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1、脉冲多普勒雷达测速仿真任务书雷达进行PD测速主要是利用了目标回波中携带的多普勒信息，在频域实现目标和杂波的分离,它可以把位于特定距离上、具有特定多普勒频移的目标回波检测出来，而把其他的杂波和干扰滤除.因此要求雷达必须具备很强的抑制杂波的能力,能在较强的杂波背景中分辨出运动目标的回波。如今,不管是在军用还是民用上，雷达都在发挥着它很早重要的作用，与早期雷达采用距离微分方法测速相比，基于脉冲多普勒理论的雷达测速技术具有实时性好、精度高等优点。特别是现代相控阵技术在雷达领域的应用，实现了波束的无惯性扫描和工作方式的快速切换，更便于应用脉冲多普勒技术进行雷达测速。本篇课程设计目的在于介绍脉冲多普勒雷达
2、测速的原理，并对这种技术进行介绍和仿真。摘要 脉冲多普勒(PD)雷达以其卓越的杂波抑制性能受到世人瞩目。现代飞行器性能的改进和导航手段的加强,使其能在低空和超低空飞行，因此防御低空入侵己成重要问题，由此要求机载雷达，包括预警机雷达和机载火控雷达具有下视能力,即要求能在强 的地杂波背景中发现微弱的目标信号，所以现代的预警机雷达和机载火控雷达皆采用PD体制.脉冲多普勒雷达包含了连续波雷达和脉冲雷达两方面的优点，它具有较高的速度分辨能力，从而可以更有效地解决抑制极强的地杂波干扰问题;此外，脉冲多普勒雷达能够同时敏感地测定距离和速度信息;能够利用多普勒处理技术实现高分辨率的合成孔径图像;而且亦具有良好
3、的抗消极干扰能力和抗积极干扰能力。本文介绍了脉冲多普勒雷达测速的原理，信号处理。并用matlab简单的仿真了雷达系统对信号的处理。关键词：脉冲多普勒雷达 恒虚警 脉冲压缩 线性调频 AbstactPulse Doppler （PD) radar is famous for its outsdanding clutter suppression。Modern aircrafts function and GPS has been strengthen.now。it makes the aircraft can fly lower and lower。So。nowadays,Defensing。L
4、ow altitude invasion has been an important problem。so we require airborne radar. Early warning radar and airborne fire control radar have the ability to look down。That is to say。The radar is be required the ability to find Weak target signal in the strong Groung clutter.So 。The modern airborne early
5、 warning radar and airborne fire control radar use the PD system.Pulse Doppler (PD) radar concludes two adervantages of Continuous wave radar and impulse radar.It has a higher velocity resolution.thus it can effectively .soveing the problem of strong ground clutter.whats more。Pulse Dppler （PD) radar
6、 can Sensitive text the Distance and speed on the same time.Itcan use Doppler processing technology to realise Synthetic aperture images with high resolution.This article sinply introduced principle of pulse Doppler radar and signal processing.Using matlab to simulation The signal processing of rada
7、r system.Linear frequency modulation.Keywords:Pulse Doppler （PD) radar。Constant false alarm rate 。pulse compression。目录一 脉冲多普雷达简介11,多普勒效应1二、多普勒测速原理2三、多普勒雷达简介4四、 多普勒雷达工作原理6五、 PD雷达信号处理仿真85。1、正交双通道处理95。2、脉冲压缩105.3、线性调频信号的脉冲压缩125。4、巴克码信号的脉冲压缩145。5、恒虚警处理145。5。1、单元平均恒虚警处理（CACFAR）165。5。2、平均选大恒虚警处理（GOCFAR）16
