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多普勒雷达总结

多普勒雷达总结
多普勒雷达总结

脉冲多普勒雷达总结

班级:20090812

学号:2009081221

姓名:刘玉敬

一、PD雷达的基本概念

1. 定义:PD雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。

2. 特点:①具有足够高的脉冲重复频率,没有速度模糊;

②能够实现对脉冲串频谱单根谱线的频域滤波;

③由于重复频率很高,通常对所观测的目标产生距离模糊。

3. 分类:高PRF、中PRF、低PRF,前两个为全相参,最后一个可全相参也可接收相参。

低PRF不模糊的距离为:。

中PRF波形是机载PD雷达的最佳波形。

二、PD雷达的杂波

多普勒雷达的基本特点之一,是在频域-时域分布相当宽广且相当强的背景杂波中检测出有用的信号。这种背景杂波通常被称为脉冲多普勒杂波,其杂波频谱是多普勒频率-距离的函数。

1. 机载下视雷达的杂波谱

地面杂波分为主瓣杂波区、旁瓣杂波区和高度线杂波区。

孤立目标对雷达发射信号的散射作用所产生的回波信号的多普勒频移,正比于雷达与运动目标之间的径向速度v,所以当雷达平台以地速v R水平移动,地速矢量与地面一小块地杂波之间的夹角为Ψ时,其多普勒频移为

(1) 主瓣杂波

主波束中心Ψo处对应的多普勒频率为

假设天线主波束的宽度为,则主瓣杂波的边缘位置间的最大多普勒频率差值为

机载PD雷达的主瓣杂波的强度可以比雷达接收机的噪声强70~90dB,主瓣杂波的多普勒频率fMB也在不断变化,并且变化范围在±2之内。

(2) 旁瓣杂波

旁瓣杂波区的多普勒频率范围为,则。

雷达天线的旁瓣波束增益通常要比它的主波束增益低得多。当PD雷达不运动时,旁瓣杂波与主瓣杂波在频域上重合;当PD雷达运动时,旁瓣杂波与主瓣杂波就分布在不同的频域上。

(3) 高度线杂波

通常,把机载下视PD雷达的地面杂波中f d=0位置上的杂波叫做高度线杂波。在零多普勒频率处总有一个较强的“杂波”。

2. 脉冲重复频率的选择

(1) 高脉冲重复频率时的重复频率的选择

①使迎面目标谱线不落入旁瓣杂波区中

最大多普勒频移为

为了在无杂波区检测目标,重复频率应为:

②为了识别迎面和离去的目标的重复频率的选择

A. 单边带滤波器对主瓣杂波的频率固定

B. 单边带滤波器对发射频率固定

迎面目标的多普勒频移为,离去目标的最低多普勒频移为

,最低脉冲重复频率为:。

单边带滤波器铜带范围为,单边带滤波器的中心频率f0是固定的,但偏离f0应为。

(2) 高、中、低脉冲重复频率的选择

LPRF旁瓣杂波在距离上重叠很少,但在频域上高度重叠,只有在低杂波环境中,才可能从杂波中检测到目标。

MPRF旁瓣杂波谱中有一定的重叠,因而测距、测速都存在一定的模糊。‘HPRF旁瓣杂波重叠次数增多,旁瓣杂波的强度几乎是均匀的,测距呈高度模糊。

交替使用中、高PRF的方法,或者再加上在上视时采用低PRF的方法,并在低、中PRF时配合采用脉冲压缩技术,将是在所有工作条件下得到远距离探测性能的最有效的方法。

三、脉冲多普勒雷达的信号处理

1. 抑制各种杂波的滤波器和恒虚警处理

(1) 单边带滤波器

单边带滤波器是一个带宽近似等于脉冲重复频率fr的带通滤波器,其主要作用是从回波频谱中只滤出单根潜线,从而使得后面的各种滤波处理在单根谱线

上进行。使用单边带滤波器还可以避免目标多普勒频率时出现的模

糊,同时也避免了后面信号处理过程中可能产生的频谱折叠效应。

由于单边带滤波器仅取出回波信号的单根谱线,因而使信号功率下降了d2倍(d为发射脉冲占空系数),但因其输出的杂波和噪声功率也同样减小,所以单边带滤波器并不降低接收机的信杂比。

PD雷达对于单边带滤波器的性能参数要求得十分严格,而月一般要求带外抑制至少要大于60dB,因此通常是采用石英晶体滤波器来满足这些技术要求。

(2) 主瓣杂波抑制滤波器

主瓣杂波的千扰最强,常常比目标回波能量要高出60~80dB。

确定主瓣杂波中心频率f MB有两种方法:一种方法是利用频率跟踪,另一种方

法则不用频率跟踪,而是由天线指向和载机吃行速度计算出主瓣杂波应有的多普勒频移f MB,直接控制压控振荡器去产生的振荡频率。

主瓣杂波抑制滤波器的幅一频特性应是主瓣杂波频谱包络的倒数,以使通过滤波器后输出的杂波频谱可近似为平坦的特性。

从匹配滤波理论的角度来看,由于主瓣杂波是色噪声,因此主瓣杂波抑制滤波器相当于一个白化滤波器,经过主瓣杂波抑制之后,后面的多普勒滤波器可以按照白噪声中的匹配滤波理论来进行设计。

(3) 高度杂波的滤除

高度杂波是由地面的乖直反射所形成的杂波,它比漫反射所形成的旁瓣杂波要强得多。当载机水平飞行时,高度杂波的多普勒频移为0,通常可以采用一个单独的固定频率抑制滤波器—零多普勒频率滤波器来滤除它。

