雷达模糊函数的研究及仿真开题报告

 2022-02-27 21:14:02

1. 研究目的与意义

背景:电子技术的发展对现代雷达系统在有效作用距离、分辨率、测量精度以及电子对抗诸多方面提出了越来越高的要求。针对现代雷达的特殊用途,模糊函数为其系统地研究最优波形提供了基本的研究平台。模糊函数可以作为单一目标距离和速度的精度与分辨率评估尺度,并且根据这些参数解决如何可靠地区分多个目标。因此模糊函数在雷达理论中引起广泛地关注。模糊函数是对雷达信号进行分析研究和波形设计的有效工具,是雷达信号理论中极为重要的一个概念。模糊函数最初是在研究雷达目标分辨力问题时提出的,并从衡量两个不同距离和不同径向速度目标的分辨度出发提出了模糊函数的定义。但模糊函数不仅可以说明分辨力,还可以说明测量精度,测量模糊度以及抗干扰状况等问题。

目的:通过仿真可以在不更改主要的硬件和软件的情况下,灵活地选择和改变参数值。 第二,仿真可使雷达信号的设计人员通过改变参数,评价不同作战环境下各种参数对雷达系统性能的影响。第三,对关键技术及参数在仿真中加以研究,可节省大量的人力、物力和财力,并且具有很高的灵活性和可重复性,从而达到节省研制费用、缩短研制周期的目的。

意义:模糊函数是研究雷达信号波形的重要工具。耳标检测与估计是雷达系统设计者最为关心的课题之一,特别是当目标回波信号微弱并处于杂波环境时,检测与估计就成为实际的难题。然而,从理论来看,当所处理的目标是单个目标时,检测与估计的任务仍然是简单的。如果必须对多个目标同时完成检测与估计任务时就将发生对雷达能力的实际考验,这就是雷达的分辨力问题。

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2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:基于波形设计的考虑入手,从已知几种雷达发射信号出发,推导出不同雷达信号的模糊函数的数学模型,并绘出模糊函数图,通过分析信号特点,对不同的雷达信号以及其的精度、分辨率、抗干扰性能等问题作系统深入的研究,并探讨如何选择雷达信号的一些相关的参数可以进一步提高该雷达信号的各种性能,同时也涉及了一些作者自己的设计思路和建模过程。采用MATLAB软件进行仿真,仿真时,对信号处理系统进行了部分简化处理。考虑到数据量及仿真速度的原因,所取有些参数不是太大。

预期目标:1)总结出雷达信号的总体要求和波形设计需要考虑的问题。归纳出波形设计的原则和方法步骤。并阐述雷达信号的特点和表示方法。对雷达信号进行总体分类。 2)阐述雷达信号模糊函数理论并建立数学模型,分析模糊函数的特点:数学模型及其定义和物理意义,对模糊函数的性质作出推导和证明,为下一步的仿真做好理论指导。 3)通过模糊函数理论,对固定载频矩形脉冲,线性调频脉冲(单斜率LFM和复合LFM),相位编码脉冲进行了理论分析并建立相应的数学模型;在matlab环境中,雷达信号进行仿真,分析各类信号各自特点和应用的场合。

3. 研究的方法与步骤

研究方法:从已知几种雷达发射信号出发,推导出不同雷达信号的模糊函数的数学模型,并绘出模糊函数图,通过分析信号特点,对不同的雷达信号以及其的精度、分辨率、抗干扰性能等问题作系统深入的研究,并探讨如何选择雷达信号的一些相关的参数可以进一步提高该雷达信号的各种性能。采用matlab软件进行仿真,仿真时,对信号处理系统进行了部分简化处理。

步骤:首先先对雷达波形进行设计,并对雷达信号的表示方法和特点进行了阐述。

雷达信号设计是根据战术要求 给定的目标环境条件选择合适信号,设定雷达信号类型及相关参数,以满足雷达各项战术性能,实现雷达各项功能。一般情况,雷达信号波形应当能够同时满足以下要求(1)具有足够能量,以保证发现目标和准确测量目标参数;(2)具有一定时宽和带宽,以满足测距、测速精度;(3)具有足够的目标分辨力;(4)对于不需要的杂波,有良好的抑制能力;(5)具有低截获特性,提高反侦察能力,从而提高反电子对抗能力。雷达信号波形设计原则:(1)雷达信号最优检测原则;(2)信号模糊图匹配原则;雷达信号特点主要包括: (1)信号频带窄; (2)实信号频谱对称分布于正、负两个频域; (3)复信号频谱只分布在正频域; (4)复信号的能量是实信号能量的两倍; (5)雷达信号能量是一个常量。

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4. 参考文献

  1. 美] bassem r.mahafza,“雷达系统分析与设计”,北京:电子工业出版社,2008

  2. [美]ian g.cumming 等,“合成孔径雷达成像——算法与实现”,北京:电子工业出版社,2007

  3. 【美】john c.curlander 等,“合成孔径雷达——系统与信号处理”,北京:电子工业出版社,2007

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    5. 计划与进度安排

    1月15日——3月12日查阅相关资料,撰写开题报告;

    2. 3月13日——4月10日学习雷达的相关知识和模糊函数的有关内容。

    3. 4月11日——4月31日 利用matlab仿真软件进行仿真;

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