西電雷達(dá)對(duì)抗實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、雷達(dá)/雷達(dá)對(duì)抗實(shí)驗(yàn)報(bào)告指導(dǎo)老師 饒鮮實(shí)驗(yàn)一 雷達(dá)測距和接收機(jī)靈敏度實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握目標(biāo)回波測距的方法。2. 雷達(dá)回波信號(hào)能量變化對(duì)接收機(jī)輸出的信號(hào)的幅度（包絡(luò)）的影響。3. 掌握切線靈敏度的定義。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 距離測量。雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射機(jī)經(jīng)天線向指定空間發(fā)射一串重復(fù)周期的高頻脈沖。如果在電磁波傳播的路徑上有目標(biāo)存在，那么雷達(dá)可以接收到由目標(biāo)反射回來的回波。由于回波信號(hào)往返于雷達(dá)和目標(biāo)之間，它將滯后于發(fā)射脈沖一個(gè)時(shí)間。如圖3.1示回波圖3.1 雷達(dá)測距圖3.2切線靈敏度發(fā)射脈沖電磁波以光速傳播，設(shè)目標(biāo)的距離是，則傳播的距離為光速乘以時(shí)間間隔，即，可得。2. 切線靈敏度。在某一輸

2、入脈沖功率電平的作用下，雷達(dá)接收機(jī)輸出端脈沖與噪聲疊加后信號(hào)的底部與基線噪聲（只有接收機(jī)內(nèi)噪聲）的頂部在一條直線上（相切），則稱此輸入脈沖信號(hào)功率為切線信號(hào)靈敏度。對(duì)于單脈沖雷達(dá)信號(hào)，則有（3-1）其中，是輸入信號(hào)的幅度，為接收機(jī)內(nèi)阻。本實(shí)驗(yàn)儀接收機(jī)內(nèi)阻為50歐姆。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)延：T=52s信號(hào)衰減值：95 %切線靈敏度：PTSS=2.64×10-4噪聲電壓峰值：Um=26.4mV噪聲最大值：Un=17mV四、 思考題1. 根據(jù)記錄回波的時(shí)延，計(jì)算目標(biāo)回波距離。答：目標(biāo)回波時(shí)延：Tr=52s，根據(jù)公式R=cTr2計(jì)算得回波距離R=7.8km。2. 距離分辨率為多少？答：距離分

3、辨率，實(shí)驗(yàn)測得目標(biāo)回波脈沖寬度為240ns，代入距離分辨率公式得到約為36m。3. 目標(biāo)回波輸入信號(hào)的幅度改變，示波器輸出信號(hào)有何變化？答：由前面數(shù)據(jù)整理的表格可以看出，目標(biāo)回波輸入信號(hào)的幅度衰減越來越大時(shí)，示波器輸出信號(hào)幅度越來越小。4. 雷達(dá)的切線靈敏度是多少？答：接收機(jī)靈敏度為： 2.64×10-4。5. 基線噪聲電壓峰值和滿足切線靈敏度條件下有信號(hào)處輸出噪聲的峰值 是否相同？為什么？答：基線電壓峰值小于滿足切線靈敏度條件下有信號(hào)處輸出噪聲的峰值,因?yàn)橹皇墙邮諜C(jī)內(nèi)噪聲而不僅包含接受機(jī)內(nèi)噪聲還包含外界干擾噪聲所以<。實(shí)驗(yàn)二 脈沖積累實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜っ}沖積累改善接收機(jī)檢

4、測能力的原理。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 積累的概念個(gè)脈沖的疊加稱作積累。積累可以在檢波后對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行，稱作檢波后積累或視頻積累。包絡(luò)檢波后，丟失了信號(hào)的相位信息只保留了幅度信息，對(duì)信號(hào)的相位沒有要求，又可稱為非相干積累。積累也可以在中頻進(jìn)行，稱作中頻積累或檢波前積累。信號(hào)在中頻積累時(shí)要求信號(hào)間有固定的相位關(guān)系，即信號(hào)是相參的，也稱為相參積累。相參積累的信噪比為，而非相參積累的改善在和之間。 2. 視頻積累的算法設(shè)N個(gè)脈沖重復(fù)周期零中頻的正交采樣數(shù)據(jù)，其中為脈沖重復(fù)周期中距離單元總數(shù)。視頻積累：（3-2）三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累脈沖151015202530信號(hào)(mV)4003603483603563523

5、44噪聲(mV)44362828282824積累脈沖35404550556063信號(hào)(mV)340344344340344344340噪聲(mV)28282828282824四、 思考題繪制信號(hào)幅度與噪聲最大信號(hào)幅度比隨脈沖積累個(gè)數(shù)變化的波形圖，并進(jìn)行分析答：由圖形可以看出，多個(gè)脈沖積累后可以有效的提高信號(hào)幅度與噪聲幅度比，當(dāng)脈沖個(gè)數(shù)積累到一定數(shù)量后信號(hào)幅度與噪聲幅度比趨于恒定。實(shí)驗(yàn)三 虛警率實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉門限檢測的方法2. 熟悉虛警概率的含義3. 了解門限與虛警概率的關(guān)系二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 門限檢測雷達(dá)接收機(jī)是在有噪聲的背景下檢測信號(hào)。由于噪聲的起伏特性，判斷信號(hào)的出現(xiàn)是一個(gè)統(tǒng)

