24Ghz车载雷达原理和设计大报告

超高速通信电路与系统技术概论课程报告

小组成员：

学院：信息科学与工程学院

指导老师：

二零一七年六月

24GHz车载雷达原理与设计

1.研究背景与车载雷达的发展与应用

1.1研究背景

自从1904年德国工程师里斯蒂安在柏林皇家专利会上取得了雷达设计的发明专利以后，雷达的发展可谓是日新月异。雷达最初的目的在于无线电检测和测距，辐射出能量并检测反射回来的波，根据时间差可计算出与目标物体之间的距离。现在技术较为成熟的是调频连续波雷达，一个频率连续变化的波，其中一部分波束信号作为参考物，另一部分波束信号辐射出去，经过目标物体局部反射后的信号与参考信号进行混频从而产生一个差频信号，通过信号处理则可以得到距离。这种技术不仅精度极高，同时成本较低，因此广为流行。

据调查统计，追尾是交通事故最主要的发生形式，尤其是高速公路上的超速现象和雨雪雾霾天气更是事故的导火索。交通事故大多数是驾驶员没有意识到前方车辆距离自身车辆太近或者完全来不及反应所造成的，如果驾驶员能提前0.5秒意识到危险的靠近，那么交通事故将减少至少一半。对此，目前已采取了许多措施，其中主要有安全带、安全气囊和保险杠等，但这都只是“治标不治本”。要想从根本上解决问题，汽车安全间距检测系统的存在必不可少。

汽车安全间距检测系统主要的作用为停车辅助和防止碰撞。停车辅助是指驾驶员在倒车时倒车雷达会帮助他们探测后视镜看不见的物体，通常是用来探测后方物体的距离，当距离过小存在危险时，警报会发出声响提醒驾驶员注意，通常距离越小警报声显得越危急。除此之外，碰撞避免是指在碰撞快要发生时发出警报提醒驾驶员及时作出应对，减少驾驶员的反应时间，极大程度地避免了碰撞的发生。该系统同样也是以雷达为基础，雷达如图1.1所示，它不断探测周围车辆的距离和速度，不仅会发出警报，必要时也会自动拐弯或是减速。由此可见，汽车安全间距检测系统对于减少交通事故的发生起着不可替代的关键作用。

图1-1防撞雷达示意图

由于交通事故率每一年都在上涨，汽车雷达得到了业内人士越来越多的关注，从上个世纪70年代至今，渐渐出现了超声波、激光、红外、微波等多种方式的汽车雷达系统。

表1-1各种雷达技术方案比较

毫米波是指波长为1-10毫米、频率为30GHz-300GHz的电磁波。根据表1-1所示，毫米波具有抗干扰能力强、穿透力强、气候影响小以及体积小重量轻的优点。除此之外，毫米波有较大的多普勒带宽，多普勒效应明显，测量精度高，因此汽车毫米波雷达显然是研究人员设计与研究的重中之重，具有良好的商业价值和广阔的发展前景。虽然各类雷达的结构不同，但是所有的雷达都至少包括五个基本的部分：发射机、发射天线、接收机、接收天线和显示设备。而研究的重点则是汽车雷达的主要核心部件——雷达接收机。

目前市面上普遍存在的车载雷达使用频率主要集中在 24GHz，60GHz 与 77GHz这三个频率。由于这三个频率附近的波在空气中衰减较大，因此不会对人体和其他电子设备造成太大的影响。FCC(Federal Communication Commission)规定24GHz作为短距离车载雷达的标准频率，而另外两种则是长距离车载雷达的标准频率。长距离车载雷达技术要求极高，且价格昂贵，因此一般用于高级轿车。而短距离车载雷达性价比极高，精度高、体积合适，是未来雷达发展的重点。

1.2车载雷达的发展与应用

从上世纪六十年代至七十年代末，由于微波理论水平较低、器件集成度较低、硬件成本高等不利因素，各国所研制的车载雷达存在着很大的差异。从七十年代以后，车载雷达的体积因为频率的增加而逐渐减小，但由于技术达不到要求，发展速度缓慢。但在八十年代以后，随着微波理论的日趋成熟以及技术水平的大大提升，欧洲、美国和日本等都研究出了性能极强、体积合适的车载雷达，并开始投入使用。

目前，汽车毫米波雷达系统的研究主要集中在国外，工作频率为77GHz的车载雷达研究及发展最为良好，具体情况如表1-2所示。相比之下，国内对汽车雷达研究显得太过年轻，尚在起步阶段，研究的热点和难点在于贴片天线和集成化前端雷达系统等。

