多目標(biāo)雷達(dá)測(cè)距與檢測(cè)Matlab實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 信息工程 學(xué)院 物聯(lián)網(wǎng) 專業(yè) 2012-1 班 一、課程設(shè)計(jì)(論文)題目多目標(biāo)雷達(dá)檢測(cè)與Matlab實(shí)現(xiàn)二、課程設(shè)計(jì)(論文)工作自 2014年 12月 22 日起至 2015 年 01 月 04 日止。三、課程設(shè)計(jì)(論文) 地點(diǎn): 教4樓410 四、課程設(shè)計(jì)(論文)內(nèi)容要求：1本課程設(shè)計(jì)的目的（1）了解雷達(dá)系統(tǒng)基本原理，掌握雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理的基本原理（2）掌握雷達(dá)測(cè)距信號(hào)處理的基本思路和方法； （3）在Matlab環(huán)境下數(shù)字信號(hào)處理算法的編程與調(diào)試；（4）培養(yǎng)分析、解決問(wèn)題的能力；（5）提高科技論文寫作能力，科技文獻(xiàn)的查閱能力。 2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求1）基本要求：（1

2、）分析線性調(diào)頻（LFM）信號(hào)的時(shí)域特性與頻域特性；（2）對(duì)多目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行仿真，并分析該信號(hào)的時(shí)域特性與頻域特性；（3）Matlab環(huán)境下，設(shè)計(jì)并編程實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)雷達(dá)測(cè)距與檢測(cè)；（4）對(duì)測(cè)距與檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。2）創(chuàng)新要求： 在基本要求達(dá)到后，可進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如改善算法效率；分析噪聲和雜波對(duì)算法影響。3）課程設(shè)計(jì)論文編寫要求（1）要按照書稿的規(guī)格打印謄寫論文（2）論文包括目錄、緒論、正文、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、謝辭、附錄等（3）畢業(yè)論文裝訂按學(xué)校的統(tǒng)一要求完成4）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： （1）完成原理分析：25分； （2）完成設(shè)計(jì)過(guò)程：30分； （3）完成調(diào)試：25分；（4）問(wèn)題回答：20分；問(wèn)題：在雷達(dá)數(shù)字信

3、號(hào)處理中，為什么采用LFM信號(hào)？與傳統(tǒng)脈沖雷達(dá)信號(hào)相比，LFM信號(hào)的主要優(yōu)勢(shì)有哪些？請(qǐng)根據(jù)自己的理解回答。5）參考文獻(xiàn)：（1）程佩青，數(shù)字信號(hào)處理教程，第四版，清華大學(xué)出版社（2）Ian G. Cumming 等，著. 洪文 等，譯合成孔徑雷達(dá)成像-算法與實(shí)現(xiàn) 電子工業(yè)出版社6）課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排內(nèi)容 天數(shù)地點(diǎn)構(gòu)思及收集資料 2圖書館設(shè)計(jì)與調(diào)試 5圖書館、實(shí)驗(yàn)室撰寫論文 3圖書館、實(shí)驗(yàn)室學(xué)生簽名： 班級(jí)：學(xué)號(hào)： 年 月 日課程設(shè)計(jì)(論文)評(píng)審意見(jiàn)（1）完成原理分析（25分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）設(shè)計(jì)分析（30分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）完

4、成調(diào)試（25分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答問(wèn)題（20分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式規(guī)范性及考勤是否降等級(jí)：是（）、否（）評(píng)閱人： 職稱： 年 月 日多目標(biāo)雷達(dá)檢測(cè)與Matlab實(shí)現(xiàn) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 當(dāng)r=600時(shí)，目標(biāo)回波信號(hào)頻域圖為：圖4.2.3 r=600時(shí)目標(biāo)回波信號(hào)頻域圖（4）當(dāng)r=800時(shí)，目標(biāo)回波信號(hào)頻域圖為：圖4.2.4 r=800時(shí)目標(biāo)回波信號(hào)頻域圖目標(biāo)回波信號(hào)頻域圖與發(fā)射信號(hào)頻域圖之間相差了項(xiàng)，即為傳播過(guò)程中的時(shí)延。比較上述四幅圖可知：在r=400或r=600的時(shí)候，信號(hào)頻譜是比較完整的，即時(shí)域中信號(hào)沒(méi)有出現(xiàn)丟失，但是當(dāng)r