6、計(jì)的問題，必須按照某種檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。門限檢測就是給定某個(gè)門限，如果某時(shí)刻的回波信號(hào)的電壓大于給定門限，就認(rèn)為該位置有目標(biāo)存在，否則認(rèn)為該位置沒有目標(biāo)。2. 虛警率虛警是指沒有信號(hào)而僅有噪聲時(shí)，噪聲電平超過門限值被誤認(rèn)為是目標(biāo)的事件。噪聲超過門限的概率稱為虛警概率。通常包絡(luò)檢波器輸出噪聲的電壓振幅的概率密度是瑞利分布，記做。設(shè)門限值是，那么噪聲超過門限電平的概率就是虛警概率，所以可以用式（3-3）計(jì)算（3-3）其中，是噪聲的方差。3. 虛警概率Pfa統(tǒng)計(jì)算法個(gè)脈沖重復(fù)周期里虛警事件總數(shù)為 （3-4）虛警概率（3-5）NT為脈沖重復(fù)周期中存在目標(biāo)的距離單元數(shù)。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)門限51015202

7、5虛警概率9.1×10-39.2×10-41.8×10-44.1×10-51.0×10-5四、 考題1. 繪制虛警率和檢測門限的曲線圖。試分析它們的關(guān)系。答：虛警概率與門限電平大小有密切的關(guān)系。噪聲超過門限電平而誤認(rèn)為信號(hào)的事件稱為“虛警”，虛警概率指的是噪聲包絡(luò)電壓超過檢測門限電平的概率。因此檢測門限值越大，噪聲信號(hào)超過門限的概率越小，雷達(dá)的虛警概率越小。2. 檢測門限不同時(shí)，示波器顯示的距離波門信號(hào)有何不同，為什么？答：檢測門限越高距離波門信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間間隔越長。因?yàn)殚T限值越高，噪聲電平超過檢測門限的概率越小，所以距離波門信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間間隔

8、越長，次數(shù)降低。實(shí)驗(yàn)四 恒虛警檢測實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉發(fā)現(xiàn)概率的定義。2. 熟悉恒虛警檢測的原理3. 了解虛警概率與發(fā)現(xiàn)概率的關(guān)系。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 發(fā)現(xiàn)概率有目標(biāo)時(shí)的電平超過門限正確檢測出目標(biāo)的概率，稱作發(fā)現(xiàn)概率。包絡(luò)檢波后，信號(hào)加噪聲的電壓振幅服從廣義瑞利分布，記做。發(fā)現(xiàn)信號(hào)就是信號(hào)加噪聲的電壓超過給定門限的事件，那么發(fā)現(xiàn)概率為（3-6）從上式可以看出，發(fā)現(xiàn)概率和檢測門限，信噪比有關(guān)。2. 發(fā)現(xiàn)概率統(tǒng)計(jì)算法個(gè)脈沖重復(fù)周期里發(fā)現(xiàn)事件總數(shù)為 （3-7）發(fā)現(xiàn)概率（3-8）NT為脈沖重復(fù)周期中存在目標(biāo)的距離單元數(shù)。3. 恒虛警檢測在許多雷達(dá)系統(tǒng)中，要求虛警概率為一固定的值。由式（3-3）

9、可知，如果虛警率給定，檢測門限是可由式（3-9）確定的。（3-9）這樣，發(fā)現(xiàn)概率和虛警概率，信噪比有關(guān)。在信噪比相同的條件下，虛警率不同，發(fā)現(xiàn)概率不同。給定虛警率，由式（3-9）計(jì)算檢測門限，在由式（3-7）和式（3-8）即可統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的發(fā)現(xiàn)概率。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)虛警率10-310-410-510-610-710-8發(fā)現(xiàn)概率1.01.01.01.01.01.0虛警率10-910-1010-1110-1210-1310-14發(fā)現(xiàn)概率1.01.01.00.990.980.96四、 思考題1. 當(dāng)虛警概率變化時(shí)，距離波門信號(hào)有何變化，為什么？答：虛警概率增大時(shí)相應(yīng)的檢測門限降低，噪聲電平超過檢測門限被發(fā)

10、現(xiàn)的概率增大，因此距離波門信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間間隔變短，次數(shù)降低。反之虛警概率降低時(shí)，距離波門信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間間隔變長，次數(shù)增大。2. 繪制發(fā)現(xiàn)概率和虛警率的曲線圖，分析二者的關(guān)系。答：當(dāng)信噪比一定時(shí)，虛警概率越小，發(fā)現(xiàn)概率越小; 虛警概率越大，發(fā)現(xiàn)概率越大。 實(shí)驗(yàn)五 目標(biāo)距離跟蹤實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握距離跟蹤的原理。2. 熟悉截獲條件和失捕條件的含義。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 距離自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)距離自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括對(duì)目標(biāo)的搜索、捕獲、距離跟蹤和失捕四個(gè)互相聯(lián)系的部分。搜索是指目標(biāo)在整個(gè)雷達(dá)測距范圍內(nèi)，依次對(duì)各目標(biāo)單元進(jìn)行檢測，判斷該單元是否有目標(biāo)存在。如果在某個(gè)單元檢測時(shí)滿足跟蹤的條件，確定該單元有目

