雷达信号的设计与仿真方案

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1、目录第一章绪论1.1研究目的和意义1.2国内外发展现状展1.21线性与非线性调频信号的发展与现状1.3论文的主要框架第二章雷达基本原理2.1线性调频信号基本理论2.2非线性调频信号2.3脉冲压缩意义2.4MATLAB/Simulink基本知识介绍第三章线性调频信号3.1线性调频信号的性能分析3.2线性调频信号的模糊函数3.3线性调频信号的加权处理3.4基于MATLAB的线性调频信号设计与仿真3.41仿真实验的结果与分析第四章非线性调频信号4.1非线性调频信号的性能分析4.2非线性调频信号的波形设计4.3非线性调频信号的脉冲压缩4.4基于MATLAB的非线性调频信号设计与仿真4.41

2、仿真实验的结果与分析第五章总结与展望5.1主要工作与结论5.2存在的问题与展望下一步工作第一章绪论1.1引言雷达（RADAR）是RadioDetectionAndRanging的缩写。一般来说，雷达系统使用调制波形和方向线来发射电磁能量到空间的特大区域以搜索目标。在收缩域内的目标会反射部分能量（雷达反射信号或回波）回到雷达，然后这些回波被雷达接受机处理，以提取目标的信息，例如距离、速度、角位置和其他目标识别特征。一般雷达包括五个组成部分：发射机、发射天线、接收机、接收天线以及显示器，另外还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。发射机为雷达提供一个载波受到调制的功率射频信号

3、，经馈线和收发开关由天线辐射出去。接收机通过适当的滤波将天线上接收通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号从噪声和干扰背景中选择出来，并经过放大和检波后，送至显示器、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设备中。雷达终端显示器用显示雷达所获得的目标信息和情报，显示的内容包括目标的位置及其运动情况，目标的各种特征参数等。雷达的基本工作原理是:雷达发射机产生足够的电磁能量，经过天线辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量发射回雷达的方向，被雷达天线获取后送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中

4、电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放在微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波的信息，送到显示器出目标的距离、方向、速度等。1.1研究目的和意义雷达信号仿真是电子战威胁环境仿真的关键技术之一。随着电磁环境的日益复杂，对雷达信号的要求越来越高。由于现代的雷达系统日益变得复杂，难以用简单直观的方法进行处理。为了满足测量精度要求，需要保证雷达信号的相参性等重要技术指标；再如对线性调频雷达来说，线性调频信号的线性度直接关系到测量距离的精度。利用计算机仿真技术对雷达进行系统的建模与仿真，可以高效的完成系统的方案论证和性能评估，使雷达系统设计

5、更加方便、高效和优化，能够大大提高设计的可靠性，并可缩短设计周期，降低开发成本。随着现代电子技术和飞行技术的发展，雷达在更多的行业中得到了广泛的应用。人们对雷达的作用距离、分辨能力、测量精度和单值性等性能指标提出越来越高的要求。因此雷达信号形式的选择和信号处理的方式起着重要作用早期脉冲雷达多采用单频矩形脉冲信号，其发射能量是发射机功率和脉冲宽度的乘积。在噪声功率谱是一定的情况下，信号的检测能力取决于信号能量。因此，增大雷达的作用距离，即增大信号的能量可以通过提高发射机功率或增大脉冲宽度来实现。但是在通常情况下，发射机的平均发射功率是有限的；而在单频矩形脉冲条件下，脉冲宽度又直接决定

6、了距离分辨力和测距精度，为了保证一定的距离分辨力，脉冲宽度就会受到极大的限制。由此可见，增大信号能量的两种方法都会受到限制。早期单载频脉冲雷达在提高检测能力与系统的距离分辨力之间存在着不可调和的矛盾与此同时，雷达分辨理论表明：精度和分辨力是一致的，要提高雷达的距离测量精度和距离分辨力，发射信号在频域内必须占有大的持续带宽；而要提高的速度测量精度和速度分辨力，则信号在时域内必须占有大的持续时宽。因此，理想的雷达发射信号要求具有宽脉冲和大带宽的形式，而单载频脉冲信号的时宽带宽乘积接近于1，大的时宽和带宽不可兼得。为了解决单载频脉冲信号的局限性，人们使用具有大时宽带宽积的脉冲压缩信号。所

7、采用脉冲压缩技术包括：在发射端，通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽，从而得到大时宽带宽积的发射信号；在接收端，对接收的回波信号进行压缩处理，得到较窄的脉冲。作为现代雷达的重要技术，脉冲压缩可以有效地解决距离分辨力与平均功率之间的矛盾，能够得到较高的距离测量精度、速度测量精度、距离分辨率和速度分辨力，在现代雷达中得到了广泛的使用。在脉冲压缩技术中，雷达所使用的发射信号波形的设计，是决定脉冲压缩性能的关键。常用的发射信号波形分为：线性调频(LFM)信号，非线