表1-2国外汽车毫米波雷达的发展状况

早期德国ADC公司曾利用了脉冲测距，出产了ASR100毫米波雷达，之后Denso公司、日本丰田公司与三菱公司开始合作，运用先进的相控阵技术，生产了汽车毫米波雷达，该雷达采用了调频连续波测距方式，具有良好的抗干扰能力。从上个世纪70年代开始，车载雷达发展开始集中在了微波频率段。在欧洲，欧洲电信标准协会(ETSI)管理频率分配，拨出24.05到24.25 GHz这个频段用于车载雷达。在美国，联邦通信委员会(FCC)要求超宽带车载雷达系统操作频率为22 到29 GHz。除此之外，在欧洲还成立了短程汽车雷达频率分配联盟 (SARA)，这使得车载雷达在24 GHz、 77 GHz等频段得以顺利发展。

相比于欧美各国，我国对车载雷达的研究起步相对较晚，但是国内源源不断的人才涌出开始了进行汽车防撞雷达系统的研究。2001年，中国科学院上海微系统所研究出了工作频率在35GHz， LFMCW体制的毫米波雷达系统，取得了不俗的成绩。该雷达利用周期性三角波作为调制信号，射频前端采用波导结构，采用喇叭天线并利用DSP芯片完成信号处理，其测距范围大于100m，测速范围大于lOOkm／h。四年以后，该所又研制出我国首个24GHz全芯片集成小型防撞雷达。除此之外，国内各高校也纷纷开展了对车载雷达的研究，但大多处于实验阶段，并未形成产业化，各方面来说都与国际先进水平有所差距，但这极大地推动了我国车载雷达的发展。

随着半导体微波源的进步，以及计算微控制器和数字信号处理芯片的发展, 车载雷达实现了商业化。虽然存在很多竞争对手如红外波和超声波，但毫米波凭借其不易受影响的特点，依然在车载雷达发展中占重要地位。对于车载雷达，系统功能和总成本也是应该考虑的，并且还需要考虑如何实现良好的营销来吸引客户，才能投入大量的使用，继而促使现代车载雷达在碰撞报警系统(FCWS)，向前主动避撞系统(FCAS)以及自适应巡航控制系统(ASS)的发展，实现良性循环。

伴随着毫米波技术的日益成熟，车载雷达的功能也日趋复杂。最开始的低级碰撞报警系统发展成为了高级自动巡航系统，实现了监控车距和车速、自动控制车速、可导航定位等功能的突破。不久的未来，车载雷达系统将不断进步，继而识别与分类不同目标，并对交通情况实时成像，以实现雷达通信一体化。雷达接收机作为车载雷达的核心部件至关重要，但是仍然需要继续深入研究其他部件如混频器、低噪声放大器等。总体来说，24GHz车载雷达的高精确，小型化，低成本仍然是行业发展的目标。

2 雷达系统原理与方案

2.1工作原理

毫米波雷达的工作体制主要有脉冲体制和调频连续波（FMCW）体制。

调频连续波雷达其基本原理是首先产生一个频率连续变化的波，一小部分的波束信号被用作参考信号，另外一大部分波束信号被天线辐射出去。发射信号在传播过程中假如遇到目标则局部反射，反射回来的信号被接收天线接收并与参考波束进行混频，从而产生一个差频信号，后期的信号处理电路便可从中频信号中提取出目标的距离速度等讯息。调频连续波雷达系统框图如图 2-1 所示。

图2-1调频连续波雷达系统框图

脉冲雷达框图如图 2-2 所示，其测距时由于重复频率高会产生测距模糊，为了辨别模糊就需要对周期辐射的脉冲信号加上某些可以识别的标志，调频脉冲串就是一种方法。脉冲频率调制(PFM)方法一般被用来测距，脉冲频率调制(PFM)的调制信号频率随输入信号的幅值变化，而占空比不变。因为调制信号常常为频率变化的方波信号，所以 PFM 也称为方波 FM。

图2-2 脉冲雷达框图

2.2 FMCW体制

2.2.1调频连续波测距

FMCW雷达系统的发射机产生连续高频等幅波，一般采用三角波进行调制，使其频率在时间上按照三角形规律变化。无线电波传播过程中遇到目标发生反射，接收天线接收到回波信号，在这段时间内，发射机的频率较回波频率己经发生变化，将发射机直接耦合的信号与接收天线接收到的目标回波通过接收机的混频器，输出差频信号，通过对差频信号的测量可