11、標(biāo)存在，認(rèn)為已經(jīng)捕獲到目標(biāo)，開始對(duì)該單元的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。跟蹤時(shí)，保證距離跟蹤波門自動(dòng)跟蹤目標(biāo)，連續(xù)測量目標(biāo)距離。在跟蹤的過程中，一旦在某個(gè)單元跟蹤時(shí)滿足失捕條件，認(rèn)為丟失目標(biāo)，雷達(dá)重新開始搜索。2. 截獲條件和失捕條件雷達(dá)處于距離搜索狀態(tài)時(shí)，如果在同一距離單元處的個(gè)脈沖里有次檢測到目標(biāo)回波，就認(rèn)為該位置處有目標(biāo)，雷達(dá)由搜索狀態(tài)轉(zhuǎn)換到跟蹤狀態(tài)。其中/n被稱為截獲條件。雷達(dá)處于距離跟蹤狀態(tài)時(shí)，如果在距離波門內(nèi)個(gè)脈沖數(shù)目里有次沒有檢測到目標(biāo)回波，就認(rèn)為丟失目標(biāo)，雷達(dá)由跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)換到搜索狀態(tài)。其中/n次就認(rèn)為是失捕條件。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)程1d67891011失捕次數(shù)555566進(jìn)程2d69111214

12、15失捕次數(shù)443452進(jìn)程3d6811131415失捕次數(shù)122032四、 思考題1. 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波有什么特點(diǎn)？答：1）運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波受雜波的影響比較大，當(dāng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波和雜波在雷達(dá)顯示器上同時(shí)顯示時(shí)，會(huì)使目標(biāo)的觀察變得困難。2）由于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度不同而引起回波信號(hào)頻率產(chǎn)生的多普勒頻移不相等，所以可以從頻率上區(qū)分不同速度目標(biāo)的回波。2. 在什么條件下，雷達(dá)跟不上目標(biāo)？答：雷達(dá)處于距離搜索狀態(tài)時(shí)，如果同一距離單元處的n個(gè)脈沖數(shù)目里有d次檢測到目標(biāo)回波,就認(rèn)為該位置處有目標(biāo)，如果目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度足夠快使雷達(dá)在同一距離單元處的n個(gè)脈沖里檢測到目標(biāo)的次數(shù)小于d則雷達(dá)無法跟上目標(biāo)。3. 目標(biāo)起伏對(duì)于跟蹤的影

13、響。答：目標(biāo)的起伏對(duì)目標(biāo)的搜索、捕獲、距離跟蹤有較大的影響。目標(biāo)起伏越大，會(huì)使目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率降低，距離自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)在整個(gè)雷達(dá)測距范圍內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)搜索、捕獲；在距離跟蹤過程中也容易失捕。4. 分析失捕條件和截獲條件對(duì)于雷達(dá)工作狀態(tài)的影響。答：若失捕條件中的m太小會(huì)使雷達(dá)長時(shí)間保持在跟蹤狀態(tài)，若截獲條件中的n太大會(huì)使雷達(dá)不容易發(fā)現(xiàn)目標(biāo)長時(shí)間保持在搜索狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)六 動(dòng)目標(biāo)顯示（MTI）實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握動(dòng)目標(biāo)顯示的原理2. 熟悉一次相消和二次相消的概念二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容該實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程1是一次相消器實(shí)驗(yàn)，進(jìn)程2是二次相消MTI實(shí)驗(yàn)，當(dāng)設(shè)置為進(jìn)程1時(shí)，按確認(rèn)后觀察包絡(luò)信號(hào)和積累信號(hào)，測量

14、對(duì)應(yīng)包絡(luò)信號(hào)有目標(biāo)處相消器輸出信號(hào)的幅度。當(dāng)設(shè)置為進(jìn)程2時(shí)，可變參數(shù)是二次對(duì)消的系數(shù)，初始值為1.5，每按一次按鈕，系數(shù)加0.1.二次相消系數(shù)的最大值為2.5，改變參數(shù)確認(rèn)后觀察包絡(luò)信號(hào)和積累信號(hào)，測量對(duì)應(yīng)包絡(luò)信號(hào)有目標(biāo)處相消器輸出信號(hào)的幅度。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一次相消實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)包絡(luò)信號(hào)有目標(biāo)處相消器輸出信號(hào)的幅度：3.60V二次相消系數(shù)與目標(biāo)幅度測試二次相消系數(shù)1.51.61.71.81.92.0固定目標(biāo)的幅度(mV)840544312160720四、 思考題1. 在一次相消的工作方式下，動(dòng)目標(biāo)和靜目標(biāo)的包絡(luò)信號(hào)和檢測輸出信號(hào)有什么特點(diǎn)？答：動(dòng)目標(biāo)的包絡(luò)信號(hào)是移動(dòng)的，在相位檢測輸出端，動(dòng)目標(biāo)回波

