基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模仿真
matlab仿真脉冲多卜勒雷达信号处理
matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理目录目录-------------------------------------------------------- 1 第一章绪论-------------------------------------------------- 31.1 雷达起源 ---------------------------------------------- 31.2 雷达的发展历程 --------------------------------------- 4 第二章原理分析----------------------------------------------- 62.1 匹配滤波器原理 --------------------------------------- 62.2 线性调频信号(LFM) ---------------------------------- 82.3 LFM信号的脉冲压缩----------------------------------- 10 第三章多目标线性调频信号的脉冲压缩------------------------- 14 第四章仿真结果分析------------------------------------------ 164.1 时域图分析 ------------------------------------------ 164.2 回波信号频域图分析 ---------------------------------- 174.3 压缩信号图分析 -------------------------------------- 194.4 多目标压缩信号图分析 -------------------------------- 21 第五章问题回答--------------------------------------------- 23 第六章致谢与总结------------------------------------------- 24 附录(Matlab程序)------------------------------------------ 25第一章绪论1.1 雷达起源雷达的出现,是由于二战期间当时英国和德国交战时,英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
基于Matlab_Simulink的测量雷达伺服系统的仿真方法
图 ’" 某天线负载仿真结构图 图 &&" 速度回路闭环幅频特性
万方数据
图 (" 某天线结构谐振频率
图 &%" 速度回路阶跃响应特性
第9 期
邹丽娟: 基于 %&’(&) / 0J?U(J>I 的测量雷达伺服系统的仿真方法
8N
量的天线负载速度回路模型。图 !! 为其速度回路闭 环幅频特性, 反映了结构谐振频率的影响。图 !" 为速 度回路阶跃响应特性。从图中可观察到阶跃的上升段 有明显的因弹性而引起的缺口变形, 和实际系统一致。
[ %] 。该位置回路开环幅频特性如图 ? 所示。 回路带宽
是一个典型的!型系统。位置回路总开环增益 ! 4 表
!!
现代雷达
%! 卷
仿真结果以及实际系统结果, 仿真接近实际系统。
表 !" 位置回路参数与仿真结果 加速度 系数 " ! %, %# %! -/ 位置校正 增益 "& &%, 0/, -0 &00, 0 %##, % 位置校正 仿真带 实际带 宽 ( *+) /, -% &, & %, & ., 0 网络 "( ( *+) & )) 宽 &, . /, -( /, ’&, %0 /, .’ %, %! /, %., #
第 "T 卷! 第 6 期
TS
! "$$S 年 6 月
!
! ! ! ! ! ! ! !
现代雷达 &FK@B0 ?’K’B
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
UF)N "T! 3FN 6 ! 7/>/A(, "$$S
matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理分析
matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理目录目录-------------------------------------------------------- 1 第一章绪论-------------------------------------------------- 31.1 雷达起源 ---------------------------------------------- 31.2 雷达的发展历程 --------------------------------------- 4 第二章原理分析----------------------------------------------- 62.1 匹配滤波器原理 --------------------------------------- 62.2 线性调频信号(LFM) ---------------------------------- 82.3 LFM信号的脉冲压缩----------------------------------- 10 第三章多目标线性调频信号的脉冲压缩------------------------- 14 第四章仿真结果分析------------------------------------------ 164.1 时域图分析 ------------------------------------------ 164.2 回波信号频域图分析 ---------------------------------- 174.3 压缩信号图分析 -------------------------------------- 194.4 多目标压缩信号图分析 -------------------------------- 21 第五章问题回答--------------------------------------------- 23 第六章致谢与总结------------------------------------------- 24 附录(Matlab程序)------------------------------------------ 25第一章绪论1.1 雷达起源雷达的出现,是由于二战期间当时英国和德国交战时,英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
多普勒雷达系统仿真
摘要现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好,作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
本文以MATLAB为软件平台,充分利用其提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块,对数字调制解调系统进行Simulink设计仿真,并且进行误差分析。
数字化正交数字化正交调制与解调是通信系统中十分重要的一个环节,针对不同的信道环境选择不同的数字化正交数字化正交调制与解调方式可以有效地提高通信系统中的频带利用率,改善接收信号的误码率。
本设计运用Simulink仿真软件对二进制调制解调系统进行模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析,重点对BASK,BFSK,BPSK进行性能比较和误差分析。
在实际应用中,视情况选择最佳的调制方式。
本文首先介绍了课题研究的背景,然后介绍系统设计所用的Simulink仿真软件,随后介绍了载波数字调制系统的原理,并根据原理构建仿真模型,进行数字调制系统仿真,最后对设计进行总结,并归纳了Simulink软件使用中需要注意的事项。
本文的主要目的是对Simulink的学习和对数字调制解调理论的掌握和深化,为今后在通信领域继续学习和研究打下坚实的基础。