5、=800的時(shí)候，信號(hào)頻譜是不完整的，信號(hào)出現(xiàn)了丟失。4.3 壓縮信號(hào)圖分析當(dāng)r=400時(shí)，壓縮信號(hào)圖為：圖4.3.1 r=0時(shí)壓縮信號(hào)圖當(dāng)r=400時(shí)，壓縮信號(hào)圖為：圖4.3.2 r=400時(shí)壓縮信號(hào)圖（3）當(dāng)r=600時(shí)，壓縮信號(hào)圖為：圖4.3.3 r=600時(shí)壓縮信號(hào)圖當(dāng)r=800時(shí)，壓縮信號(hào)圖為：圖4.3.4 r=800時(shí)壓縮信號(hào)圖 由上面四幅圖可以看出，隨著目標(biāo)距離的增大，脈沖壓縮后得到的能量在不斷減少，出現(xiàn)了能量損耗。 4.4 多目標(biāo)壓縮信號(hào)圖分析為了解決在多目標(biāo)情況下，距離過(guò)大而產(chǎn)生信號(hào)丟失的問(wèn)題，我們可以采取這樣的方法。對(duì)發(fā)射信號(hào)做FFT變換得到乘以，其中，可得當(dāng)雷達(dá)距離目標(biāo)r=

6、200,r=400,r=600時(shí)，三者回波信號(hào)在時(shí)域的圖為：圖4.4.1(2)當(dāng)雷達(dá)距離目標(biāo)r=200,r=400,r=600時(shí)，三者回波信號(hào)在頻域的圖為：圖4.4.2對(duì)回波信號(hào)做IFFT可得到目標(biāo)回波信號(hào)表達(dá)式，經(jīng)脈沖壓縮后得到多目標(biāo)壓縮信號(hào)圖為：圖4.4.3第五章 問(wèn)題回答問(wèn)題：在雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理中，為什么采用LFM信號(hào)？與傳統(tǒng)脈沖雷達(dá)信號(hào)相比，LFM信號(hào)的主要優(yōu)勢(shì)有哪些？請(qǐng)根據(jù)自己的理解回答?；卮穑壕€性調(diào)頻脈沖壓縮信號(hào)的突出優(yōu)點(diǎn)是匹配濾波器對(duì)回波信號(hào)的多普勒頻移不敏感,即使回波信號(hào)有較大的多普勒頻移,原來(lái)的匹配濾波器仍能起到脈壓的作用。不足之處是線性調(diào)頻脈沖壓縮信號(hào)匹配濾波器輸出響應(yīng)的旁

7、瓣較高,為了壓低旁瓣,常采用加權(quán)處理,加權(quán)實(shí)際上是一種失配處理,是以主瓣展寬和信噪比降低為代價(jià)的。線性調(diào)頻信號(hào)是典型的脈沖壓縮擴(kuò)譜信號(hào)，采用這種信號(hào)形式，可以擴(kuò)展雷達(dá)信號(hào)的頻譜，很容易獲得較大的信號(hào)處理增益，從而降低了雷達(dá)發(fā)射信號(hào)峰值功率，是一種十分有效的低截獲概率雷達(dá)信號(hào)，在抗干擾性方面，只要干擾信號(hào)和匹配濾波器之間存在失配，則干擾輸出損失就大，因此，是一種具有良好的抗干擾性能的信號(hào)形式。 LFM信號(hào)在脈沖壓縮體制雷達(dá)中廣泛應(yīng)用；利用線性調(diào)頻信號(hào)具有大帶寬、長(zhǎng)脈沖的特點(diǎn)，寬脈沖發(fā)射已提高發(fā)射的平均功率保證足夠的作用距離；而接受時(shí)采用相應(yīng)的脈沖壓縮算法獲得窄脈沖已提高距離分辨率，較好的解決了雷