15、是一串振幅調(diào)制的脈沖；固定目標(biāo)的包絡(luò)信號(hào)是不動(dòng)的，靜目標(biāo)回波是一串振幅不變的脈沖。在一次相消的工作方式下，因?yàn)榉裙潭ǖ哪繕?biāo)回波信號(hào)相減后相互抵消，而幅度變化的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波相減后輸出相鄰重復(fù)周期振幅變化的部分。所以檢波輸出信號(hào)只有動(dòng)目標(biāo)沒有靜目標(biāo)。2. 二次相消參數(shù)有什么意義，對(duì)信號(hào)波形有何影響？答：當(dāng)二次相消系數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，共軛零點(diǎn)偏離實(shí)軸的角度很小，盡管零頻處頻響不為零但凹口較寬可抑制頻譜較寬的雜波。試驗(yàn)七 噪聲調(diào)頻干擾實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握噪聲調(diào)頻干擾的基本形式和干擾的原理2、觀察同步/異步調(diào)頻干擾對(duì)于信號(hào)檢測的影響3、觀察噪聲調(diào)頻和鋸齒波調(diào)頻對(duì)于信號(hào)檢測的影響二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)

16、容1. 噪聲調(diào)頻干擾噪聲調(diào)頻信號(hào)是指干擾信號(hào)的頻率受噪聲調(diào)制的信號(hào)。噪聲調(diào)頻信號(hào)可表達(dá)為（4-1）其中，為噪聲調(diào)頻信號(hào)的幅度，為噪聲調(diào)頻信號(hào)的中心頻率，為調(diào)頻斜率，為均值為零、廣義平穩(wěn)的調(diào)制噪聲。當(dāng)噪聲調(diào)頻信號(hào)進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)后，經(jīng)過中放輸出的波形，由于受中放頻率特性的影響，等幅的調(diào)幅波各頻率分量的振幅響應(yīng)不同，形成調(diào)頻調(diào)幅波。如果頻率的擺動(dòng)范圍小于中放帶寬，其起伏不大。當(dāng)噪聲調(diào)頻干擾帶寬的增大，瞬時(shí)頻率在中放帶寬內(nèi)外變化，輸出的是隨機(jī)脈沖序列。隨機(jī)脈沖的幅度，寬度和間隔分布與瞬時(shí)頻率的變化規(guī)律有關(guān)。圖4.1中畫出了噪聲調(diào)頻窄帶干擾和寬帶干擾通過雷達(dá)接收機(jī)中放的輸入波形。如果調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)雷

17、達(dá)信號(hào)同樣的重復(fù)周期，即。這樣，距雷達(dá)零距離脈沖信號(hào)處的某個(gè)時(shí)刻調(diào)制噪聲信號(hào)的頻率相對(duì)確定。稱這樣的干擾為同步干擾。同步噪聲調(diào)頻信號(hào)按照雷達(dá)的脈沖重復(fù)周期積累時(shí)，干擾信號(hào)做相干積累，輸出信號(hào)的包絡(luò)相對(duì)與零距離脈沖是固定的。如果調(diào)制噪聲和雷達(dá)重復(fù)周期無關(guān)，稱這樣的干擾為異步干擾。在雷達(dá)接收機(jī)內(nèi)積累是非相干積累，多個(gè)不確定信號(hào)輸出疊加產(chǎn)生隨機(jī)的噪聲信號(hào)，在接收機(jī)輸出端噪聲電平升高。2. 數(shù)字噪聲的產(chǎn)生數(shù)字噪聲用偽隨機(jī)碼m序列中任取幾位獲得。m序列的產(chǎn)生如圖4.2所示，圖中123、4 n等依次表示移位寄存器的各位，根據(jù)前面講述的線性移位寄存器的特點(diǎn)，我們將第1位和第n位模2求和（即同或邏輯操作）作為

18、反饋輸入，同時(shí)按照要取出幾位作為輸出隨機(jī)碼。3. 鋸波調(diào)頻干擾鋸波調(diào)頻信號(hào)是指干擾信號(hào)的頻率受鋸波調(diào)制的信號(hào)。鋸波調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式同式（4-1），其中，為周期為的鋸齒波信號(hào)，如式（4-2）示。（4-2）鋸波調(diào)頻干擾信號(hào)通過雷達(dá)接收機(jī)輸出信號(hào)分析同噪聲調(diào)頻信號(hào)。如果是窄帶干擾，當(dāng)干擾頻率對(duì)準(zhǔn)雷達(dá)頻率時(shí)，輸出為近似三角波信號(hào)。如果干擾帶寬遠(yuǎn)大于雷達(dá)接收機(jī)帶寬輸出的是脈沖序列。由于鋸波信號(hào)是確定性信號(hào)，所以干擾信號(hào)頻率處在接收機(jī)帶寬內(nèi)地時(shí)間和間隔確定。同樣如果滿足調(diào)制信號(hào)與雷達(dá)重頻相同，稱為同步干擾。積累時(shí)做相干積累輸出確定的包絡(luò)信號(hào)。如果與雷達(dá)重頻沒有確定的時(shí)間關(guān)系，稱為異步干擾。積累輸出為噪聲信號(hào)