关键字:排通信系统,Simulink仿真,数字化调制解调,BASK,BFSKABSTRACTTheThe Modern communication systems require communication distance, large communication capacity, good transmission quality, as one of its key technologies modem technology has been an important direction for researchers. In this paper, MATLAB software platform, providing full useof its communications toolbox and signal processing toolbox module, digital modulation and demodulation system Simulink design simulation and error analysis.Modulation and demodulation is a very important part of the communication system, for different channel environment to select different modulation and demodulation system can effectively improve the spectrum efficiency in a communication system, improve the bit error rate of the received signal. This design using Simulink simulation software binary modulation and demodulation system modeling, system design, simulation demo showed that the error analysis and comprehensive performance analysis, focusing on the BASK, BFSK, BPSK performance comparison and error analysis. In practice, as the case may select the best modulation.This paper describes the background of the research, then describes the system design using Simulink simulation software, then introduced the carrier digital modulation system of principles, and build a simulation model based on the principle of digital modulation system simulation, and finally the design summary and induction Simulink software matters that need attention. The main purpose of this paper is to study and Simulink digital modem theory of mastery and deepening for the future to continue learning and research in the field of communication and lay a solid foundation.Key Words: queuing theory, demand management, telecom offices目录第1章引言 11.1 选题背景 11.2 研究目标和意义 1第2章研究的理论基础 82.1 仿真软件matlab简介 82.2 仿真软件simulink简介 92.3 仿真软件matlab简介 10第3章数字频带传输系统 113.1 数字调制系统 113.2 二进制振幅键控 113.3 二进制移频键控 143.4 二进制移相键控 173.5 二进制分相位键控 193.6 二进制数字信号的功率谱密度 223.6.1 ASK信号的功率谱密度 223.6.2 FSK信号的功率谱密度 233.6.3 2PSK与DPSK信号的功率谱密度 24第4章系统的设计与仿真 254.1 ASK信号的数字化正交数字化正交调制与解调 25 4.1.1 2ASK信号调制仿真 254.1.2 2ASK信号解调仿真 284.2 FSK信号的数字化正交数字化正交调制与解调 30 4.2.1 2FSK信号调制仿真 304.2.2 2FSK信号解调仿真 344.3 2PSK信号的数字化正交数字化正交调制与解调 36 4.3.1 2PSK信号调制仿真 364.3.2 2PSK信号解调仿真 39第5章结论 42参考文献 46致谢 48引言1.1 选题背景进入20世纪以来,随着晶体管、集成电路的出现与普及、无线通信迅速发展。
基于Matlab_Simulink的雷达系统仿真
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
第 21 卷 第 11 期
文章编号:1006 - 934(8 2004)11 - 0235 - 04
计算机仿真
2004 年 11 月
基于Simulink的脉冲压缩雷达信号处理系统仿真
、
I Q(£)=Biblioteka (t)sin ( ) 则 f,At1=I(t)cos2"rrfot—Q(t)sin2"rr fot (3)
关键词 :雷达 ;信号处理 ;Simulink
中图分类号 :TN957.51
文献标识 码 :A
文章编号 :1008—5483(2016)01—0037—05
Analysis of Sim ulink—-based Signal Processing of Pulse Compression Radar
traditional algorithm,this one increases the number of points of the FFT appropr iately and joins the
Chirp—Z transformation.The simulation resuhs verify the feasibility of the model and reliability of the algorithm.The results show the algor ithm can significantly improves the ranging precision of the radar
专一任煮一表1fft算法与chirpz变换的测距精度仿真结果对比值图9脉冲压缩处理模型理论实验测量距离m23chirpz变换距离nfft测量值fft误差czt测量值czt误差传统的fft运算只能初略地看出主频频率的大概位置通过提高fft傅里叶变换的运算点数可以提高精度但运算点数的增加也意味着工作量的增加不利于快速准确地得到理想结果
.
Key Wol[ds;radar;signa l processing;Simulink
基于Simulink和LabVIEW的脉冲电源虚拟仿真实验平台
ISCSNN111G020023G44/9T56
实 验 技 术 与 管 理 ExperimentalTechnologyand Management
第
36 卷 第 1 期 2019 年 1 月 Vol.36 No.1 Jan.2019
DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2019.01.033
作为 实 验 案 例,介 绍 了 基 于 Simulink 和 LabG VIEW 的脉冲电源虚拟仿真实验.利用模型接口工具 包(modelinterfacetookit,MIT),在 Simulink 中 搭 建 硬 件 电 路 的 数 学 模 型.LabVIEW 通 过 MIT 调 用 Simulink生 成 的 DLL(动 态 链 接 库)文 件,利 用 LabG VIEW 丰富的图形界面作为 Simulink 模 型 的 输 入、输 出 ,使 整 个 系 统 形 成 一 个 闭 环 结 构 ,从 而 最 大 限 度 地 真 实反映脉冲电源的动态模型.