8、達(dá)作用距離和距離分辨率之間的矛盾；。而利用脈沖壓縮技術(shù)除了可以改善雷達(dá)系統(tǒng)的分辨力和檢測(cè)能力，還增強(qiáng)了抗干擾能力、靈活性，能滿足雷達(dá)多功能、多模式的需要。第六章 致謝與總結(jié) 這次“多目標(biāo)雷達(dá)檢測(cè)與Matlab實(shí)現(xiàn)”課程設(shè)計(jì)收獲很多。首先感謝學(xué)院為我們提供做課程設(shè)計(jì)的場(chǎng)地，感謝周老師指導(dǎo)我們完成課程設(shè)計(jì)，并為我們一一解答問(wèn)題。同時(shí)感謝各位同學(xué)在10天的課程設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助，不厭其煩的協(xié)助我解決問(wèn)題，感謝你們。 這次課設(shè)是一次理論與實(shí)踐的結(jié)合，之前在學(xué)信號(hào)系統(tǒng)或者數(shù)字信號(hào)處理的時(shí)候不知道這兩門課怎么在實(shí)際中應(yīng)用，但是通過(guò)這次的課設(shè)，我對(duì)這兩門課程的應(yīng)用有了一個(gè)初步的了解。雷達(dá)測(cè)距對(duì)我來(lái)說(shuō)還是一個(gè)很

9、新鮮的事物，通過(guò)這次課設(shè)也提升了我對(duì)這兩門課程的興趣。 當(dāng)然，在此次課設(shè)中也發(fā)現(xiàn)了自己很多不足的地方，之前學(xué)過(guò)的Matlab現(xiàn)在用起來(lái)都不熟練，在運(yùn)用Matlab軟件上用掉了許多時(shí)間。由于信號(hào)系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理學(xué)的不扎實(shí)，對(duì)傅里葉變換、快速傅里葉變換理解不深，所以在理解原理上也很吃力。 最后還是很感謝這次課設(shè)，讓我認(rèn)識(shí)到自己許多不足，加強(qiáng)了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。感謝老師對(duì)我們的幫助。附錄（Matlab程序）C=3e8; %光速Tp=4e-6; %脈沖時(shí)寬B=80e6; %發(fā)射信號(hào)帶寬Fs=100e6; %采樣頻率K=B/Tp; %線性調(diào)頻率r0=200; %目標(biāo)點(diǎn)距離r1=400; r2=600;

10、 tp_num=floor(Tp*Fs/2)*2;%采樣點(diǎn)，floor取整tnrn_num=1024; %發(fā)射接收采樣點(diǎn)總數(shù)t0=2*r0/C; %時(shí)間上延遲t1=2*r1/C; t2=2*r2/C; tnrn=-(tnrn_num./2-1).*1/Fs:1/Fs:tnrn_num./2.*1/Fs;%采樣時(shí)間fr=-Fs/2:Fs./tnrn_num:Fs/2-Fs./tnrn_num;win0=(tnrn-t0)=(-Tp/2)&(tnrn-t0)=(-Tp/2)&(tnrn-t1)=(-Tp/2)&(tnrn-t2)=(Tp/2);%窗函數(shù)amp=1;%衰減系數(shù)y0=amp*win0.*exp(j*pi*K*(tnrn-t0).2);%接收信號(hào)y1=amp*win1.*exp(j*pi*K*(tnrn-t1).2);%接收信號(hào)y0_f=fftshift(fft(y0);linear_component=exp(-j.*2.*pi.*fr.*(2.*r2./C);y2=ifft(fftshift(y0_f.*linear_component);y=y0+y1+y2;y_0=fftshift(y0);y_1=fftshift(y1);y_2=fftshift(y2);Y_3=fftshift(y); fr=-Fs/2:Fs./tnrn_num:Fs/2