雷达目标参数估计

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1、1、设10个阵元半波长间距的ULA，请画出其波束指向0度、-20度和45度的波束方向图，并计算其波束宽度。解答：（1）理论分析设来波方向为，阵元数为N，阵元间距为d，波长为，且。令，则导向向量表示为：(1)扫描方向设为，扫描向量表示为：(2)则波束形成器输出为：(3)波束宽度：波束宽度是峰值波束功率下降3dB对应的方向角范围。（2）计算步骤第一步，参数设置：阵元数element_num=10，阵元间距为半波长d_lamda=1/2，扫描方向theta从-pi/2到pi/2，来波方向theta0分别等于0度、-20度、45度；标记虚数单位imag=sqrt(-1)；第二步：计算导向向量，计算不

2、同theta值时的扫描向量，进而求出波束形成器输出。第三步，绘图，标出波束宽度。（3）仿真结果仿真结果如图1所示，其中（a-c）分别是来波方向为0度、-20度、45度时的波束方向图，波束宽度分别为10.4度，10.8度，14.8度。图1来波方向为0度（a）、-20度（b）、45度（c）时的波束方向图及波束宽度（4）matlab程序%%波束成形%%10个阵元，阵元间距为半波长%%画出theta0=0度的波束方向图，并观察波束宽度。-20度及45度的波束方向图时，只需要更改theta0的值即可。clc;clearall;imag=sqrt(-1);element_num=10;%阵元数为10d_

3、lamda=1/2;%阵元间距d与波长lamda的关系theta=linspace(-pi/2,pi/2,400);theta0=0/180*pi;%来波方向w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]');%导向向量forj=1:length(theta)a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]');%扫描向量p(j)=w'*a;%波束形成器输出endfigure(1)plot(theta/pi*180,abs(p)),gridonxlabel('theta

4、/deg')ylabel('幅度/dB')title('(a)来波方向0度的波束方向图')2、设单个脉冲信噪比是10分贝，进行10脉冲相干累积，累积后信噪比是多少分贝？并进行计算机仿真验证。解答：（1）理论分析设单脉冲的信噪比为，相干累积N个脉冲得到的信噪比为：(4)在对数形式下，已知，N=10，则。（2）计算步骤第一步，参数设置：设采样点数N，通道数为C，多普勒为fd，脉冲宽度为Te，相干累积的脉冲数为M；第二步，生成信号：生成M行N列的信号矩阵，其中每个通道行的第150列为感兴趣的目标信号，其它为零，然后加上随机噪声。设置噪声强度使信噪比为10dB。第三步，对信号进行C个点的傅里叶变换从

5、而相干累积，并画出三维相干累积信号图。第四步，通道累加求和。第四步，计算累积后信号的信噪比。（3）仿真结果matlab随机计算一次，得到输入信号信噪比9.9376dB，相干累积后信噪比19.066dB。三维的相干累积信号如图2所示。图2三维相干累积信号图（4）matlab程序%%回波信号信噪比10dB，验证10个脉冲相干累积后的信噪比提高10dBclearallcloseallclc%%%%构造回波信号N=300;%采样点数C=100;%通道数fd=100;%多普勒Te=50e-6;%脉冲宽度M=10;%参与相干累积的脉冲数量signal=zeros(M,N);%M行N列signal(:,1

6、50)=exp(j*2*pi*fd*(0:M-1)*Te);%每行第1000个代表感兴趣的目标信号,同时进行多普勒noise=sqrt(0.05)*(randn(M,N)+j*randn(M,N));%噪声signal_power=sum(abs(signal(:,150)).^2)/M;%信号功率为1nosie_power=sum(var(noise))/N;%噪声功率为0.1SNR_in=10*log10(signal_power/nosie_power)%信噪比为10dBecho=signal+noise;%信号与噪声加合fori=1:Necho_CI(:,i)=fftshift(ff

7、t(echo(:,i),C));%相干累积，通道数为Cendmesh(1:N,1:C,abs(echo_CI))%画出累积信号的三维图xlabel('多普勒/Hz');ylabel('通道');title('相干累积信号');echo_CI_sum=sum(echo_CI);%通道求和signal_CI_power=sum(abs(echo_CI_sum(150)).^2)/C;%相干累积信号功率noise_