雷达原理实验

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：

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 II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2.3 Quartus 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

d[7..0]

OUTPUT r_out[10..0]

OUTPUT

r[11..1]

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θ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R ∆而产生相位差ϕ，

θλ

π

λ

π

ϕsin 22d R =

∆=

式中，λ为雷达波长。如用相位计进行比相，测出其相位差ϕ，就可以确定目标方向θ。

比幅法:求两信号幅度的比值

)

()

()()(21t k t k F F u u θθθθθθ+-=

根据比值的大小可以判断目标偏离0θ的方向，查找预先制定的表格就可以估计出目标偏离0θ的数值。 三、实验参数设置

单基线测向源程序d 12=0.1；d13=0.28；f=3.7G 。 比幅法

四、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θλπ

λπ

ϕsin 22d R =∆=与12

131213d d =ϕϕ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)

()()()(21t k t k F F u u θθθθθθ+-=与θλπλπϕsin 22d R =∆=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d f 正比与径向速度，而反比与雷达工作波长λ，即

r r

d v c

f v f 220==λ c

v f f r r d 2= 多普勒的相对值正比与目标速度与光速之比，d f 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s m v cm r /300,10==λ时，求得d f =6KHZ 。而此时雷达工作频率Mhz f 30000=，目标回波信号频率为kHz MHz f r 63000±=，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0f 和r f 的差值d f 。

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