基于 Simulink和LabVIEW 的脉冲电源 虚拟仿真实验平台
张 圣 ,李 震 梅 ,李 海 涛 ,路 通 ,柳 娜
(山东理工大学 电气与电子工程学院,山东 淄博 255049)
摘 要:将虚拟实验仿真系统引入电路课程的 教 学 中,利 用 Matlab/Simulink 搭 建 脉 冲 电 源 硬 件 电 路 的 数 学 模 型,利用 LabVIEW 的 MIT 接口技术,将 Simulink和 LabVIEW 无缝连接,实现联合仿真.仿真实验的结果 与理论计算结果一致,排除了高电压、大电流实验存在 的 安 全 隐 患 问 题.该 虚 拟 仿 真 实 验 平 台 具 有 执 行 效 率 高 、操 作 简 单 的 特 点 ,可 帮 助 教 师 、学 生 和 科 研 人 员 更 好 地 理 解 复 杂 电 路 问 题 . 关 键 词 :脉 冲 电 源 ;虚 拟 仿 真 ;实 验 平 台 ;MIT;Simulink;LabVIEW 中 图 分 类 号 :TM89 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1002G4956(2019)01G0138G05
新型多普勒成像激光雷达原理设计与仿真_姜成昊
套多普勒成像激光雷达实验系统, 同时引入 APFFT 全相位测相处理思路对外差信号进行时频分析, 抑制 频谱泄露, 减小噪声对测量结果的影响, 获取高测量精度信号时频曲线。在 MATLAB 软件 simulink 交互 式仿真集成环境中进行过程仿真, 证明其可以实现对扫描空间高分辨率、 高精度的成像。 实验结果表明: 该 系统能够较好还原被测目标表面特性,为激光雷达实现对目标高分辨率与高灵敏度成像提出新的解决思 路。
第 43 卷第 2 期
Vol.43 No.2
红外与激光工程 Infrared and Laser Engineering
2014 年 2 月 Feb.2014
新型多普勒成像激光雷达原理设计与仿真
张丽娟, 李 姜成昊, 杨进 华 , 祥 ( 长春理工 大 学 光 电 工程学院, 吉林 长春 130022)
Abstract: The means of coherent Doppler has obvious advantages to obtain the target range change. Based on laser Doppler effect, designed a set of imaging Doppler lidar experimental system. Introduction all phase measurement phase treatment consideration to do time-frequency analysis for heterodyne signal, restraining spectral leakage and reducing the impact of noise on the measurement results, a high measurement accuracy signal frequency curve will be acquired. The process simulation in the simulink interactive simulation integration environment which comes with MATLAB software, to prove it can achieve higher resolution, high precision imaging for scan space. The experimental results show that the system was able to restore the surface of target feature preferably. It plays a promoting role in high resolution and high-sensitivity imaging of the target for lidar. Key words: doppler imaging; laser radar; high-resolution radar; optical heterodyne detection
雷达系统仿真设计报告二
雷达系统建模与仿真设计报告雷达系统仿真设计报告设计报告二一、设计题仿真产生两到三种相关雷达杂波,并检验其概率分布和功率谱。
二、设计过程1.选择运用MATLAB 软件实现设计要求。
2.选择以下三种相关雷达杂波。
(1)相关高斯杂波;(2)非相干相关韦布尔杂波;(3)非相干相关对数正态杂波。
3.仿真产生相关高斯杂波(1)实现方法采用时域褶积法,这种方法是从给定杂波的功率谱密度着手,在时域产生相关序列的。
首先,由功率谱)(f S 求出它的采样值)(^f S n ,可以证明,离散随机过程的频谱采样间是相互独立的,于是,便可从线性滤波理论出发,将产生相关高斯随机序列看作是一种离散滤波过程,可得到滤波器的幅频响应的离散值)()(^^f S f H n n =显然,它是个实序列。
如果以)(^f X n 表示输入高斯白噪声的频谱采样值,则滤波器的输出谱可表示为)()()(^^^f H f X f y n n ∙=这样就可用傅里叶反变换表示滤波器的输出))((^f y ifft y n k =。
本设计中给出相关高斯杂波的功率谱密度函数为2exp()(22f ff S σ-=,f σ在编程中指定第3页共26页(2)相关高斯杂波仿真结果(1)参数f σ=100(3)相关高斯杂波仿真结果(2)参数f σ=20第4页共26页从图中可看出独立高斯杂波和相关杂波的区别。
