LFM雷达系统设计与实现实验指导书(第一版sim)解析.doc

LFM脉冲压缩雷达系统设计与实现 实验 电子科技大学电子工程学院  LFM脉冲压缩雷达系统设计与实现 实验指导书 （第一版） 电子科技大学电子工程学院  电子科技大学电子工程学院 实验指导书 （实验）课程名称：雷达与 电子科技大学制表 实验规则 为了维护正常的实验教学次序，提高实验课的教学质量，顺利的完成各项实验任务，确保人身、设备安全，特定制如下实验规则： 实验前必须对每个实验所要求的预备知识要充分预习，另外还要求： 认真阅读本实验指导书分析掌握本次实验的基本原理； 完成各实验预习要求中制定的内容； 熟悉实验任务 实验时，认真、仔细的写出源程序，进行调试，有问题向指导老师举手提问； 实验时注意观察，如发现有异常现象（电脑故障或仪器故障），必须及时报告指导老师，严禁私自乱动； 实验过程中应仔细观察实验数据并加以记录 自觉保持实验室的肃静、整洁；实验结束后，必须清理实验桌，将实验设备、工具、连线按规定放好，并填写仪器设备使用记录。 凡有下列情况之一者，不准做实验： 1、实验开始后迟到10分钟以上者； 2、实验中不遵守实验室有关规定，不爱护仪器，表现不好而又不服从管理教育者； 实验后，必须认真做好实验报告，下次实验时交实验指导老师批阅。没有交实验报告者，在规定时间内没有完成视为缺做一次实验。 一次未做实验，本实验课成绩视为不及格，原则上与下一届学生进行重修以上实验规则，请同学们自觉遵守，并互相监督。前 言 “实验室”位于科C508，拥有套、台DPO7104数字示波器其他配套设备，能同时开设40个学生的专业实验。 实验室面向电子信息工程专业生开设个实验： 通过一系列的实验，可以加深学生对系统的理解，突出我校人才培养的专业特色，对提高电子信息工程专业的培养质量、突出培养特色起到了很好的推动作用。 本实验指导书为有效开展实验提供指导和依据，首先简单介绍本实验的平台构成，然后介绍，并分节介绍实验内容及实验步骤。 实验平台结构 实验室以核心，开展针对系统的系列实验，整个实验室实验平台结构示意框图如下： 图1 实验室实验平台结构示意框图 该实验平台由、数字示波器以及组成。整个实验。 实验功能 根据上述本专业实验室实验平台结构，： 1 根据给出的信号参数，产生基带LFM脉冲信号，并利用DUC将其变换到中频输出。 2 根据带通采样定理，对中频信号进行采集后，再进行DDC，得到LFM脉冲的基带信号。 3 采用时域脉冲压缩方法对基带LFM脉冲信号进行脉冲压缩处理。 4）恒虚警（CFAR）处理 按照CA-CFAR步骤，求出平均噪声功率，然后进行归一化，按照门限进行判决。  ·实验原理： 通过可以有效的提高S/N，以提高信号的检测能力； 通过恒虚警处理，在回波发生变化时（慢变化噪声或快变化杂波）自动的更新门限，保持虚警概率不变，防止后端数据处理饱和。脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的，距离分辨力直接由脉冲带宽确定。窄脉冲具有大带宽和窄时宽，可以得到高距离分辨力，但是，采用窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率，在高频时，由于波导尺寸小，会对峰值功率有限制，以避免传输线被电压击穿，该功率限制决定了窄脉冲雷达有限的作用距离。现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分辨力，大时宽脉冲增加了雷达发射能量，实现远作用距离，另一方面，宽脉冲信号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。进行脉冲压缩时的LFM脉冲信号为基带信号，其时域形式可表示为 其中的矩形包络为 式中的为调频斜率，与调频带宽和时宽的关系如下式 时带积时，可近似表示为 脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器，匹配滤波器是以输出最大信噪比为准则设计出来的最佳线性滤波器。假设系统输入为，噪声为均匀白噪声，功率谱密度为，是仅在区间取值的输入脉冲信号。根据线性系统的特点，经过频率响应为匹配滤波器的输出信号为，其中输入信号分量的输出为 与此同时，输出的噪声平均功率为 则时刻输出信号信噪比可以表示为 要令上式取最大值，根据Schwarz不等式，则需要匹配滤波器频响为 对应的时域冲激响应函数形式为