19、。4. 交替干擾如果一段時(shí)間是噪聲調(diào)頻干擾信號(hào)，一段時(shí)間是鋸波調(diào)頻干擾信號(hào)，稱為交替干擾。本實(shí)驗(yàn)中接受機(jī)的帶寬大于輸入信號(hào)的頻率范圍，這樣無論是噪聲調(diào)頻干擾還是鋸波調(diào)頻干擾都是窄帶干擾。并且為了清晰地說明干擾地效果，用距離波門指示目標(biāo)所在位置。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表一 異步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出噪聲電平與信號(hào)電平測試視頻噪聲帶寬(KHZ)17.58.754.372.20除目標(biāo)位置外(噪聲)信號(hào)最大值(mV)992872776640目標(biāo)位置信號(hào)幅度(V)1.421.251.140.88表二 同步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出信號(hào)最大值測試視頻噪聲帶寬(KHZ)17.58.754.372.20除

20、目標(biāo)位置外(噪聲)信號(hào)最大值(mV)992888800640目標(biāo)位置信號(hào)幅度(V)1.191.151.060.80表三 異步鋸波干擾鋸波周期與檢測輸出信號(hào)最大值和目標(biāo)回波電平測試鋸波周期（us）24812162432除目標(biāo)位置外(噪聲)信號(hào)最大值(mV)920784909760760780736目標(biāo)位置信號(hào)幅度(mV)11009329687840856816 表四 同步鋸波干擾鋸波周期與檢測輸出信號(hào)最大值和目標(biāo)回波電平測試鋸波周期（us）26812162432除目標(biāo)位置外(噪聲)信號(hào)最大值(V)1.41.41.41.41.41.41.4目標(biāo)位置信號(hào)幅度(mV)72028064014402801

21、4001360表五 交替干擾周期與檢測輸出信號(hào)最大值和目標(biāo)回波電平測試交替干擾周期2832128除目標(biāo)位置外(噪聲)信號(hào)最大值(V)1.121.11.120.96目標(biāo)位置信號(hào)幅度(mV)508548544532四、 思考題1. 分析異步噪聲調(diào)頻干擾對(duì)于信號(hào)的影響，和改變?cè)肼曇曨l帶寬對(duì)目標(biāo)觀測的影響。答：在目標(biāo)位置信號(hào)幅度相差不大的情況下，異步干擾的噪聲信號(hào)最大值相對(duì)要小，這是因?yàn)檎{(diào)制噪聲的譜寬是影響遮蓋性能的主要因素。2. 分析同步噪聲調(diào)頻干擾對(duì)于信號(hào)的影響，和改變?cè)肼曇曨l帶寬對(duì)目標(biāo)觀測的影響。答：同步調(diào)頻干擾的譜寬可以根據(jù)已知雷達(dá)信號(hào)的重復(fù)周期確定，遮蓋效果相對(duì)較好，從表格中可以看出同步調(diào)頻

22、的噪聲電平要大于目標(biāo)回波處的信號(hào)電平。3. 比較同步和異步噪聲調(diào)頻干擾的干擾效果，試說明其原理。答“噪聲調(diào)頻信號(hào)是指干擾信號(hào)的頻率受噪聲調(diào)制的信號(hào)，如果調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)信號(hào)同樣的重復(fù)周期，這樣，距離雷達(dá)零距離脈沖信號(hào)處的某個(gè)時(shí)刻調(diào)制噪聲信號(hào)的頻率確定，這樣的干擾為同步噪聲調(diào)頻干擾。反之，若調(diào)制噪聲和雷達(dá)信號(hào)的重復(fù)周期無關(guān)，則為異步噪聲調(diào)頻干擾。從表格數(shù)據(jù)中可以看出，在目標(biāo)位置信號(hào)幅度相差不大的情況下，異步干擾的噪聲信號(hào)最大值相對(duì)要小，這是因?yàn)檎{(diào)制噪聲的譜寬是影響遮蓋性能的主要因素，同步調(diào)頻干擾的譜寬可以根據(jù)已知雷達(dá)信號(hào)的重復(fù)周期確定，遮蓋效果相對(duì)較好，從表格中可以看出同步調(diào)頻的噪聲電平要大于

23、目標(biāo)回波處的信號(hào)電平。4. 分析異步鋸波干擾鋸波周期的改變對(duì)目標(biāo)觀測的影響。答：調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)信號(hào)不同的重復(fù)周期5. 分析同步鋸波干擾鋸波周期的改變對(duì)目標(biāo)觀測的影響。答：調(diào)制噪聲具有和雷達(dá)信號(hào)同樣的重復(fù)周期6. 比較同步和異步鋸波干擾的干擾效果，試說明其原理。答：而異步/同步鋸波干擾的基本原理同上，不同的是鋸波調(diào)頻信號(hào)是指干擾信號(hào)的頻率受鋸波調(diào)制。由于鋸波信號(hào)是確定性信號(hào)，所以干擾信號(hào)頻率處在接收機(jī)帶寬內(nèi)的時(shí)間和間隔確定。7. 分析同步噪聲/鋸波交替干擾中，交替周期的改變對(duì)目標(biāo)觀測的影響。答：如果一段時(shí)間是噪聲調(diào)頻干擾信號(hào)，一段時(shí)間是鋸波調(diào)頻干擾信號(hào)，則成為交替干擾。而表格中的數(shù)據(jù)也只是給

