雷达系统分析大作业（2009.12.20.前交）.doc

雷达系统分析 大作业 (2009.12.20.前交) 一、某弹载雷达系统要求：不模糊探测距离80km，距离分辨率75m，工作比不超过15%。系统参数：波长(=3cm；天线增益G=20 dB；噪声系数F=3dB；系统损耗L=4dB；天线波束宽度θ3dB =6°；目标的RCS:(=5000 m2 。弹目之间的相对运动关系如图。目标航速Vs=15m/s，导弹运动速度Va=600m/s，目标航向与弹轴方向之间的夹角为α’ =30°，目标偏离弹轴方向的角度为β=1°，则在舰船位置P，导弹对目标视线与目标航向的夹角α=α′+β。从t=0时刻开始，导弹从O向O’位置运动, 目标从P向P’位置运动。 1． 设计该雷达所采用的工作波形及其波形参数（例如线性/非线性调频脉冲、相位编码脉冲信号等）。 2. 推导所采用信号模糊函数，并画出|(((,fd)|、|(((,0)|、|((0,fd)|图形，|(((,fd)|的-6dB切割等高线图，指出-3dB的时宽或带宽。 3. 给出所采用信号的匹配滤波函数h(t)和H(f)。假设目标距离为80km，给出匹配滤波的MATLAB仿真过程及其结果。并比较加窗(主副瓣比35dB)和不加窗时的主瓣宽度、主副瓣比和主瓣损失。 4．给出接收基带信号模型，推导脉压、相干处理后的输出信号模型。 5. 若天线在(45°范围内搜索，搜索速度为45°/s，可积累的脉冲数N =？若要求发现概率 Pd =90%，虚警概率 Pfa=10e-6，达到上述检测性能要求的SNR＝？若采用64个脉冲相干积累，计算要求的辐射峰值功率Pt =？若取Pt =150W，计算目标回波相干积累前、后的信噪比SNR与距离的关系曲线。 6．若A/D采样时噪声占10位，目标回波信号占8位。假设在相干积累前导弹自身的速度进行了补偿，画出原始回波的基带信号、脉压处理后的输出信号、相干积累的输出信号。分析每一步处理的信噪比变化。目标所在多普勒通道对应的频率与实际的多普勒频率是否相符？对目标所在多普勒通道进行CFAR处理，画出目标所在多普勒通道信号及其CFAR电平。 7．天线的方向函数用高斯函数近似，在近距离采用单脉冲测角，给出和、差通道信号模型和归一化误差信号模型，指出误差信号的斜率。计算目标偏离电轴中心0.5°和1.0°时的归一化误差信号。 二、针对某阵列雷达的实测数据，给出如下处理结果： 数据文件：radar_data.mat，为三维数组3000 X 20 X 12，3000为距离单元，20为天线单元数，12为一个波位的脉冲数。天线间隔0.625m；其它参数上课给出。 对数据依次进行DBF、脉压、MTI、CFAR等处理。 给出波束指向为0°时的DBF处理结果，要求副瓣-25dB。 给出脉压后的原始视频，要求副瓣-35dB。 设计四/六脉冲MTI滤波器，给出MTI后的原始视频，估算对杂波的改善因子。 距离单元 脉压后(dB) MTI后(dB) (dB) 某一目标 1~300 对MTI后的原始视频进行非相干积累、CFAR处理，给出非相干积累后的原始视频和CFAR的噪声电平估计值。 估算DBF、脉压、MTI、非相干积累后噪声的功率，脉压、MTI、非相干积累后目标回波信号的功率，及其SNR。 距离单元 DBF后(dB) 脉压后(dB) MTI后(dB) 非相干积累后(dB) 某一目标 噪声 2501~2800 SNR 画出该阵列雷达单脉冲测角的和波束、差波束、测角归一化误差信号。针对某一个目标所在距离单元的信号，画出其和波束、差波束的输出，并计算目标的相对方位。 要求：对源程序有详细注释。在Word文件中注明：学号、姓名、电话、Email。 文件名：学号_姓名.doc （切记）　　　Email: bxchen@xidian.edu.cn 新科技楼1807室 三、 《Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB》部分习题 1.11, 1.15, 1.19, 1.21, 1.22, 1.29； 4.4, 4.5, 4.8, 4.10, 4.17； 6.7, 6.10, 6.12, 6.13, 6.14； 7.3，7.4； 8.5, 8.6, 8.12； 9.4, 9.7, 9.9, 9.11, 9.15, 9.16； 10.3, 10.4； 12.2, 12.3, 12.5； 从中选择10题。 βiβ β R1 Va O O′ Vs R0 α′ α αi Ri M′ M P′ P S