3.仿真产生非相干相关韦布尔杂波(1)实现方法在对非高斯杂波的模拟中,Weibull 分布模型在很宽的条件范围内良好的与实验数据相匹配。
它能很好的描述多种杂波,包括地物杂波、海杂波和云雨杂波等。
而且瑞利分布式Weibull 分布的一个特例。
因此Weibull 分布杂波,特别是具有一定相关性的Weibull 分布杂波的模拟具有重要的意义。
Weibull 分布的概率密度函数为])(exp[)()(1p p q x q x q p x p -=-0≥x 式中,q 是尺度参数,表示分布的的中位数,p 是形状参数,表明分布的偏斜度。
雷达系统建模与仿真
理论研究型();计算机软件型();综合型()
2.文管理类();3.外语类();4.艺术类()
题目类型
1.毕业设计(√)2.论文()
MatlabSimulink系统建模与仿真
课程设计任务书设计题目Matlab/Simulink系统建模与仿真设计要求1.认真学习并熟练掌握Matlab/Simulink软件的应用及仿真。
2.按照题目1给出的要求建立起Simulink模型,并进行仿真,仿真完成后,可以由MATLAB命令可以得出输出信号波形。
3.按照题目2给出的要求,建立起系统的Simulink仿真模型,并绘制出滤波前后频谱波形。
工作计划2011.6.19查询资料,下载相关软件并正确安装。
2011.6.20-6.25学习相关软件,并按要求进行模型设计,应用相关软件进行仿真。
2011.6.26检查仿真结果并提交完成好的设计报告。
指导老师:教研室主任:电子信息课程设计Matlab/Simulink通信系统建模与仿真一、设计目的:学习Matlab/Simulink的功能及基本用法,对给定系统进行建模与仿真。
二、基本知识:Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,依托于MATLAB丰富的仿真资源,可应用于任何使用数学方式进行描述的动态系统,其最大优点是易学、易用,只需用鼠标拖动模块框图就能迅速建立起系统的框图模型。
三、设计内容:1、基本练习:(1)启动SIMULINK:先启动MATLAB,在命令窗口中键入:simulink,回车;或点击窗口上的SIMULINK图标按钮。
(2)点击File\new\Model或白纸图标,打开一个创建新模型的窗口。
(3)移动模块到新建的窗口,并按需要排布。
(4)连接模块:将光标指向起始模块的输出口,光标变为“+”,然后拖动鼠标到目标模块的输入口;或者,先单击起始模块,按下Ctrl键再单击目标模块。
(5)在连线中插入模块:只需将模块拖动到连线上。
(6)连线的分支与改变:用鼠标单击要分支的连线,光标变为“+”,然后拖动到目标模块;单击并拖动连线可改变连线的路径。
(7)信号的组合:用Mux模块可将多个标量信号组合成一个失量信号,送到另一模块(如示波器Scope)。
脉冲多普勒雷达测速仿真讲解
任务书雷达进行PD测速主要是利用了目标回波中携带的多普勒信息,在频域实现目标和杂波的分离,它可以把位于特定距离上、具有特定多普勒频移的目标回波检测出来,而把其他的杂波和干扰滤除。
因此要求雷达必须具备很强的抑制杂波的能力,能在较强的杂波背景中分辨出运动目标的回波。
如今,不管是在军用还是民用上,雷达都在发挥着它很早重要的作用,与早期雷达采用距离微分方法测速相比,基于脉冲多普勒理论的雷达测速技术具有实时性好、精度高等优点。
特别是现代相控阵技术在雷达领域的应用,实现了波束的无惯性扫描和工作方式的快速切换,更便于应用脉冲多普勒技术进行雷达测速。
本篇课程设计目的在于介绍脉冲多普勒雷达测速的原理,并对这种技术进行介绍和仿真。
摘要脉冲多普勒(PD)雷达以其卓越的杂波抑制性能受到世人瞩目。
现代飞行器性能的改进和导航手段的加强,使其能在低空和超低空飞行,因此防御低空入侵己成重要问题,由此要求机载雷达,包括预警机雷达和机载火控雷达具有下视能力,即要求能在强的地杂波背景中发现微弱的目标信号,所以现代的预警机雷达和机载火控雷达皆采用PD体制。
脉冲多普勒雷达包含了连续波雷达和脉冲雷达两方面的优点,它具有较高的速度分辨能力,从而可以更有效地解决抑制极强的地杂波干扰问题; 此外,脉冲多普勒雷达能够同时敏感地测定距离和速度信息; 能够利用多普勒处理技术实现高分辨率的合成孔径图像; 而且亦具有良好的抗消极干扰能力和抗积极干扰能力。
本文介绍了脉冲多普勒雷达测速的原理,信号处理。
并用matlab 简单的仿真了雷达系统对信号的处理.关键词:脉冲多普勒雷达恒虚警脉冲压缩线性调频AbstactPulse Doppler (PD) radar is famous for it`s outsdanding clutter suppression.Modern aircraft`s function and GPS has been strengthen.now.it makes the aircraft can fly lower andlower.So.nowadays,Defensing.Low altitude invasion has been an important problem.so we require airborne radar. Early warning radar and airborne fire control radar have the ability to look down.That is to say.The radar is be required the ability to find Weak target signal in the strong Groung clutter.So .The modern airborne early warning radar and airborne fire control