(4) 多普勒滤波器组

①多普勒滤波器组是覆盖预期的目标多普勒频移范围的一组邻接的窄带滤波器。

②多普勒滤波器组可以设在中频,也可以设在视频。

③每个滤波器的带宽应设计得尽量与回波信号的谱线宽度相匹配。

④多普勒滤波器组基本上都是采用数字滤波方法来实现。

(5) 恒虚警处理

根据杂波环境的不同及对雷达性能要求的不同,在PD雷达中可以采用参量法或非参量法CFAR处理技术,根据背景于扰电平来自动调节检测门限,以达到使虚警概率恒定的目的。

2. 滤波器组的具体实现方法

(1) 中频多普勒滤波

距离门的作用为:①距离量化,并由此提取距离信息;②消除木距离单元以外的杂波,首先从时间上进行分辨。

N个相干脉冲通过通带宽度为的窄带滤波器相当于对l Y个回波脉冲进行相参积累,覆盖全部测速范围fr所需要的滤波器数目为

(2) 窄带滤波器组的实现

其实现方法有:模拟式、数字式(快速傅里叶变换)和近代模拟式三种。

四、脉冲多普勒雷达的数据处理

1. 脉冲多普勒雷达的跟踪

I. 单目标跟踪系统

(1) 角度跟踪系统

PD雷达的单目标角度跟踪一与常规雷达相同,可用顺序波束序列转换或单脉冲体制。

(2) 速度(多普勒频率)跟踪系统

频率跟踪环路根据频率敏感元件的不同可以分为锁频式和锁相式两种。

①锁相系统是测量多普勒频率的优选装置,其理论上的稳态测速误差为0。

②对雷达设备的稳定性提出较高的要求。

③当系统的带宽一定时,锁相系统就存在最大可跟踪目标加速度的限制,而在锁频系统中就无此限制。

(3) 距离跟踪系统

在这种跟踪方案中,即离门用一个低频参考信号进行脉冲位置调制或跳动其脉冲宽度的一小部分。跨过多个脉冲周期的跟踪可以用一个具有仁卜一个脉冲周期长的时间基准的距离跟踪器实现。

II. 四维分辨跟踪系统

综合距离、速度、两个角度(方位角和俯仰角)等四个跟踪回路。就构成具有四维分辨能力的跟踪系统。

角度上的分辨由角跟踪系统和波束宽度决定,跟踪伺服系统使天线对准目标。

距离上的分辨由距离跟踪系统和距离门的宽度决定。

①四维分辨系统的主要优点是能在速度坐标即多普勒频率上分辨目标。

②加入窄带滤波器,提高信噪比,经过多普勒跟踪系统窄带滤波后,输出端功率信噪比为:

③四维分辨系统的上述优点决定了它具有很强的抗干扰能力。

III. 多目标跟踪系统

多目标跟踪可由多路接收通道实现。

2. 测距和测速模糊的解算

(1) 测距和测速模糊的基本概念

目标的真实距离是R,而按照常规方法读出的目标距离是Ra,产

生的误差是:。

由于目标回波的延迟时间可能大于脉冲重复周期,使收、发脉冲的对应关系发生混乱,同一距离读数可能对应几个目标真实距离的现象叫做测距模糊,距离读数Ra叫做模糊距离。

相差nfr的目标多普勒频移会读做同样的多普勒频移,测量出的一个速度可能对应几种真实速度,这种现象叫做测速模糊va称为模糊速度。

脉冲多普勒雷达的最大不模糊距离和速度有以下限制,即

(2) 测距模糊的解算

①多重脉冲重复频率测距法

采用双重PRF所能达到的最大无模糊距离Ru,max由fr1和fr2最大公约频

率决定:

②连续改变脉冲重复频率测距法

在满足前述把目标回波保持在每个脉冲周期的中点的前提下,测出距离波门的移动速度,PRF的瞬时值和PRF的变化率,就可以计算出目标的无模糊距离:

③射频调频测距法

目标的真实距离为

这种测距方法适用于单目标跟踪,在多日标环境下,需要增加大量的距离门,以防止混乱。

线性调频测距系统的测量精度主要取决于频率变化率和多普勒滤波器组的分辨力。

线性调频测距方法比较简单,而且获得数据迅速,因此适用于对目标测距精度要求不高的边扫描边跟踪雷达。

④脉冲调制测距法

脉冲调制测距法是通过改变发射脉冲的波形参数(幅度、宽度和位置),对接收到的回波信号加以识别和计算处理来消除测距模糊的方法。

(3) 测速模糊的解算

利用距离跟踪的粗略微分数据来消除测速模糊,无模糊多普勒频率是

K可以用由距离跟踪回路测得的距离微分后对应的多普勒频率fdr和模糊速度fda算出

五、脉冲多普勒雷达的距离性能

1. 影响PD雷达距离方程的主要因素

(1) 发射脉冲遮挡效应

在PD雷达中一般采用较高的脉冲重复频率,当采用高或中脉冲重复频率时,测距都会产生模糊,也就是目标回波延时可能超过一个脉冲重复周期。这样在回波由一个重复周期移动到相邻的一个重复周期时,就会发生发射脉冲对回波的“遮挡”现象。

一般重复频率越高,发射脉冲越宽,遮挡的平均影响越严重。

(2) 跨越效应

回波脉冲不是完全进入一个距离门,而是跨接在两个相邻的距离门中间——产生了跨越。

跨越一般与遮挡一起用统计平均的方法研究。

(3) 频域处理和带宽的影响

在主瓣杂波被滤除的

同时,那些多普勒频移正好落在主瓣杂波频率上的动目标回波谱也被滤除了,这就是频域中的遮挡现象。

回波谱线跨越子滤波器引起的损失比起回波对距离门跨越引起的损失要小得多。

2. PD雷达的距离方程

(1) 无杂波区的距离方程

以机载PD雷达为例,在上视工作情况时接收信号中不存在地杂波干扰。当运动目标的多普勒频移落人无杂波区时,在检侧中与目标回波抗衡的只有系统噪声。检测前的信号有效功率折合到雷达输人端为:

当要求信噪比为S/N时作用距离R与R0的关系为:

(2) 旁瓣杂波区的距离方程

在机载PI)雷达下视工作情况时,则有地杂波存在,若目标回波的多普勒频移落在旁瓣杂波区内,检测时与信号抗衡的分量是杂波与噪声之和。此时PD雷达信噪比为1的距离方程可以表示为:

3. PD雷达与常规脉冲雷达距离性能的比较

在输出信噪比都为1的情况下,PD雷达在有杂波十扰但目标回波多普勒频移落在无杂波区时,考虑了遮挡和跨越损失后的平均作用距离,比常规脉冲雷达没有杂波于扰时的作用距离还要大。若常规脉冲雷达也工作在同样杂波于扰情况下,距离性能还要大大变坏。