24、出了交替干擾的周期，所以對(duì)信號(hào)以及噪聲的幅度影響都不大。8. 比較噪聲調(diào)頻干擾、矩波干擾和噪聲和鋸波交替干擾的干擾效果。答：噪聲調(diào)頻干擾、鋸波調(diào)頻干擾、交替干擾都是屬于遮蓋性干擾，而遮蓋性干擾對(duì)干擾信號(hào)的功率要求較高，其干擾策略根據(jù)實(shí)際環(huán)境的不同而做出相應(yīng)的選擇。 實(shí)驗(yàn)八 雜亂脈沖調(diào)幅干擾實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握雜亂脈沖調(diào)幅干擾對(duì)于信號(hào)檢測的影響2. 觀察同步/異步雜亂脈沖調(diào)幅干擾對(duì)于信號(hào)檢測的影響3. 觀察閃爍干擾對(duì)于信號(hào)檢測的影響二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 雜亂脈沖調(diào)幅干擾雜亂脈沖信號(hào)是指干擾的幅度受雜亂脈沖信號(hào)調(diào)制的信號(hào)。雜亂脈沖信號(hào)可表達(dá)為（4-3）其中，雜亂脈沖信號(hào)，為噪聲調(diào)頻信號(hào)的中

25、心頻率，是干擾信號(hào)的初始相位。雜亂脈沖信號(hào)是指干擾脈沖的幅度，寬度和間隔等某些參數(shù)或全部參數(shù)是隨機(jī)變化的。通過雷達(dá)接收機(jī)輸出的包絡(luò)信號(hào)，就是干擾信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)。如果雜亂脈沖干擾的包絡(luò)信號(hào)具有和雷達(dá)雷達(dá)信號(hào)同樣的重復(fù)周期，即。這樣，距雷達(dá)零距離脈沖信號(hào)處的某個(gè)時(shí)刻干擾信號(hào)的幅度相對(duì)幅確定。稱這樣的干擾為同步雜亂脈沖干擾。同步噪聲調(diào)頻信號(hào)按照雷達(dá)的脈沖重復(fù)周期積累時(shí)，干擾信號(hào)做相干積累，輸出信號(hào)的包絡(luò)相對(duì)與零距離脈沖是固定的。如果雜亂脈沖包絡(luò)信號(hào)和雷達(dá)的重復(fù)周期無關(guān)，稱這樣的干擾為異步干擾。在雷達(dá)接收機(jī)內(nèi)積累是非相干積累，脈沖的寬度和出現(xiàn)的位置不定。2. 數(shù)字雜亂脈沖信號(hào)的產(chǎn)生雜亂脈沖用一個(gè)固定的

26、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生偽隨機(jī)序列，取一位作為輸出的雜亂脈沖信號(hào)。3. 閃爍干擾如果一段時(shí)間有雜亂脈沖調(diào)幅干擾信號(hào)，一段時(shí)間沒有干擾信號(hào)，稱為閃爍干擾。雷達(dá)接收機(jī)的輸出端，一會(huì)有雜亂脈沖輸出，一會(huì)兒沒有干擾信號(hào)。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)異/同步雜亂脈沖調(diào)幅測試異步雜亂脈沖調(diào)幅干擾測試噪聲電平(mV)目標(biāo)電平(V)7601.2同步雜亂脈沖調(diào)幅干擾測試噪聲電平(mV)目標(biāo)電平(V)2800-0.16四、 思考題1. 分析異步噪聲調(diào)幅干擾對(duì)于信號(hào)檢測的影響。答：同步脈沖干擾在雷達(dá)的距離顯示器上呈現(xiàn)穩(wěn)定的干擾脈沖回波，當(dāng)其脈寬與雷達(dá)發(fā)射脈寬相當(dāng)時(shí)，很像真實(shí)的目標(biāo)脈沖回波，主要起到欺騙作用。如果其脈寬能夠覆蓋目標(biāo)回波出現(xiàn)的時(shí)

27、間，則具有很強(qiáng)的遮蓋干擾效果。2. 分析同步噪聲調(diào)幅干擾對(duì)于信號(hào)檢測的影響。答：異步干擾脈沖在雷達(dá)距離顯示器上的位置是不確定的、具有一定的遮蓋干擾效果，特別是干擾脈沖的工作比較高時(shí)，干擾脈沖與回波脈沖的重合概率很大，使雷達(dá)難以在密集的干擾脈沖背景中檢測目標(biāo)。3. 比較同步和異步雜亂脈沖干擾的干擾效果。答：規(guī)則脈沖的出現(xiàn)時(shí)間與雷達(dá)的定時(shí)信號(hào)之間具有相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間關(guān)系，則稱其為同步脈沖干擾，反之則稱為異步脈沖干擾。同步脈沖干擾在雷達(dá)的距離顯示器上呈現(xiàn)穩(wěn)定的干擾脈沖回波，當(dāng)其脈寬與雷達(dá)發(fā)射脈寬相當(dāng)時(shí)，很像真實(shí)的目標(biāo)脈沖回波，主要起到欺騙作用。如果其脈寬能夠覆蓋目標(biāo)回波出現(xiàn)的時(shí)間，則具有很強(qiáng)的遮蓋干擾

