmentation .

目录

1.课程设计目的 (1)

2.课程设计要求 (1)

3.相关知识 (1)

3.1地基雷达 (1)

3.2地基雷达的工作原理 (2)

4.课程设计分析 (4)

4.1地基雷达的实现 (4)

4.2参数设置 (4)

5.程序代码 (5)

6.运行结果及分析 (6)

7.参考文献 (8)

基于Matlab 的地基雷达设计

1.课程设计目的

（1）加深对雷达技术基本理论知识的理解。 （2）培养独立开展科研的能力和编程能力。 （3）掌握简单地基雷达的组成及应用。

2.课程设计要求

设计一部地基雷达，能够检测高度分别为10km 和2km 的飞机和导弹。对每种目标类型的最大探测距离是60km 。假定飞机的平均RCS 是6dBsm ，导弹的平均RCS 是-10dBm 。导弹雷达的方位角和俯仰角搜索范围分别是︒=360A H 和︒=10E H 。所要求的扫描速率是2s ，距离分辨率是150m 。假定噪声系数F=8dB ，总的损失因子是L=10dB 。使用方位波束宽度小于︒3的扇形波束。SNR 是15dB 。

3.相关知识

对雷达截面积，雷达损失，灵敏度，扫描时间，检测距离，搜索区域，功率孔径积等有关雷达技术的基础理论及知识点。

3.1地基雷达

由分置于不同基地的一部或多部发射机和一部或多部接收机（接收机与发射机的数量不必相等）组成的统一的雷达系统。双基地雷达是多基地雷达中最简单的一种。早期的雷达主要是双基地形式，即发射机与接收机放置在不同地点。1936年，美国海军研究实验室研制成天线收发开关(见天线开关管)，单基地雷达遂逐步取代了双基地雷达而成为常用的雷达形式。到50年代初，双基地和多基地雷达系统重新受到人们的重视。多基地雷达可有多种组成形式。

4

322)4(BFLR

kT G P SNR e t πσλ=3.2地基雷达的工作原理

雷达系统必须要实现的第一个任务是连续地扫描特定的空间区域以搜索感兴趣的目标，一旦建立起检测，目标信息如距离、角位置及可能的目标速度就可以从雷达信号和数据处理器中提取出来。根据雷达的设计和天线的类型，可以采用不同的搜索模式。二维（2D ）扇形波形搜索模式如图3.1所示。此时，俯仰方向的波束宽度足够宽，以覆盖沿着此坐标的想要搜索的区域。然而，天线必须在方位向扫描。图3.2所示的是堆积波束搜索模式。这时，波束必须在方位向和俯仰向扫描。后一种搜索模式通常被相控阵雷达采用。

图3.1 2D 扇形搜索模式 图3.2 堆积搜索模式

搜索区域通常用以球面度表示的搜索立体角Ω来规定。定义方位向和俯仰向的雷达搜索区域范围为A H 和E H 。相应地，搜索区域的计算为

2)296.57/(）（E A H H =Ω 球面波 （3.3） 其中，A H 和E H 都以角度给出。雷达天线的3dB 波束宽度可以分别按照它的方位向和俯仰向宽度a θ和e θ表示。那么，天线的立体角覆盖范围就是e a θθ，因此，覆盖立体角Ω所要求的天线波束位置数B n 为

（3.4）

为了开发搜索雷达方程，由

（3.5）

使用关系式B /1=τ和τ/T P P av t =，其中T 是PRI ，τ是脉冲宽度，得到

（3.6） 4

322)4(FLR kT G P T

SNR e av πστ

λτ=2

)296.57/()(e a B n θθΩ

=