PD雷达距离性能的优越性主要是由它的工作体制和信号处理方式决定的。

①PD雷达采用相参体制,利用了目标运动的多普勒效应,检测实质上是在频域进行的。

②信号处理采用距离门和多普勒窄带滤波,实质上是相参积累器。

③常规脉冲雷达一般采用非相参体制,接收机的特性近似匹配于单个脉冲。

若考虑增加非相参积累,信噪比将得到改善,则两种雷达在无杂波干扰时的距离性能将趋于接近。

六、脉冲多普勒雷达解距离模糊的改进

仍然是利用中国余数定理,采用查表的方法解距离模糊,值得注意的是,在机载领域,尤其是非止侧阵雷达,频谱相对于止侧阵雷达发生了较大改变,弯曲杂波的出现,使得解模糊的背景更加复杂,虚警也随之提高,并且弯曲杂波很容易带来检测画面在固定位置出现环状虚警,这也是解模糊而临的新问题,为了抑制虚警,改善检测性能,对解距离模糊采用动态准则循环检测并剔除原始点的方法,具体方法为:假定采用5 重频解模糊,通常采用的准则是3/5或2/5准则,先用5/5准则检测,将满足准则的原始点剔除掉,用剩余点做4/5准则,依次类推,直到2/5准则,此方法的机理是认为检测准则高的信号置信度也高,不让这些来自于目标的原始点和随机信号一同参与解模糊,在复杂背景的解模糊中得到到民好的效果。

由于采用循环检测的方法,故运算量也有了很大的提高,所以在工程实践中必须采取算法优化才能满足需求。具体方法为,在第一次解距离模糊时将满足距离模糊的准填入表中,在之后的循环解距离模糊中,直接访问此准则表,由于在绝大多数位置,目标是不满足准则的,故此方法能有效的控制解距离模糊的运算量。

6、多普勒天气雷达原理与应用

第六部分多普勒天气雷达原理与应用(周长青) 我国新一代天气雷达原理;天气雷达图像识别;对流风暴的雷达回波特征;新一代天气雷达产品 第一章我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成:雷达数据采集子系统(RDA)、雷达产品生成子系统(RPG)、主用户处理器(PUP)。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射:当电磁波束在大气中传播,遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时,入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来,这种现象称为散射。 衰减:电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减,造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时,一部分能量被散射,另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射:电磁波在真空中是沿直线传播的,而在大气中由于折射率分布的不均匀性(密度不同、介质不同),使电磁波传播路径发生弯曲的现象,称为折射。 三、了解雷达气象方程 在瑞利散射条件下,雷达气象方程为: 其中Pr表示雷达接收功率,Z为雷达反射率,r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率,h为雷达照射深度,G为天线增益,θ、φ表示水平和垂直波宽,λ表示雷达波长,K表示与复折射指数有关的系数,C为常数,之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离:最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离,Rmax=0.5c/PRF, c为光速,PRF为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时,雷达所显示的回波位置的方位角是正确的,但距离是错误的(但是可预计它的正确位置)。当目标位于最大不模糊距离(Rmax)以外时,会发生距离折叠。换句话说,当目标物位于Rmax之外时,雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置,我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z值的大小,反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度,反射率越大,说明单位体积中,降水粒子的尺度大或数量多,亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子(回波强度): 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义:一般Z值与雨强I有以下关系: 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时,以大气符合标准大气情况为假定,与实际大气存在一定的差别,使雷达资料的准确度具有一定的局限性,且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限,对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象,对距离模糊和速度模

多普勒测速仪开题报告

1.结合毕业设计课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述: 文献综述 一、本课题的研究背景及意义 随着我国经济建设的高速发展,人民生活的不断提高,道路上各式各样的车辆数目也在大幅上升,也使得交通违章不断增加,给道路交通和人民的生活带来了极大的威胁。由于汽车工业的不断进步,行驶在道路上的车辆速度越来越快,交通事故发生的频率也不断增加。众所周知,交通事故的发生大部分是由驾驶员的超速驾驶造成的。为提高汽车运行的安全性,减少交通事故的发生以及快速检测车辆行驶中的速度,所以有了测速仪的问世。 随着科技的进步,由雷达传感器制作的测速仪已经广泛应用于车辆测速的行业中,实现对车辆速度准确,快速的测量。该测速仪结构简单,可靠性高,操作方便,可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆的速度测量中。测速仪的发展动向是把测速仪的准确性,稳定性和可靠性作为重要的质量指标。 二、本课题国内外研究现状 我国测速仪的应用和研究起源于八十年代,伴随着我国经济发展,由最初的简单雷达测速仪发展到现在的超声波,激光等多种测速仪,同时在误差补偿,超速报警,便捷等多个方面的研究和发展取得了长足的进步,由以前的单一,简单,笨重的测速仪演变为如今的多样,复杂,小巧,为我国的交通做出了巨大贡献,同时涌现了广州科能,西安光伟等一大批骨干测速仪制造企业,基本上形成了中国测速仪目前的发展格局。 雷达测速仪是根据接收到反射波频移量的计算而得出物体的运动速度,雷达测速易于捕捉目标,无须精确瞄准,可以采用手持的方式,在车辆的运动中进行测速。在中国的雷达测速仪发展中,雷达测速仪越来越向着高精度,高智能,高便捷的方向快速发展。 面对风起云涌的国内外市场及日新月异的中国经济,我国测速仪的发展和应用依然存在着非常严峻的问题。在2010年的国家测速仪调查报告中,我们可以看到我国的测速仪采用国外进口的测速仪占很大的比例,其中居多来自美国,日本。主要是因为我国的测速仪在质量,测量误差,报警设计方面离国外的测速仪还有一定的差距,但在近年的研究中,我国的测速仪发展还是取得了好大的进步。

脉冲多普勒雷达测速仿真汇总(可编辑修改word版)

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 Abstact Pulse Doppler (PD) radar is famous for it`s outsdanding clutter suppression.Modern aircraft`s function and GPS has been strengthen.now.it makes the aircraft can fly lower and lower.So.nowadays,Defensing.Low 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 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.what`s more.Pulse Dppler (PD) radar 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