28、效果。在脈沖干擾的時(shí)間里往往同時(shí)采用噪聲調(diào)頻或調(diào)幅，異步干擾脈沖在雷達(dá)距離顯示器上的位置是不確定的、具有一定的遮蓋干擾效果，特別是干擾脈沖的工作比較高時(shí)，干擾脈沖與回波脈沖的重合概率很大，使雷達(dá)難以在密集的干擾脈沖背景中檢測目標(biāo)。但當(dāng)干擾脈沖的工作比較低時(shí)，由于其覆蓋真實(shí)目標(biāo)的概率很低，遮蓋的效果較差，且由于它與雷達(dá)不同步，容易被雷達(dá)抗異步脈沖干擾電路所對(duì)消。4. 閃爍干擾中對(duì)于信號(hào)檢測的影響。答：如果一段時(shí)間有雜亂脈沖調(diào)幅干擾信號(hào)，一段時(shí)間沒有干擾信號(hào)，稱為閃爍干擾。閃爍干擾實(shí)際就是角度欺騙干擾，干擾功率和目標(biāo)的回波電平保持不變，變化的只是閃爍周期，雷達(dá)接收機(jī)的輸出端一會(huì)兒有雜亂脈沖輸出，一

29、會(huì)兒沒有干擾信號(hào)，以達(dá)到對(duì)雷達(dá)欺騙的效果。實(shí)驗(yàn)九 噪聲調(diào)相干擾實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握噪聲調(diào)相干擾的基本形式和干擾的原理2. 觀察噪聲調(diào)相干擾對(duì)于信號(hào)的影響二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容噪聲調(diào)相信號(hào)是指干擾信號(hào)的相位受噪聲調(diào)制的信號(hào)。噪聲調(diào)相信號(hào)可表達(dá)為（4-4）其中，為噪聲調(diào)頻信號(hào)的幅度，為噪聲調(diào)頻信號(hào)的中心頻率，為常數(shù)代表有效相移的大小，為均值為零、廣義平穩(wěn)的調(diào)制噪聲，是干擾信號(hào)的初始相位。當(dāng)有效相移較大時(shí)，旁頻功率較大，近似為噪聲調(diào)頻的干擾情況，分析過程同噪聲調(diào)頻干擾信號(hào)。同樣，距離波門信號(hào)指示實(shí)際目標(biāo)信號(hào)的位置。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)異步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出噪聲電平與信號(hào)電平測試視頻噪聲帶寬(

30、KHz)4.372.201.100.55噪聲電平(V)1.241.9619.21.16目標(biāo)回波電平(mV)-240-240480-400四、 思考題1. 噪聲調(diào)相的干擾效果分析答：噪聲調(diào)相信號(hào)是指干擾信號(hào)的相位受噪聲調(diào)制的信號(hào)。當(dāng)有效相移較小時(shí)，調(diào)相信號(hào)的能量主要集中在載波頻率上，旁頻能量低，不適合作遮蓋干擾信號(hào)，當(dāng)有效相移足夠大時(shí)，旁頻功率較大，近似為噪聲調(diào)頻干擾的情況，此時(shí)適合作為遮蓋干擾信號(hào)。影響其干擾效果的因數(shù)主要有瞄頻誤差、頻譜寬度和調(diào)制噪聲帶寬等。實(shí)驗(yàn)十 距離拖引干擾實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆站嚯x拖引的基本原理二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 欺騙干擾欺騙干擾是指采用假的目標(biāo)和信息作用與雷達(dá)目標(biāo)檢

31、測和跟蹤系統(tǒng)，是雷達(dá)不能周期地檢測真正的目標(biāo)或不能正確測量真正目標(biāo)的參數(shù)信息，從而達(dá)到迷惑和擾亂雷達(dá)對(duì)真正目標(biāo)檢測的跟蹤的目的。按照假目標(biāo)與真目標(biāo)參數(shù)的參別，可將欺騙干擾分為距離干擾、角度干擾、速度欺騙、AGC欺騙和多參數(shù)欺騙干擾按照假目標(biāo)與真目標(biāo)參數(shù)差別的大小和調(diào)制方式分類，可分為質(zhì)心干擾、假目標(biāo)干擾和拖引干擾三種。l 質(zhì)心干擾：假目標(biāo)與真目標(biāo)的參數(shù)差別小于雷達(dá)的空間分辨力，雷達(dá)不能區(qū)別真假目標(biāo)，而將真假目標(biāo)作為同一個(gè)目標(biāo)跟蹤。雷達(dá)對(duì)該目標(biāo)檢測和跟蹤的結(jié)果往往是真假目標(biāo)的能量加權(quán)質(zhì)心，所以稱為質(zhì)心干擾。l 假目標(biāo)干擾：假目標(biāo)與真目標(biāo)的參數(shù)差別大于雷達(dá)的空間分辨力，雷達(dá)能能區(qū)分兩個(gè)不同的目標(biāo)，