8、5。6、动目标检测（MTD)模型19六、总结与展望20参考文献21二、脉冲多普雷达简介 1，多普勒效应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,接收到的信号将发生变化.这一物理现象首先由奥地利物理学家多普勒于1842年发现的.多普勒雷达的工作原理是以多普勒效应为基础的，多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括光波、电磁波.当无线电波在行进的过程中碰到物体时，该无线电波会反弹，而且反弹回来的波其频率以及振幅会随着碰撞物体的运动状态而变化.若无线电波是固定不动的,那么反弹回来的电波频率是不会发生改变的，然而,若物体是朝着无线电发射的方向前进,此时所反弹回来的电波会被压缩，
9、因此该电波的频率也会随之增加。反之，若远离波源运动时，接收到的频率较波源的实际频率降低.频率升高或者降低的数值为多普勒频率，多普勒效应的数学推理如下:设某一波源的频率为f，波长为入，它们与波的传播速度的关系为： （1.1）若波源以速度W向静止的接收物体运动时，在接收物体处所接收到的频率为：(1。2)若波源以速度W背向静止的接收物体运动时，在接收物体处所接收到的频率为: (1。3)同理，当波源不动时，若物体以速度W向波源运动时，在接收物体处所接收到的频率为: （1。4)当波源不动时，若物体以速度W背向波源运动时，在接收物体处所接收到的频率为： (1。5)由上述的数学分析可知，若波源与接收物体之间
10、存在相对运动时，接收的频率就不同与发射的频率。即两者之间的距离缩短(相向运动)时,接收频率高于发射频率;两者之间的距离增大时（反向运动）,接收频率低于发射频率。这种由于相对运动引起的频率变化，称为“多普勒效应”。二、多普勒测速原理假若有一个运动目标,利用多普勒效应，在天线场的有效范围内,如图2.1所示:图2.1多普勒运动信号模型天线1发射电磁波到运动物体上,发射频率为f0,速度为光速C，运动物体的速度为V，则运动物体实际接收到的频率为: （2。1）同理，由多普勒效应知，电磁波从运动物体反射回来，天线2所接收到的频率为： （2.2）所以，天线2接收到的频率与发射频率之间的关系如下： （2。3)式
11、(2。3）说明:由发射天线1发射的频率为fo的电磁波，相对天线以径向速度V作离向动,由于多普勒效应，接收天线2接收到的电磁波的频率将是发生两次多普勒效应后的频率，即变为f 2。将相对运动所引起的接收频率与发射频率之间的差频称为多普勒频率，用fa表示，则： (2。4）由式(（2.4)分析得知，多普勒频率与相对天线的径向速度成正比，只要能测出fd就可以求出V，这就是多普勒测速雷达测速的基本原理。根据前面的分析与推导,可以对多普勒频率作出这样的定义： (2。5）式中:fd：多普勒频率Vr:运动目标的速度 C：光速f0：发射波频率由式（2。5）我们可以得到: (2。6）从式(2。6）可以看到其它变量都
12、是己知的，只要我们测出fd了，就可以计算出被测目标的速度。下面来分析当雷达与目标有相对运动时，雷达接收信号的特征.在这里我们设目标为理想“点”目标,即目标尺寸远小于雷达分辨单元.三、多普勒雷达简介脉冲多普勒雷达的应用和发展是雷达理论与技术的发展，特别是新型电子器件和数字信号处理技术发展的结果。目标环境变化，以及下视，下射，反低空突防任务的迫切需要,以及为了获得优良的抑制严重的杂波干扰的性能,对脉冲多普勒雷达信号源的稳定度，寄生调制提出了极高的要求，对其天线旁瓣电平提出甚严的限制，同时还要求具有高速运算能力和大存储空间的处理机。一部实际的脉冲多普勒雷达几乎包含了现代雷达的主要波形、测角体制和先进
13、的信号处理技术，采用了各种现代优化的设计思想。因此,研制脉冲多普勒雷达是一个较为艰巨的工作.那么为了更好且更经济地研究其技术、战术性能和抗干扰性能,采用计算机仿真方式进行研究是最为合理地，因此，对脉冲多普勒雷达的计算机仿真成为一项迫切的任务.关于PD雷达的精确定义,1970年M.I。斯科尔尼克曾以三点特征进行描述：1) 具有足够高的脉冲重复频率（PRF)，以致不论杂波或所观测的目标都没有速度模糊; 2) 能实现对脉冲串频谱单根谱线的多普勒滤波，即频域滤波;3) 由于PRF很高，通常对所观测的目标产生距离模糊.上述定义仅适用于高PRF的PD雷达,随着PD雷达技术的发展,对PD雷达的定义有所延伸.一些PD雷达的设计允许工作在低、中高频上来满足不同的需要。目前关于PD雷达的定义为:能实现对信号脉冲串频谱的单根谱线滤波，具有对目标进行速