高一数学必修一各章知识点总结

高一数学必修1各章知识点总结 第一章集合与函数概念 一、集合有关概念 1.元素的三个特性: (1)元素的确定性如:世界上最高的山 (2)元素的互异性如:由HAPPY的字母组成的集合{H,A,P,Y} (3)元素的无序性: 如:{a,b,c}和{a,c,b}是表示同一个集合 2. 3.集合的表示:{ …集合的含义 集合的中} 如:{我校的篮球队员},{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋} (1)用拉丁字母表示集合:A={我校的篮球队员},B={1,2,3,4,5} (2)集合的表示方法:列举法与描述法。 ◆注意:常用数集及其记法: 非负整数集(即自然数集)记作:N 正整数集 N*或 N+ 整数集Z 有理数集Q 实数集R 1)列举法:{a,b,c……} 2)描述法:将集合中的元素的公共属性描述出来,写在大括号内表示集合的方法。{x∈R| x-3>2} ,{x| x-3>2} 3)语言描述法:例:{不是直角三角形的三角形} 4)Venn图: 4、集合的分类: (1)有限集含有有限个元素的集合 (2)无限集含有无限个元素的集合 (3)空集不含任何元素的集合例:{x|x2=-5} 二、集合间的基本关系 1.“包含”关系—子集 A?有两种可能(1)A是B的一部分,;(2)A与B是注意:B 同一集合。 ?/B 反之: 集合A不包含于集合B,或集合B不包含集合A,记作A ?/A 或B 2.“相等”关系:A=B (5≥5,且5≤5,则5=5) 实例:设 A={x|x2-1=0} B={-1,1} “元素相同则两集合相等”即:①任何一个集合是它本身的子集。A?A ②真子集:如果A?B,且A≠B那就说集合A是集合B的真子集,记作A B(或B A) ③如果 A?B, B?C ,那么 A?C ④如果A?B 同时 B?A 那么A=B 3. 不含任何元素的集合叫做空集,记为Φ 规定: 空集是任何集合的子集,空集是任何非空集合的真子集。 ◆有n个元素的集合,含有2n个子集,2n-1个真子集 三、集合的运算

《高等数学》 各章知识点总结——第9章

第9章 多元函数微分学及其应用总结 一、多元函数的极限与连续 1、n 维空间 2R 为二元数组),(y x 的全体,称为二维空间。3R 为三元数组),,(z y x 的全体,称为三 维空间。 n R 为n 元数组),,,(21n x x x 的全体,称为n 维空间。 n 维空间中两点1212(,,,),(,,,)n n P x x x Q y y y 间的距离: ||PQ = 邻域: 设0P 是n R 的一个点,δ是某一正数,与点0P 距离小于 δ的点P 的全体称为点0P 的δ 邻域,记为),(0δP U ,即00(,){R |||}n U P P PP δδ=∈< 空心邻域: 0P 的 δ 邻域去掉中心点0P 就成为0P 的δ 空心邻域,记为 0(,)U P δ =0{0||}P PP δ<<。 内点与边界点:设E 为n 维空间中的点集,n P ∈R 是一个点。如果存在点P 的某个邻域 ),(δP U ,使得E P U ?),(δ,则称点P 为集合E 的内点。 如果点P 的任何邻域内都既有 属于E 的点又有不属于E 的点,则称P 为集合E 的边界点, E 的边界点的全体称为E 的边界. 聚点:设E 为n 维空间中的点集,n P ∈R 是一个点。如果点P 的任何空心邻域内都包含E 中的无穷多个点,则称P 为集合E 的聚点。 开集与闭集: 若点集E 的点都是内点,则称E 是开集。设点集n E ?R , 如果E 的补集 n E -R 是开集,则称E 为闭集。 区域与闭区域:设D 为开集,如果对于D 内任意两点,都可以用D 内的折线(其上的点都属于D )连接起来, 则称开集D 是连通的.连通的开集称为区域或开区域.开区域与其边界的并集称为闭区域. 有界集与无界集: 对于点集E ,若存在0>M ,使得(,)E U O M ?,即E 中所有点到原点的距离都不超过M ,则称点集E 为有界集,否则称为无界集. 如果D 是区域而且有界,则称D 为有界区域.

最新多普勒雷达系统仿真

多普勒雷达系统仿真

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精品好文档,推荐学习交流 ABSTRACT TheThe Modern communication systems require communication distance, large communication capacity, good transmission quality, as one of its key technologies modem technology has been an important direction for researchers. In this paper, MATLAB software platform, providing full use of its communications toolbox and signal processing toolbox module, digital modulation and demodulation system Simulink design simulation and error analysis. Modulation and demodulation is a very important part of the communication system, for different channel environment to select different modulation and demodulation system can effectively improve the spectrum efficiency in a communication system, improve the bit error rate of the received signal. This design using Simulink simulation software binary modulation and demodulation system modeling, system design, simulation demo showed that the error analysis and comprehensive performance analysis, focusing on the BASK, BFSK, BPSK performance comparison and error analysis. In practice, as the case may select the best modulation. This paper describes the background of the research, then describes the system design using Simulink simulation software, then introduced the carrier digital modulation system of principles, and build a simulation model based on the principle of digital modulation system simulation, and finally the design summary and induction Simulink software matters that need attention. The main purpose of this paper is to study and Simulink digital modem theory of mastery and deepening for the future to continue learning and research in the field of communication and lay a solid foundation. Key Words: queuing theory, demand management, telecom offices

