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1、实 验 报 告哈尔滨工程大学实验课程名称：雷达原理实验姓名：班级：学号：实验名称规范程度原理叙述实验过程实验结果实验成绩雷达信号波形分析实验数字式目标距离测量实验相位法与振幅法测角实验动目标回波多普勒频率提取与分析实验平均成绩折合成绩注：1、每个实验中各项成绩按照5 分制评定，实验成绩为各项总和2、平均成绩取各项实验平均成绩3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合2012 年 5 月名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 14 页 -雷达信号波形分析实验报告2012 年 5 月 10 日班级姓名评分一、实验目的要求1.了解雷达常用信号的形式。2.学会用仿真软件分析信号
2、的特性。3了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。二、实验内容本实验是在 PC机上利用 MATLAB 仿真软件进行常用雷达信号的仿真、设计。针对所设计的雷达信号分析其频谱特性和模糊函数。三、实验参数设置 1、简单脉冲调制信号：载频范围：0.75MHz 脉冲重复周期：200us 脉冲宽度：10us 幅度：1V 2、线性调频信号：载频范围：90MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：25us 信号带宽：16MHz 幅度：1V 四、实验仿真波形简单脉冲调制信号实验结果：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 14 页 -图 1.1 简单脉冲调制信号（正弦）仿真结果将正弦变换成
3、余弦后：图 1.2 简单脉冲调制信号（余弦）仿真结果名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 14 页 -线性调频信号实验结果：图 1.3 线性调频信号仿真结果五、实验成果分析1、使用 x2=exp(i*2*pi*f0*t);信号进行调制，从频谱图可以看出，脉冲经调制后只有和一个峰值，为一单频信号，而使用x2=cos(2*pi*f0*t);信号进行调制，则出现两个峰值，为两个频率分量。2、在进行线性调频时，要计算出频率变化的斜率，然后进行调频计算。由仿真图可以看出仅有 16MHZ 的频带。六、教师评语教师签字名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 14
4、 页 -数字式目标距离测量实验报告一、实验目的要求1.掌握数字式雷达距离测量的基本原理。2.学会用 Quartus II 软件设计数字式单目标雷达距离录取装置。3了解多目标雷达距离录取装置的设计方法。二、实验原理图 2.1 单脉冲编码器实现框图图 2.2 波形示意图将发射机耦合过来的发射脉冲作为启动脉冲，回波脉冲作为结束信号，记录在此期间的计数脉冲数，然后由每个脉冲对应的实际距离，则可以计算出目标的实际距离。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 14 页 -图 2.3 Quartus 设计流程三、实验参数设置Clk:周期 0.05us 占空比 50%Start:周期 1
5、0us 占空比 2%Stop：周期 8us 占空比 2%Read:周期 100us 占空比 65%四、实验仿真波形图 2.4 实验原理图VCCclkINPUTVCCstartINPUTVCCstopINPUTVCCreadINPUTd7.0OUTPUTPRNCLRNKJQJKFFinst1up counterclockaclrq7.0lpm_counter0instAND2inst3CLRNDPRNQDFFinst415Unsignedmultiplicationdataa7.0result11.0lpm_mult0inst2r_out10.0OUTPUTDFFdata7.0clockaclr
6、q7.0lpm_dff0inst5r11.0r11.1名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 14 页 -图 2.5 波形仿真图五、实验成果分析D:由 start和 stop 组成的收发开关雷达所发脉冲数为126 R_out：所测距离为为 945m 经计算一次收发开关脉冲所走的距离为C*Tr=3*108*0.05*10-5/2=7.5m,126*7.5=945m所以仿真结果正确。六、教师评语教师签字名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 14 页 -相位法与振幅法测角实验报告一、实验目的要求1.了解雷达常用信号的形式。2.学会用仿真软件分析信号的特性
7、。3了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。二、实验原理相位法测角利用多个天线所接收回波信号之间的相位差进行测角。设在方向有远区目标，则到达接收点的目标所反射的电波近似为平面波。由于两天线间距离 d，故它们所收到的信号由于存在波程差R而产生相位差，sin22dR式中，为雷达波长。如用相位计进行比相，测出其相位差，就可以确定目标方向。比幅法:求两信号幅度的比值)()()()(21tktkFFuu根据比值的大小可以判断目标偏离0的方向，查找预先制定的表格就可以估计出目标偏离0的数值。三、实验参数设置单基线测向源程序d12=0.1；d13=0.28；f=3.7G。比幅法四、实验仿真波形单、双基线测向：
8、名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 14 页 -图 3.1 单、双基线仿真结果比幅法：1、名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 14 页 -2、3、图 3.2 比幅法仿真结果名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 14 页 -五、实验成果分析单基线与双基线：由公式sin22dR与12131213dd便可导出单基线与双基线的角度。经过 matlab 仿真，可以看出结果正确，验证无误。比幅法：利用公式)()()()(21tktkFFuu与sin22dR可得 3 图的关系，由于 3 就是角度与比值的对应关系，从曲线上对应角度便
9、可测的角度值。六、教师评语教师签字名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 14 页 -动目标回波多普勒频率提取与分析实验报告一、实验目的要求1.学习连续波雷达和脉冲多普勒雷达测速的基本原理。2.了解多普勒频率的提取方法。二、实验原理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，接收到的信号频率将发生变化。我们已经知道，回波信号的多普勒频移df 正比与径向速度，而反比与雷达工作波长，即rrdvcfvf220cvffrrd2多普勒的相对值正比与目标速度与光速之比，df 的正负值取决于目标的运动方向。在多数情况下，多普勒频率处于音频范围。例如，当smvcmr/300,1
10、0时，求得df=6KHZ。而此时雷达工作频率Mhzf30000，目标回波信号频率为kHzMHzfr63000，两者相差的百分比是很小的。因此要从接收信号中提取多普勒频率需要采用差拍的方法，即设法取出0f 和rf的差值df。三、实验参数设置中心频率 3500MHz 脉冲重复频率：25khz 脉冲宽度：4us 占空比为 10%幅度：1V 运动速度：5马赫四、实验仿真波形Figure1 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 14 页 -图 4.1 程序仿真结果（1）Figure2 图 4.2 程序仿真结果（2）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 14 页 -fd1=40000;v1=1.7143e+003;fd3=40000;v3=1.7143e+003.五、实验成果分析经不同信号调制的脉冲，由于参数设定一致，所以所得结果由仿真图和matlab输出结果数值，可知，频谱图相同，多普勒频差为40000Hz，速度约为 1.7km/s。带入公式验证结果可知，仿真结果正确。六、教师评语教师签字名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 14 页 -