32、但可能假假目標(biāo)作為真目標(biāo)檢測和跟蹤，從而造成虛警和漏警。l 拖引干擾：拖引干擾是一種周期性地從質(zhì)心干擾到假目標(biāo)干擾地連續(xù)變化地過程，典型地拖引干擾如下式所示（4-5）在停拖期，真假目標(biāo)在空間和時(shí)間上近似重合，雷達(dá)很容易檢測和捕獲。由于假目標(biāo)能量高于真目標(biāo)能量，捕獲后雷達(dá)會(huì)按照假目標(biāo)地能量來調(diào)整接收機(jī)增益，對(duì)其進(jìn)行連續(xù)測量和跟蹤。停拖期要大于雷達(dá)檢測和捕獲目標(biāo)需要地時(shí)間；拖引期，真假目標(biāo)逐漸分離，當(dāng)分離速度小于雷達(dá)跟蹤目標(biāo)地正常速度響應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)，由于在停拖期，假目標(biāo)控制了雷達(dá)接收機(jī)的增益，而且假目標(biāo)能量大于目標(biāo)能量，所以雷達(dá)系統(tǒng)容易被假目標(biāo)拖引開，拋棄真目標(biāo)；在關(guān)閉期，欺騙干擾關(guān)閉，造成雷達(dá)跟蹤

33、信號(hào)突然中斷。一般情況下，雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)需要滯留和等待一段時(shí)間。如果信號(hào)消失達(dá)到一定時(shí)間，雷達(dá)確認(rèn)目標(biāo)消失后，才能重新進(jìn)行對(duì)目標(biāo)的搜索、檢測和捕獲。2. 距離假目標(biāo)干擾距離假目標(biāo)干擾也稱為同步脈沖干擾。設(shè)為真目標(biāo)的所在距離，經(jīng)雷達(dá)接收機(jī)輸出的回波脈沖包絡(luò)時(shí)延，為假目標(biāo)的所在距離，經(jīng)雷達(dá)接收機(jī)輸出的回波脈沖包絡(luò)時(shí)延。當(dāng)時(shí)，便形成距離假目標(biāo)。3. 距離拖引干擾距離波門拖引干擾的假目標(biāo)距離函數(shù)可用下式表述。（4-6）其中是目標(biāo)所在距離，是勻速拖引的速度和是勻加速度拖引時(shí)的加速度。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)拖引速度301002005008001000欺騙結(jié)果明顯明顯明顯明顯明顯明顯四、 思考題1. 距離拖引的干擾效

34、果分析。答：拖引干擾是一種周期性的從質(zhì)心干擾到假目標(biāo)干擾的連續(xù)變化過程，在停拖期內(nèi)，假目標(biāo)與真目標(biāo)在空間和時(shí)間上近似重合，雷達(dá)很容易檢測和捕獲。由于假目標(biāo)的能量高于真目標(biāo)，捕獲假目標(biāo)后，雷達(dá)AGC電路會(huì)根據(jù)假目標(biāo)的能量來調(diào)整接收機(jī)增益，對(duì)其進(jìn)行連續(xù)測量和跟蹤。拖引期假目標(biāo)與真目標(biāo)在預(yù)定的欺騙干擾參數(shù)上逐漸分離，此時(shí)雷達(dá)系統(tǒng)容易被假目標(biāo)拖引開，拋棄真目標(biāo)。在關(guān)閉期，欺騙干擾關(guān)閉，造成雷達(dá)跟蹤干擾信號(hào)突然中斷。這樣就達(dá)到欺騙效果。2. 能夠?qū)崿F(xiàn)拖引的條件是什么？答：實(shí)現(xiàn)拖引的條件是，在停拖期假目標(biāo)的能量要大于真目標(biāo)的能量，并且停拖時(shí)間要大于雷達(dá)檢測和捕獲目標(biāo)所需要的時(shí)間。在拖引期分離速度要小于雷達(dá)

35、跟蹤目標(biāo)的正常速度。同時(shí)關(guān)閉時(shí)間要達(dá)到一定時(shí)間，雷達(dá)確認(rèn)目標(biāo)消失后，才能重新啟動(dòng)，進(jìn)行目標(biāo)的搜索、檢測和捕獲。實(shí)驗(yàn)十一 速度拖引干擾實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆账俣韧弦幕驹矶?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. MTD前面講過，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度信息是通過測量收發(fā)信號(hào)的頻率差，也就是多普勒頻率來獲得的。動(dòng)目標(biāo)檢測（MTD）雷達(dá)，采用多種技術(shù)提高雜波背景下檢測動(dòng)目標(biāo)的能量。主要用一組多普勒濾波器組來提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多普勒頻率信息。2. 多普勒濾波器組該濾波器有根延遲線，每根延遲線的遲延時(shí)間是脈沖的重復(fù)周期。每路的權(quán)值（4-7）其中表示第個(gè)抽頭。濾波器的幅頻特性是與有關(guān)的函數(shù)，如式（4-8）表示（4-8）該濾波器的峰值產(chǎn)生在分子分母同時(shí)為零的位置，即（4-9）峰值頻率為（4-10）當(dāng)取的所有值時(shí)，就得到N個(gè)多普遍濾波器組。多普勒濾波器組的響應(yīng)函數(shù)為（4-11）該濾波器組覆蓋了從零到雷達(dá)重復(fù)頻率的頻率范圍。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，信號(hào)通過該濾波器組，相當(dāng)于信號(hào)做DFT運(yùn)算，所以可用FFT實(shí)現(xiàn)N個(gè)濾波器組。如果運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多普勒頻率，則在第