radar use the PDsystem.Pulse Doppler (PD) radar concludes two adervantages of Continuous wave radar and impulse radar.It has a higher velocity resolution.thus it can effectively .soveing the problem of strong ground clutter.what`s more.Pulse Dppler (PD) radar can Sensitivetext the Distance and speed on the same time.Itcan use Doppler processing technology to realise Synthetic aperture images withhigh resolution.This article sinply introduced principle of pulse Doppler radar andsignal脉冲多普勒雷达测速仿真ing matlab to simulation The signal processing ofradar system.Linear frequency modulation.Keywords :Pulse Doppler (PD) radar.Constant false alarm rate .pulsecompression.目录一.脉冲多普雷达简介. (1)1, 多普勒效应· ····································· (1)二、多普勒测速原理. (2)三、多普勒雷达简介. (4)四、多普勒雷达工作原理. (6)五、PD雷达信号处理仿真. (8)5.1、正交双通道处理· ······································95.2、脉冲压缩· ··································· (10)5.3、线性调频信号的脉冲压缩. (12)5.4、巴克码信号的脉冲压缩. (14)5.5、恒虚警处理· ··········································14 5.5.1 、单元平均恒虚警处理(CA-CFAR)···················· 16 5.5.2 、平均选大恒虚警处理(GO-CFAR) (16)5.6、动目标检测(MTD)模型 (19)六、总结与展望· ··············································· 20 参考文献 (21)二、脉冲多普雷达简介1, 多普勒效应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,接收到的信号将发 生变化。
实验1 运用MATLABSimulink进行系统仿真实验(指导书)
实验一、运用MATLAB/Simulink进行系统仿真实验一、实验目的机电一体化系统建模是进行机电一体化系统分析与设计的基础,通过对系统的简化分析建立描述系统的数学模型,进而研究系统的稳态特性和动态特性,为机电一体化系统的物理实现和后续的系统调试工作提供数据支持,而仿真研究是进行系统分析和设计的有利方法。
本实验目的在于通过实验使同学对机电一体化系统建模方法和仿真方法有初步的了解,初步掌握在MATLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。
(1)掌握机电一体化系统数学建模的基本方法;(2)掌握对机电一体化系统进行数学仿真的基本方法和步骤;(3)在初步掌握在MATLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。
二、实验设备(1)计算机(2)MATLAB/ SIMULINK软件三、实验原理(一)建立数学模型就是(以一定的理论为依据)把系统的行为概括为数学的函数关系,包括以下内容:1)确定模型的结构,建立系统的约束条件,确定系统的实体、属性与活动。
2)测取有关的模型数据。
3)运用适当理论建立系统的数学描述,即数学模型。
4)检验所建立的数学模型的准确性。
机电一体化系统数学模型的建立是否得当,将直接影响以此为依据的仿真分析与设计的准确性、可靠性,因此必须予以充分重视,以采用合理的方式、方法。
(二)机电一体化系统的计算机数字仿真实现:1)根据已建立的数学模型和精度、计算时间等要求,确定所采用的数值计算方法。
2)将原模型按照算法要求通过分解、综合、等效变换等方法转换为适于在数字计算机上运行的公式、方程等。
3)用适当的软件语言将其描述为数字计算机可接受的软件程序,即编程实现。
4)通过在数字计算机上运行,加以校核,使之正确反映系统各变量动态性能,得到可靠的仿真结果。
(三).凑试法确定PID调节参数凑试法是通过模拟或闭环运行(如果允许的话)观察系统的响应曲线(例如阶跃响应),然后根据各调节参数对系统响应的大致影响,反复凑试参数,以达到满意的响应,从而确定PID调节参数。
雷达系统建模与仿真报告
设计报告一十种随机数的产生一概述.概论论是在已知随机变量的情况下,研究随机变量的统计特性及其参量,而随机变量的仿真正好与此相反,是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。
下面对雷达中常用的模型进行建模:均匀分布高斯分布指数分布广义指数分布瑞利分布广义瑞利分布Swerling分布t分布对数一正态分布韦布尔分布二随机分布模型的产生思想及建立.产生随机数最常用的是在(0,1)区间内均匀分布的随机数,其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。