脉冲多普勒雷达

脉冲多普勒雷达(pulse Doppler Radar) 学习笔记 1:PD雷达简介 PD雷达的广泛定义应为:能实现对雷达信号脉冲串频谱单根谱线滤波(频域滤波),具有对目标进行速度分辨能力的雷达 PD雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。通常工作在一组较高的脉冲频率上,并采用主振放大链型的信号源和距离门窄带滤波器链的信号处理器. 它具有较高的速度分辨能力,从而可以更有效的解决抑制极强的地杂波干扰的问题。 PD 雷达有多种工作模式,下图给出了PD雷达的各种工作模式。 它们各具特点,分别适用不同的环境。低重PD雷达测距不会产生模糊,旁瓣杂波电平较低,但测速模糊。高重PD雷达与之相反,测距产生模糊,旁瓣杂波由于距离重叠效应,电平比较高,但测速是清晰的。中重PD雷达的距离和多普勒频移都产生模糊,通过辅助方法可以解测距和测速模糊。 1:测速原理 雷达对目标速度的测量主要利用电磁波照射在运动目标上时产生的多普勒效应来进行。对雷达而言,当雷达与目标之间存在相对运动时,多普勒效应体现在回波信号的频率与发射信号的频率不相等。雷达发射电磁波信号后,当遇到一个向着雷达运动的目标时,由于多普勒效应,雷达接收到从这个目标返回的电磁波信号的频率将高于雷达的发射频率。而当雷达发射的电磁波遇到一个在远离雷达方向运动的目标时,则雷达收到的是低于雷达发射频率的电磁波信号。多普勒雷达正是利用两者频率之间的差值,即多普勒频移df来实现对目标速度的测量。 2:距离模糊产生原因 雷达的最大单值测距范围由其脉冲重复周期T r(PRT)决定。为保证单值测距, 通常应R max 选取T R>2 C

R max为被测目标的最大作用距离。 有时雷达重复频率的选择不能满足单值测距的要求, 例如在脉冲多普勒雷达或远程雷达, 这时目标回波对应的距离R为 R=c (m×T r+t r) 式中,t r为测得的回波信号与发射脉冲间的时延。这时将产生测距模糊, 为了得到目标的真实距离R, 必须判明式(2.1.7)中的模糊值m。 2:

多普勒雷达原理

汽笛声变调的启示--多普勒雷达原理 1842年一天,奥地利数学家多普勒路过铁路交叉处,恰逢一列火车从他身 旁驰过,他发现火车由远而近时汽笛声变响,音调变尖(注:应为“汽笛声的音频频率变高”);而火车由近而远时汽笛声变弱,音调变低(应为“汽笛声的音频频率降低了”)。他对这种现象感到极大兴趣,并进行了研究。发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动,使观察者听到的声音频率不同于振源频率的缘故,称为频移现象。因为这是多普勒首先提出来的,所以称为多普勒效应。 由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验进行验证。几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,验证了该效应。 为了理解这一现象,需要考察火车以恒定速度驶近时,汽笛发出的声波在传播过程中表现出的是声波波长缩短,好像波被“压缩”了。因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因;相反,当火车驶向远方时,声波的波长变大,好像波被“拉伸”了。因此,汽笛声听起来就显得低沉。 用科学语言来说,就是在一个物体发出一个信号时,当这个物体和接收者之间有相对运动时,虽然物体发出的信号频率固定不变,但接收者所接收到的信号频率相对于物体发出的信号频率出现了差异。多普勒效应也可以用波在介质中传播的衰减理论解释,波在介质中传播,会出现频散现象,随距离增加,高频向低频移动。 多普勒效应不仅适用于声波,它也适用于所有类型的波,包括电磁波。 多普勒效应被发现以后,直到1930年左右,才开始应用于电磁波领域中。常见的一种应用是医生检查就诊人用的“彩超”,就是利用了声波的多普勒效应。简单地说,“彩超”就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒。超声振荡器产生一种高频的等幅超声信号,向人体心血管器官发射,当超声波束遇到运动的脏器和血管时,便产生多普勒效应,反射信号为换能器所接受,根据反射波与发射波的频率差可以求出血流速度,根据反射波的频率是增大还是减小判定血流方向。 20世纪40年代中期,也就是多普勒发现这种现象之后大约100年,人们才将多普勒效应应用于雷达上。多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位,测速,测距等的雷达。当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时,如遇到活动目标,回波的频率与发射波的频率出现频率差(称为多普勒频率),根据多普勒频率的大小,可测出目标对雷达的径向相对运动速度;根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标的距离。20世纪70年代以来,随着大规模集成电路和数字处理技术的发展,多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面,成为重要的军事装备以及科学研究、业务应用装置。 多普勒天气雷达,是以多普勒效应为基础,当大气中云雨等目标物相对于雷达发射信号波有运动时,通过测定接收到的回波信号与发射信号之间的频率差异就能够解译出所需的信息。它与过去常规天气雷达仅仅接收云雨目标物对雷达发射电磁波的反射回波进了一大步。这种多普勒天气雷达的工作波长一般为5~10厘米,除了能起到常规天气雷达通过回波测定云雨目标物空间位置、强弱分布、垂直结构等作用,它的重大改进在于利用多普勒效应可以测定降水粒子的运

初中数学各章节知识点总结(人教版)

七年级数学(上)知识点 人教版七年级数学上册主要包含了有理数、整式的加减、一元一次方程、图形的认识初步四个章节的内容. 第一章、有理数 知识概念 1.有理数: (1)凡能写成 )0p q ,p (p q ≠为整数且形式的数,都是有理数.正整数、0、负整数统称整数;正分数、负分数统称分数;整数和分数统称有理数.注意:0即不是正数,也不是负数;-a 不一定是负数,+a 也不一定是正数;π不是有理数; (2)有理数的分类: ① ??? ? ? ????????负分数 负整数负有理数零正分数正整数 正有理数有理数 ② ???????????????负分数正分数 分数负整数零正整数整数有理数 2.数轴:数轴是规定了原点、正方向、单位长度的一条直线. 3.相反数: (1)只有符号不同的两个数,我们说其中一个是另一个的相反数;0的相反数还是0; (2)相反数的和为0 ? a+b=0 ? a 、b 互为相反数. 4.绝对值: (1)正数的绝对值是其本身,0的绝对值是0,负数的绝对值是它的相反数;注意:绝对值的意义是数轴上表示某数的点离开原点的距离; (2) 绝对值可表示为:?????<-=>=) 0a (a )0a (0) 0a (a a 或???<-≥=)0a (a )0a (a a ;绝对值的问题经常分类讨论; 5.有理数比大小:(1)正数的绝对值越大,这个数越大;(2)正数永远比0大,负数永远比0小;(3)正数大于一切负数;(4)两个负数比大小,绝对值大的反而小;(5)数轴上的两个数,右边的数总比左边的数大;(6)大数-小数 > 0,小数-大数 < 0. 6.互为倒数:乘积为1的两个数互为倒数;注意:0没有倒数;若 a ≠0,那么a 的倒数是a 1;若ab=1? a 、b 互为倒数;若ab=-1? a 、b 互为负倒数. 7. 有理数加法法则:

