1、電子科技大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 課程名稱：雷達(dá)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)名稱：雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：江朝抒 姓名：韋瑞強(qiáng)學(xué)號(hào)：專業(yè)：電子信息工程 1.設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一雷達(dá)系統(tǒng)，對(duì)1m2目標(biāo)，要求探測(cè)距離為10km，發(fā)射波形為常規(guī)脈沖，方位角分辨力為2，俯仰角分辨力為20 ，距離分辨力為15m。要求： 1 設(shè)計(jì)和計(jì)算雷達(dá)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，包括工作頻率、發(fā)射功率、接收機(jī)靈敏度、天線孔徑和增益，脈沖重復(fù)頻率、相參積累時(shí)間等。 2 分析系統(tǒng)的最大不模糊速度和最大不模糊距離、計(jì)算系統(tǒng)的速度分辨力。 3 在學(xué)完雷達(dá)系統(tǒng)脈沖壓縮相關(guān)內(nèi)容后，設(shè)計(jì)線性調(diào)頻波形，使雷達(dá)的作用距離增加到200km，距離分辨力達(dá)到3米。并畫出

2、單一目標(biāo)回波經(jīng)過脈沖壓縮后的波形。參數(shù)求解：1.1雷達(dá)工作頻率，發(fā)射功率 已知距離分辨率的公式為： ，式中為電波傳播數(shù)度，為脈沖寬度，則，不妨取雷達(dá)的工作頻率為，發(fā)射功率，則。1.2天線孔徑及增益雷達(dá)的角度分辨力取決于雷達(dá)的工作波長(zhǎng) 和天線口徑尺寸 ，約為 ,則可得：水平口徑尺寸為： 垂直口徑尺寸 為： 天線的孔徑 天線增益 1.3脈沖重復(fù)頻率 發(fā)射波形為簡(jiǎn)單的矩形脈沖序列，設(shè)脈沖寬度為，脈沖重復(fù)周期為 則有： 設(shè)稱作雷達(dá)的工作比為，常規(guī)的矩形振幅調(diào)制脈沖雷達(dá)工作比的范圍為0.0001-0.01，為了滿足測(cè)距的單值性，不妨取，則 1.4接收機(jī)靈敏度若以單基地脈沖雷達(dá)為例，天線采用收發(fā)共用，則雷

3、達(dá)方程為： 所以，接收機(jī)靈敏度 1.5相參積累時(shí)間設(shè)單基地脈沖雷達(dá)的天線為環(huán)掃天線，天線掃描速度，水平波速選擇時(shí)運(yùn)用最大值測(cè)向，當(dāng)水平波速的寬度大于顯示器的亮點(diǎn)直徑時(shí)，可取： 則對(duì)一個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的相參積累時(shí)間 為： 脈沖積累個(gè)數(shù) 2 最大不模糊速度，最大不模糊距離，速度分辨率不產(chǎn)生頻閃的條件是： 其中表示脈沖多普勒頻率，由 關(guān)系可得最大不模糊速度： 雷達(dá)的最大單值測(cè)距范圍由其脈沖重復(fù)周期 決定，為保證單值測(cè)距，通常應(yīng)選取： 故最大不模糊距離 。設(shè)發(fā)射脈沖為單載頻的矩形脈沖信號(hào)，其單位能量復(fù)包絡(luò)可寫成 ，表達(dá)式如下： 則由速度模糊函數(shù)的定義可得模糊函數(shù) 為： 多普勒分辨常數(shù)為： 有效相關(guān)時(shí)間 為：

4、信號(hào)在時(shí)域持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)即越大，速度分辨力越強(qiáng)，速度分辨率 3.線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)由于相參積累的個(gè)數(shù)為，則雷達(dá)實(shí)際的探測(cè)距離則會(huì)增加為原來(lái)的,所以實(shí)際的探測(cè)距離為： 設(shè)壓縮網(wǎng)絡(luò)是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，其本生不會(huì)產(chǎn)生噪聲，而輸入的噪聲具有隨機(jī)特征，故經(jīng)過壓縮網(wǎng)絡(luò)后輸入噪聲不會(huì)被壓縮，仍保持在接收機(jī)的原有噪聲電平上，所以輸出脈沖信號(hào)噪聲的功率比與輸入脈沖信號(hào)噪聲的功率比提高了倍。 即： 其中稱為壓縮比。這就使得脈沖壓縮雷達(dá)的探測(cè)距離比采用相同發(fā)射的脈沖功率和保持相同分辨率的普通脈沖調(diào)制雷達(dá)的探測(cè)距離增加了 倍。故可求得： 由于線性調(diào)頻波的距離分辨率為3m，所以壓縮后的脈沖寬度 為： 則壓縮前的脈沖寬度為： 線性調(diào)頻波的帶寬 為： 綜上所述設(shè)計(jì)線性調(diào)頻波 為：其中 表示雷達(dá)的工作頻率，為調(diào)制寬度；設(shè)。設(shè)延時(shí) ,則回波壓縮前的信號(hào)為：則由MATLAB畫出回波壓縮前后的波形為： 圖1 注：