均匀分布1>(0,1)区间的均匀分布:用混合同余法产生 (0,1)之间均匀分布的随机数,伪随机数通常是利用递推公式产生的,所用的混和同余法的递推公式为:1 n x =nx +C (Mod m )其中,C 是非负整数。
通过适当选取参数C 可以改善随机数的统计性质。
一般取作小于M 的任意奇数正整数,最好使其与模M 互素。
其他参数的选择(1)的选取与计算机的字长有关。
(2) x(1)一般取为奇数。
用Matlab 来实现,编程语言用Matlab 语言,可以用 hist 函数画出产生随机数的直方图(即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数),直观地看出产生随机数的有效程度。
其产生程序如下:c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000;x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x)运行结果如下:均值 = 方差 =2> (a,b )区间的均匀分布:利用已产生的(0,1)均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生(a,b )均匀分布的随机数。
其概率密度函数如下:⎪⎩⎪⎨⎧-=01)(ab x p b x a x b x a ≥≤≤≤, 其产生程序如下:c=3;lamade=4*201+1; a=6;b=10; x(1)=11;M=2^36; for i=2:1:10000;x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% i=2:1:10000; y(i)=(b-a)*x(i)+a; n=5::11;hist(y,n),axis([a-1 b+1 0 max(hist(y,n))+20]); mean(y) var(y)上面程序中取 a = 6,b = 10 .即(6,10)区间上的均匀分布。
单脉冲雷达系统的建模与仿真研究
缩略词
Analog/Digital Automatic Gain Control Cell Averaging Constant False Alarm Rate Fast Fourier Transfrom Greatest Of Inverse Fast Fourier Transfrom Linear Frequency Modulation Moving Target Detection Moving Target Indication Ordel'Statistics Pulse Doppler Probability Density Function Pulse Repetition Frequency Radar Cross Section Stochastic Differential Equation Spherically Invariant Random Process
本文的主要工作是对单脉冲雷达系统进行计算机建模和仿真,最终目的是开 发出一套模拟单脉冲雷达系统工作模式的软件仿真平台,为雷达电子战提供一个 逼真、快捷、高效、经济和方便的试验平台。
本文首先研究了雷达信号环境模型,着重介绍了三种常用的雷达信号波形和 频谱结构,五种常见的Swerling目标起伏模型及其检测性能,同时提出并仿真了 每种目标模型回波幅度的伪随机数序列生成算法,另外还描述了杂波的建模和仿 真方法,利用ZMNL法分别仿真得到了瑞利分布、对数正态分布、韦布尔分布的 统计直方图;其次分析了雷达天线模型,提出了辛格函数、余弦函数和高斯函数 三种简化方向图函数模型,建立了振幅和差的空间和差波束的方向图函数模型, 并仿真得到了简化辛格函数的二维和三维和差波束方向图;然后介绍了雷达接收 机模型,主要描述了灵敏度时间控制(STC)、自动增益控制(AGC)、相干检波 器的模块结构和建模方法,同时还介绍了接收机噪声的仿真思路;接着阐述了雷 达信号处理模型,研究了缓存器结构,脉冲压缩理论,单元平均选大恒虚警处理
脉冲多普勒雷达导引头建模和仿真研究
参考内容
引言
引言
随着科技的发展,脉冲多普勒雷达在许多领域中的应用越来越广泛,例如航 空、航天、军事等。因此,对脉冲多普勒雷达信号处理技术的研究具有重要意义。 本次演示主要探讨脉冲多普勒雷达信号处理的基本原理、仿真模型和实现方法, 为相关领域的研究提供参考。
脉冲多普勒雷达信号处理基本原 理
脉冲多普勒雷达信号处理基本原理
其中,TIF为中频信号的采样周期。
步骤5:检测目标对频谱信号进行检测,找到目标的速度和距离信息。检测方 法有很多种,比如基于门限检测、基于滤波检测等。
结论
结论
本次演示通过MATLAB仿真的方法对脉冲多普勒雷达的信号处理过程进行了研 究。通过建立雷达信号模型、进行混频、滤波和量化处理、FFT处理以及目标检 测等步骤,可以模拟出雷达接收到的目标信号并提取出目标的速度和距离信息。 这为研究脉冲多普勒雷达的信号处理提供了便捷的实验验证方法。
研究现状
研究现状
目前,国内外对于脉冲多普勒雷达导引头的建模和仿真研究已经取得了一定 的成果。然而,仍然存在一些不足之处,如缺乏统一的建模方法,仿真精度不够 高,以及实验验证不够充分等。因此,亟需发展更为高效的建模和仿真方法,以 提高脉冲多普勒雷达导引头的性能。
建模方法
建模方法
脉冲多普勒雷达导引头的建模主要分为仿真模型建立和实验模型建立两个步 骤。首先,仿真模型建立包括系统级仿真和信号级仿真。系统级仿真主要对雷达 导引头的整体性能进行评估,信号级仿真则针对信号处理算法进行建模和分析。 建立仿真模型后,需要对模型进行验证,确保其准确性和可靠性。
仿真结果
仿真结果