脉冲多普勒雷达的总结

脉冲多普勒雷达的总结 1、适用范围 脉冲多普勒(PD)雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制。这种雷达具有脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力,有更强的抑制杂波的能力,因而能在较强的杂波背景中分辨出动目标回波。 2、PD雷达的定义及其特征 (1)定义:PD雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。 (2)特征:①具有足够高的脉冲重复频率(简称PRF),以致不论杂波或所观测到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。 ③PRF很高,通常对所观测的目标产生距离模糊。 3、PD雷达的分类 图1 PD雷达的分类图 ①MTI雷达(低PRF):测距清晰,测速模糊 ②PD雷达(中PRF):测距模糊,测速模糊,是机载雷达的最佳波形选择 ③PD雷达(高PRF):测距模糊,测速清晰 4、机载下视PD雷达的杂波谱分析 机载下视PD雷达的地面杂波是由主瓣杂波、旁瓣杂波和高度线杂波所组成的。 、PRF 的选择 (1)高、中、低脉冲重复频率的选择 ①机载雷达在没有地杂波背景干扰的仰视情况下,通常采用低PRF加脉冲压缩。 ②迎面攻击时高PRF优于中PRF。尾随时,在低空,中PRF优于高PRF ;在高空,高PRF优于中PRF。 ③交替使用中、高PRF的方法,或者再加上在下视时采用低PRF的方法,并在低、中PRF时配合采用脉冲压缩技术,将是在所有工作条件下得到远距离探测性能的最有效的方

法。 (2)高PRF时重复频率的选择 ①使迎面目标谱线不落人旁瓣杂波区中: ②为了识别迎面和离去的目标: A、当接收机单边带滤波器对主瓣杂波频率固定时: B、当接收机单边带滤波器相对发射频率是固定时: 注:单边带滤波器的通带范围应从,单边带滤波器的中心频率是固定的,但偏离应为。 6、PD雷达的信号处理系统 PD雷达的信号处理系统主要由单边带滤波器、主瓣杂波抑制滤波器、零多普勒频率抑制滤波器、多普勒滤波器组、检波积累、转换器和门限等部分组成,下面总结各组成部分的特点及其实现方法。 (1)单边带滤波器 特点:带宽近似等于脉冲重复频率fr, 一般设置在中频; 从回波频谱中只滤出单根谱线; 避免了后面信号处理过程中可能产生的频谱折叠效应; 距离选通波门必须设在单边带滤波器之前; 要求带外抑制至少要大于60dB; 实现方法:采用石英晶体滤波器 (2)主瓣杂波抑制滤波器 特点:比目标回波能量要高出60-80dB; 主瓣杂波抑制滤波器的幅一频特性应是主瓣杂波频谱包络的倒数; 相当于一个白化滤波器,经过主瓣杂波抑制之后,后面的多普勒滤波器可以 按照白噪声中的匹配滤波理论来进行设计; 实现方法:首先确定它的频率,用一个混频器先消除变化的,就可以用一个固定频率的滤波器将其滤除. 确定主瓣杂波中心频率有两种方法:一种方法是利用频率跟踪; 另一种是由天线指向和载机飞行速度计算出主瓣杂波应有的多普勒频移,直接控制压 控振荡器去产生的振荡濒率。 (3)零多普勒频率抑制滤波器 特点:用于高度杂波的滤除; 同时抑制发射机直接进人到接收机的泄漏; 实现方法:①只需断开滤波器组中落人高度杂波区的那些子滤波器的输出; ②使用可防止检测高度线杂波专用的CFAR电路; ③使用航迹消隐器除去最后输出的高度线杂波。 (4)多普勒滤波器组 特点:是覆盖预期的目标多普勒频移范围的一组邻接的窄带滤波器; 起到了实现速度分辨和精确测量的作用; 可以设在中频,也可以设在视频;

马原各章知识点总结

马原各章知识点总结 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

《马克思主义基本原理》各章知识点: 第一章 1、哲学基本问题的内容及意义 内容:(p29)哲学基本问题是思维和存在的关系问题。包括两个方面的内容:其一,意识和物质、思维和存在,究竟谁是世界的本源,即物质和精神何者是第一性、何者是第二性的问题,对此问题的不同回答是划分唯物主义和唯心主义的唯一标准;其二,思维能否认识或正确认识存在的问题,是否承认思维和存在的同一性,这是划分可知论和不可知论哲学派别的标准。 意义:(p29)对哲学基本问题的回答,是解决其他一切哲学问题的前提和基础。只有科学解决思维和存在或意识和物质的关系问题,才能为在实践中理解世界的本质,把握世界的联系和发展,认识人类社会发展基本规律奠定基础。 2、马克思主义的物质观及其理论意义 马克思主义的物质观:(p31)物质是标志客观实在的哲学范畴,这种客观实在是人通过感觉感知的,它不依赖于我们的感觉而存在,为我们的感觉所复写、摄影、反映。 理论意义:(p32)第一,坚持了物质的客观实在性原则,坚持了唯物主义一元论,同唯心主义一元论和二元论划清了界限;第二,坚持了能动的反映论和可知论,批判了不可知论;第三,体现了唯物论和辩证法的统一;第四,体现了唯物主义自然观与唯物主义历史观的统一。 3、意识的本质 (p31)意识是物质世界的主观映象,是客观内容和主观形式的统一。意识在内容上是客观的,在形式上是主观的。物质决定意识,意识依赖于物质并反作用于物质。4、意识能动作用的表现 (p41)意识的能动作用是人的意识所特有的积极反映世界与改造世界的能力和活动,主要表现在: 第一,意识活动具有目的性和计划性;第二,意识活动具有创造性;第三,意识具有指导实践改造客观世界的作用;第四,意识具有指导、控制人的行为和生理活动的作用。 5、物质和运动的关系 (p32—33)世界是物质的,物质是运动的。物质和运动是不可分割的,一方面,运动是物质的存在方式和根本属性,物质是运动着的物质,脱离运动的物质是不存在的;另一方面,物质是一切运动变化和发展过程的实在基础和承担者,世界上没有离开物质的运动,任何形式的运动,都有它的物质主体。 6、为什么实践是人的存在方式?

雷达测速仪有哪些特点

我国河流湖泊众多,水网密布,而要测量水流的流速,记录水文数据资料,就需要用到测速仪。雷达测速仪就是众多测速仪中的一种,雷达测流运用的原理是多普勒效应。多普勒效应是为纪念奥地利物理学家克里斯琴约翰.多普勒而命名的。在声学领域中,当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时,回声的频率将有所变化,此种频率的变化称之为频移,即多普勒效应。如下图所示,当雷达流速仪与水体以相对速度V发生对运动时,雷达流速仪所收到的电磁波频率与雷达自身所发出的电磁波频率有所不同, 此频率差称为多普勒频移。通过解析频移与V的关系,得到流体表面流速。 雷达测速仪被广泛应用在河道、灌渠、防汛等水文测量;江河、水资源监测;环保排污、地下水道管网监测;城市防洪、山区暴雨性洪水监测;地质灾害预警监测等诸多领域。 今天我们主要来看看雷达测速仪的特点,主要有如下几个特点: 1、非接触、安全低损、少维护、不受泥沙影响; 2、能胜任洪水期高流速条件下的测量; 3、具有防反接、防雷保护功能; 4、系统功耗低,一般太阳能供电即可满足测流需要; 5、多种接口方式,既有数字接口又具有模拟接口,方便接入系统; 6、无线传输功能(可选),可将数据无线传输到3.5km以外;

7、测速范围宽,测量距离远达40m; 8、多种触发模式:周期、触发、查询、自动; 9、安装特别简单,土建量很少; 10、全防水设计,适合野外使用。 非接触雷达测流方式测速时设备不受污水腐蚀,不受泥沙影响,少受水毁影响,土建简单,便于维护,保障人员安全,特殊的天线设计使得功耗超低,大大降低了供电需求。不仅可用于平时流速监测,而且特别适合承担急难险重观测任务。 航征科技是目前国内具有自主知识产权的雷达方案提供商, 拥有多项专利和软件著作权。航征面向水文、水利、环境保护、城市排水管网等行业用户, 提供雷达流速流量在线监测解决方案。航征分别在上海、无锡建立了运营和研发测试中心,拥有完整的技术研发体系和阵容强大的科研队伍,与清华大学、国防科技大学、上海交通大学等知名院校达成长期战略合作,有多位业内专家作为公司的技术后盾,立志成为全球优秀的智能传感解决方案提供商。

雷达总结

雷达气象学是一门与大气探测、大气物理,天气系统探测相关联的学科 Radar:通过无线电技术对目标物的探测和定位。测定目标位置的无线电技术范畴 气象雷达:是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达,“千里眼、顺风耳”。 雷达气象学:利用气象雷达,进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科,它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。 气象雷达的分类:探空雷达、测雨雷达、声雷达、多普勒雷达、激光雷达 南方:S波段为主,北方:C波段为主 雷达机的主要构成 RDA -雷达数据采集子系统RPG -雷达产品生成子系统PUP -主用户处理器子系统其次包括:通讯子系统、附属安装设备RDA 主要结构:天伺系统、发射机、接收机、信号处理器 定义:用户所使用的雷达数据的采集单元。 功能:产生和发射射频脉冲,接收目标物对这些脉冲的散射能量,并通过数字化形成基数据。 雷达的硬件系统! RDA的扫描方式:雷达在一次体积扫描中使用多少角度和时间。 RDA的天气模式:1.晴空模式:VCP11或VCP21 2.降水模式:VCP31或VCP32 新一代雷达:降水模式 VCP:雷达天线体扫模式 RPG(雷达产品生成系统) 定义:(指令中心)由宽带通讯线路从RDA接收数字化的基本数据,对其进行处理和生成各种雷达数据产品,并将产品通过窄带通讯线路传给用户 功能:产品生成、产品分发、雷达控制台(UCP) PUP(主用户处理系统) 功能:获取、存贮和显示雷达数据产品。预报员通过这一界面获取所需要的雷达产品,并将它们以适当的形式显示在监视器上 用处:(1)产品请求(获取),(2)产品数据存贮和管理,(3)产品显示,(4)状态监视,(5)产品编辑注释。 粒子对电磁波有散射,衰减,折射的作用 散射:当电磁波束在大气中传播,遇到空气介质或云滴、雨滴等悬浮粒子时,入射电磁波会从这些介质或粒子上向四面八方传播开来,这种现象称为散射现象。 主要物质:大气介质、云滴、水滴,气溶胶等。其它散射现象:光波、声波等 散射的类型:瑞利散射:d<<λ;米(Mie)散射:d≈λ 瑞利散射 散射函数或方向函数: 后向散射能量:雷达天线接收到的只是粒子散射中返回雷达方向(θ=π)的那一部分能量,这部分能量称为后向散射能量。瑞利散射性质 ①粒子的散射能力与波长的四次方成反比。波长越短,散射越强。 ②粒子的散射能力与直径的6次方成正比。粒子半径越大,散射越强。 ③粒子的前向散射和后向散射为最大,粒子无侧向散射。散射截面为纺锤形。 散射截面或后向散射截面 定义:设有一个理想的散射体,其截面为σ,它能全部接收射到其上的电磁波能量,并全部均匀地向四周散射,该理想散射体散射回雷达天线处的电磁波能流密度,恰好等于同距离上实际散体返回雷达天线的电磁波能流密度,则该理想散射体的截面σ就是实际散射体的后向散射截面。 意义:用来表示粒子后向散射能力的强弱。后向散射截面越大,粒子的后向散射能力越强,在同样条件下,所产生的回波信号也越强。 反射率η:单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和。 反射率因子(Z):Z的不同取值,意味着不同天气状况。通常Z的取值从0dBz~70dBz,因此要求天气雷达必需有非常大的检测范围。新一代天气多普勒雷达的接收机动态范围是90~100dBz以内。