通过仿真实验,可以得出脉冲多普勒雷达导引头的各项性能指标,如目标检 测概率、跟踪误差等。同时,仿真结果还可以用于优化雷达导引头的参数配置, 提高其整体性能。此外,通过可视化展示,可以直观地观察到脉冲多普勒雷达导 引头在不同场景下的表现,为进一步优化提供依据。
基于Simulink的脉冲发生器仿真及脉宽调整
基于Simulink的脉冲发生器仿真及脉宽调整梁红卫【摘要】根据脉冲发生器电路原理图,使用Simulink软件包构建了脉冲发生器电路模型,并分析了电容反向充电回路的时间常数对脉冲宽度的影响.仿真结果验证了时间常数越小则脉冲宽度越窄,时间常数越大则脉冲宽度越宽.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2018(036)004【总页数】2页(P87-88)【关键词】脉冲发生器;时间常数;SIMULINK;脉宽调整【作者】梁红卫【作者单位】广州市机电技师学院,广东广州 510435【正文语种】中文【中图分类】TM935.41 引言脉冲波形在电力负荷控制终端的检测、电路测试与维修以及雷达和通信等领域有着广泛的应用[1-2]。
因此,有关脉冲发生器的设计及其脉冲宽度调整电路分析在电子电工课程中具有十分重要的地位。
实际教学中,通过使用示波器直接测量脉冲发生器电路板各个测量点的电压波形,使学生掌握各个器件的特性和脉冲波形的产生过程。
尽管基于实际电路板的测量方法简单,但是电路设计的灵活性欠缺、实验成本高、效率低。
采用计算机仿真是解决这一问题的有效办法。
基于Simulink/Simscape的电路仿真,不仅可以通过物理仿真模块搭建控制灵活的仿真系统[3-4],而且可激发学生对问题本质的探究,具有教学成本低、学习效率高等一系列优势。
本文提出一种基于Simulink/Simscape平台的脉冲波形发生器,并对脉冲宽度进行调整。
根据Simscape工具箱中提供物理模型模块,结合各模块的连接关系,构建脉冲波形发生器电路,以直观形象的方式演示脉冲波形受电容和电阻变化的影响情况。
2 脉冲波形发生器电路及其Simulink模型2.1 仿真建模一种常见的脉冲波形发生器电路图如图1所示。
根据脉冲波形发生器的电路(见图1),采用Simulink软件包中的Simscape工具箱将其建模如图2所示。
图1 脉冲波形发生器电路图及电压波形测量节点图2 基于Simulink的脉冲波形发生器电路模型2.2 模块选择仿真模型中选用交流电压源(AC voltage source)模块1个,直流电压源(DC voltage source)模块2个、三级管(PNP Bipolar Thyristor)模块7个,二极管(Diode)模块4个,电容(Capacitor)模块3个,电阻(Resistor)模块14个,电压测量(Voltage sensor)模块3个,示波器(Scope)模块1个,物理信号Simulink转换(PS-Simulink Converter)模块3个。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模仿真
胡海莽1,杨万海
(西安电子科技大学电子工程学院,陕西 西安 710071)
摘要:利用计算机仿真技术的可控制性,可重复性,无破坏性,安全性,经济性等特点与优势对雷达电子对抗装备及其技术与战术运用等进行仿真与效能评估,是当前和未来雷达与电子对抗领域研究中的一种重要手段。
本文的工作是建立一个基于Simulink的雷达系统仿真库,因为MATLAB的使用广泛性,因此基于其上的雷达系统仿真库较易推广。
该雷达系统仿真库不仅可以协助设计雷达系统而且可以帮助学生学习雷达系统。
关键词:雷达;建模;仿真
Modeling and Simulation of PD Radar System Based on Simulink
HU Hai-Mang, YANG Wan-Hai
(Xidian Univ, Xi’an 710071, China)
Abstract: The modeling and simulation of radar systems with system simulation tools make it possible to complete scheme reasoning and performance evaluation efficiently. This paper constructs some radar function blocks and models and simulates a pulse Doppler radar system based on Simulink5.0.The software is perfectly applied in the study of algorithms in radar signal processing and displays the system’s performance.
Keywords: radar; modeling; simulation; Simulink;
1 引言
在雷达信号处理系统中系统级仿真占有极其重要的地位,经过系统级仿真能够保证产品在最高层次上的设计正确性。
因为外场模拟真实战场复杂电磁环境是非常困难的,同时也耗资巨大。
外场试验的次数有限,难以全面反映雷达系统在各种复杂环境下的性能,外场测试和设计修改使得试验周期长,并造成巨大浪费。
以往的工作多是基于EDA平台如SPW和SystemView,这些软件专业性很强,而且价格较贵,因此基于这些平台的雷达系统仿真库也较难推广。
本文的工作是建立一个基于Simulink的雷达系统仿真库,因为MATLAB的广泛性使用,因此基于其上的雷达系统仿真库较易推广。
该雷达系统仿真库不仅可以协助设计雷达系统而且可以帮助学生学习雷达系统。