高中高一数学各章知识点总结《整理》

高中高一数学各章知识点总结 高中高一数学必修1各章知识点总结 第一章集合与函数概念 一、集合有关概念 1、集合的含义:某些指定的对象集在一起就成为一个集合,其中每一个对象 叫元素。 2、集合的中元素的三个特性:1.元素的确定性; 2.元素的互异性; 3.元素 的无序性 说明:(1)对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,任何一个对象或者是或者不是这个给定的集合的元素。(2)任何一个给定的集合中,任何两个元素都是不同的对象,相同的对象归入一个集合时,仅算一个元素。(3)集合中的元素是平等的,没有先后顺序,因此判定两个集合是否一样,仅需比较它们的元素是否一样,不需考查排列顺序是否一样。(4)集合元素的三个特性使集合本身具有了确定性和整体性。 3、集合的表示:{ … } 如{我校的篮球队员},{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋} 1. 用拉丁字母表示集合:A={我校的篮球队员},B={1,2,3,4,5} 2.集合的表示方法:列举法与描述法。 注意啊:常用数集及其记法: 非负整数集(即自然数集)记作:N 正整数集 N*或 N+ 整数集Z 有理数集Q 实数集R 关于“属于”的概念集合的元素通常用小写的拉丁字母表示,如:a是集合A的元素,就说a属于集合A 记作 a∈A ,相反,a不属于集合A 记作 a

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DSP多普勒雷达测速测距

DSP 实验课大作业设计 一 实验目的 在DSP 上实现线性调频信号的脉冲压缩、动目标显示(MTI )和动目标检测(MTD),并将结果与MATLAB 上的结果进行误差仿真。 二 实验内容 2.1 MATLAB 仿真 设定带宽、脉宽、采样率、脉冲重复频率,用MATLAB 产生16个脉冲的LFM ,每个脉冲有4个目标(静止,低速,高速),依次做 2.1.1 脉压 2.1.2 相邻2脉冲做MTI ,产生15个脉冲 2.1.3 16个脉冲到齐后,做MTD ,输出16个多普勒通道 2.2 DSP 实现 将MATLAB 产生的信号,在visual dsp 中做脉压,MTI 、MTD ,并将结果与MATLAB 作比较。 三 实验原理 3.1 脉冲压缩原理及线性调频信号 雷达中的显著矛盾是:雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾以及距离分辨率和速度分辨率之间的矛盾。雷达的距离分辨率取决于信号带宽。在普通脉冲雷达中,雷达信号的时宽带宽积为一常量(约为1),因此不能兼顾距离分辨率和速度分辨力两项指标。脉冲压缩(PC )采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率,保证足够的最大作用距离,而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲,以提高距离分辨率,因而能较好地解决作用距离和分辨能力之间的矛盾。 一个理想的脉冲压缩系统,应该是一个匹配滤波系统。它要求发射信号具有非线性的相位谱,并使其包络接近矩形;要求压缩网络的频率特性(包括幅频特性和相频特性)与发射脉冲信号频谱(包括幅度谱和相位谱)实现完全的匹配。 脉冲压缩按信号的调制规律(调频或调相)分类,可分为以下四种: (1)线性调频脉冲压缩 (2)非线性调频脉冲压缩 (3)相位编码脉冲压缩 (4)时间频率编码脉冲压缩 本实验采用的是线性调频脉冲压缩。 线性调频信号是指频率随时间的变化而线性改变的信号。线性调频可以同时保留连续信号和脉冲的特性,并且可以获得较大的压缩比,有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率,所以将线性调频信号作为雷达系统中一种常用的脉冲压缩信号。 接收机输入端的回波信号是经过调制的宽脉冲,所以在接收机中应该设置一个与发射信号频率匹配的滤波器,使回波信号变成窄脉冲,同时实现了宽脉冲的能量和窄脉冲的分辨能力。解决了雷达发射能量及分辨率之间的矛盾。 匹配滤波器是指输出信噪比最大准则下的最佳线性滤波器。根据匹配理论, 匹配滤波器的传输特性: 0)()(*t j e KS H ωωω-=

脉冲多普勒雷达的总结

脉冲多普勒雷达的总结 1、 适用范围 脉冲多普勒(PD )雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制。这种雷达具有脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力,有更强的抑制杂波的能力,因而能在较强的杂波背景中分辨出动目标回波。 2、 PD 雷达的定义及其特征 (1) 定义:PD 雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。 (2) 特征:①具有足够高的脉冲重复频率(简称PRF ),以致不论杂波或所观 测到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。 ③PRF 很高,通常对所观测的目标产生距离模糊。 3、 PD 雷达的分类 图1 PD 雷达的分类图 ① MTI 雷达(低PRF ):测距清晰,测速模糊 ② PD 雷达(中PRF ):测距模糊,测速模糊,是机载雷达的最佳波形选择 ③ PD 雷达(高PRF ):测距模糊,测速清晰 4、 机载下视PD 雷达的杂波谱分析 机载下视PD 雷达的地面杂波是由主瓣杂波、旁瓣杂波和高度线杂波所组成的。 表 1

5、PRF的选择 (1)高、中、低脉冲重复频率的选择 ①机载雷达在没有地杂波背景干扰的仰视情况下,通常采用低PRF加脉冲压缩。 ②迎面攻击时高PRF优于中PRF。尾随时,在低空,中PRF优于高PRF ;在高空,高PRF优于中PRF。 ③交替使用中、高PRF的方法,或者再加上在下视时采用低PRF的方法,并在低、中PRF时配合采用脉冲压缩技术,将是在所有工作条件下得到远距离探测性能的最有效的方法。 (2)高PRF时重复频率的选择 ①使迎面目标谱线不落人旁瓣杂波区中: ②为了识别迎面和离去的目标: A、当接收机单边带滤波器对主瓣杂波频率固定时: B、当接收机单边带滤波器相对发射频率是固定时: 注:单边带滤波器的通带范围应从,单边带滤波器的中心频率是固定的,但偏离应为。6、PD雷达的信号处理系统 PD雷达的信号处理系统主要由单边带滤波器、主瓣杂波抑制滤波器、零多普勒频率抑制滤波器、多普勒滤波器组、检波积累、转换器和门限等部分组成,下面总结各组成部分的特点及其实现方法。 (1)单边带滤波器 特点:带宽近似等于脉冲重复频率fr, 一般设置在中频; 从回波频谱中只滤出单根谱线;

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