Simulink是一种开放性的,用来模拟线性或非线性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统的强有力的系统级仿真工具。
它是MATLAB的一个附加组件,用来提供一个系统级的建模与动态仿真工作平台。
Simulink是用模块组合的方法来使用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机模型的。
另外,Simulink还提供一套图形动画的处理方法,使用户可以方便地观察到仿真的整个过程。
Simulink5.0在软硬件的接口方面有了长足的进步,Simulink已经可以很方便地进行实时的信号控制和处理、信息通信以及DSP的处理。
仿真程序经过编译可以直接下载到DSP等硬件设备中去,使得从系统级仿真到硬件实现可以一气呵成。
本文的仿真基于MATLAB6.5及其所带的Simulink5.0。
2 脉冲多普勒雷达系统仿真
脉冲多普勒(PD)雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制。
这种雷达具
作者简介:胡海莽(1977-),男,江苏省淮安市人,现为西安电子科技大学电路与系统学科硕士研究生,研究方向为信息处理,系统仿真。
有脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力,有更强的抑制杂被的能力,能在较强的杂波背景中分辨出动目标回波。
PD 雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达,能实现对雷达信号脉冲串频谱单根谱线滤波(频域滤波),具有对目标进行速度分辨的能力。
图1是PD 雷达系统仿真原理框图,脉冲发生器产生相参脉冲串信号,然后通过目标回波模块加入目标信息,包括目标的多普勒信息和距离信息,还包括目标的起伏。
然后加入地物杂波信号和系统噪声信号,接下来通过高放模块和中放模块将信号变为中频信号,再经过零中频正交双通道处理将信号变为视频信号,再将视频信号通过主杂波对消器,滤除零频杂波后进行多普勒滤波,也就是进行FFT 处理。
在经过多普勒处理后,再做CFAR 处理,最终得到所要观察的信号。
图1 仿真原理框图
Figure 1.Block diagram of PD radar system simulation
下面对图1中的几个重要部分给予说明,并给出部分仿真结果。
为了提高仿真速度适当降低了系统各部分的频率,但这并不影响仿真结果的正确性。
2.1 脉冲发生器模块及目标回波模块
脉冲发生器将矩形脉冲串调制到高频,图2是将脉冲重复频率为10KHz ,脉冲宽度为4微秒的矩形脉冲串信号调制在1MHz 的相参脉冲串的波形,图3是其频谱图。
产生的相参脉冲串信号再经过目标回波模块加入目标的延迟及多普勒信息,及目标的起伏信息。
2.2 杂波产生模块及系统噪声产生模块
杂波有三种谱类型,即高斯谱、柯西谱和全极谱;四种幅度分布,即瑞利分布、对数正态分布、
韦布尔分布和K分布。
它们交叉组合共计有十二种杂波类型。
杂波的产生采用无记忆非线性变换法(ZMNL)。
图4是仿真的瑞利分布的高斯谱杂波的功率谱密度图,图5是其概率密度分布图。
系统噪声用白高斯噪声模拟。
图6给出了在图2的相参脉冲串信号上叠加了杂波和系统噪声的波形,信号完全被杂波和噪声湮没。
图7为其频谱图,与图3比较可以看到零频处的幅度很大。
2.3 零中频正交双通道处理
当用数字技术对信号进行处理时,在中频进行是不适当的,这就要求进行零中频多普勒信号处图4杂波功率谱密度
Figure4. Psd of clutter
保持区分正负频率的能力,采用正交双通道处理。
图8是经相干检波器后输出信号的频谱,图9是经低通滤波器滤除高频分量后的信号频谱,可见信号已被变为视频信号。
为了减轻后续数字信号处理的负担,要使用主杂波对消器,将主瓣杂波尽可能的减弱。
2.4 多普勒滤波
杂波滤波器后串接窄带滤波器组,在数字信号处理中用快速傅里叶变换来实时计算出各频谱单元信号的频谱数据,它等效于多个距离单元的窄带滤波器组。
图10为作FFT 后信号的频谱,经窄带滤波器后只保留单根谱线,如图11所示,可以看出该目标的多普勒频移为5KHz 。
3 结论
基于Simulink5.0的雷达仿真系统取得了较好的仿真结果,并且由于仿真算法的优化相比以前的版本仿真速度有了很大的提高。
仿真好的程序经过编译可以直接下载到DSP 等硬件设备中去,使得设计人员可以将精力集中于系统级的设计,而不是将精力耗费于如何用硬件实现该系统。
由于MATLAB 的广泛使用,该雷达系统库较易推广使用,并且在使用中将不断得到扩充和改进。
参考文献:
[1] 姚俊, 马松辉. Simulink 建模与仿真[M]. 西安:西安电子科技大学出版社, 2002:282
[2] Gaspare Galati. Advanced Radar Techniques and Systems[M]. Peter Peregrines Ltd, 1993:287~301
[3] George W.Stimson. Introduction to Airborne Radar (Second Edition) [M]. SciTech Publishing,Inc, 1998:67~340
[4] 孙晓闻. 雷达信号处理系统的建模与仿真[D]. 西安电子科技大学硕士论文, 2000:34~41
[5] 向敬成, 张明友. 雷达系统[M]. 北京:电子工业出版社,2001:77~107
[6] 吴枫. 基于PC 的雷达系统建模与仿真[D]. 西安电子科技大学硕士论文, 2002:17~41
本人联系方式:姓名: 胡海莽、导师: 杨万海、学科:电路与系统、硕士入学年月:2002.8,Email:huhaimang@。