以计算出目标的距离。

图2-3 静止目标下三角波调制FMCW雷达工作原理

目标距离R和中频信号频率 的关系式：

2.2.2调频连续波测速

当反射回波来自运动目标时，相对速度造成了多普勒频移，使中频信号的频率相对于静止时有所升高或降低，包含了距离与速度的信息。

图2-4 运动目标下三角波调制FMCW雷达工作原理

设目标距离为R，相对径向速度为v的运动目标产生的多普勒频率为 ，设三角波上升沿和下降沿输出中频信号频率分别是 和 ， 为发射信号波长可得：

（ ）

其中：

目标靠近时v的符号位正，目标远离时v的符号为负。

2.2.3调频连续波测角

扫频天线的测角原理如图2-5。天线的波束随着频率的变化摇头，当天线的波束指向被测物体，会产生一个功率大的反射波。通过计算，可以得到被测物体的角度。

图2-5 天线测角原理

2.3脉冲体制

脉冲多普勒雷达是利用信号频域特性分辨和检测目标的脉冲雷达。目标和干扰物相对于雷达的径向速度不同，回波信号也有不同的多普勒频率。可用频域过滤的方法选出目标的多普勒频率谱线，滤除干扰杂波的谱线，使雷达从强杂波中分离和检测出目标信号[3]。

两者优缺点比较如下：

表2-1 FMCW体制与脉冲体制对比

综上，FMCW是在连续波雷达的基础上发展起来的，同时又具备了许多连续波和脉冲雷达所不具有的特点，一般汽车雷达系统倾向于采用结构简单，成本较低，适合做近距离探测

的连续波雷达体制。

2.4简单的射频系统方案

这里以车载雷达系统方案为例，一般都会采用FMCW体制。

图2-6 基本雷达系统框图

一个完整的雷达系统主要包括如图2-6的几个部分：发射机、接收机、信道与噪声等，对应实际中的微波组件即发射组件、接收组件、天线与射频源。

3发射链路设计

3.1 发射链路设计方案

论文所设计的发射链路主要包括三个部分：压控振荡器、功率放大器、功率分配器。其中，压控振荡器通过调谐电压产生调频连续波信号，功率放大器把发射信号放大到所需要的功率范围，功率分配器将输出功率分为两路：一路作为本振信号输入混频器，另一路作为发射信号由天线发出。发射链路设计框图如图3-1所示。

图3-1 发射链路框图

3.2 压控振荡器的设计

振荡器是将直流电源能量转化成交流能量的电路，为了在没有外部输入信号的情况下产生自我维持的输出振荡信号，振荡器自身需要有正反馈和足够的增益，用来克服反馈路径上的损耗，同时需要具备选频网络。影响振荡器性能的主要指标包括振荡频率、振荡幅度、线性度和相位噪声等。

论文需要产生中心频率24.5GHz，带宽500MHz的调频信号，调制信号为频率1kHz的三角波信号。这里以Hittite公司生产的HMC739LP4E芯片为例，这是一款异质结双极晶体管单片微波集成电路，将谐振器、负阻元件、可变电容二极管一体化，具有很好的相位噪声性能。表3-1给出了芯片手册所提供的主要性能参数。

表3-1 HMC739LP4E芯片主要参数(V CC=+5V，T=25℃)

采用介电常数为2.55，厚度0．5mm的板材设计，对HMC739LP4测试板进行性能测试。图3-2所示为HMC739LP4E测试板实物图。

图3-2 VCO测试板实物图

VCO的线性度对FMCW汽车防撞雷达的系统精度具有很大的影响，一般的，在利用负阻振荡器等方法设计VCO时，都需要通过开环或闭环校正技术，对VCO进行线性度校正。对于HMC739LP4集成芯片，首先需要测试其线性度，通过调节V tune输入引脚的电压，使输出信号的频率范围在24．25～24．75GHz，记录输出信号频率与调谐电压的关系，对VCO的线性度进行测试。

表3-2 改变调谐电压对应输出频率关系

利用Origin软件，做出输出信号频率与调谐电压的测试曲线，如图3-3所示。

图3-3 VCO输出频率与调谐电压关系测试

可以看出，在24.25-24.75GHz的500MHz带宽范围内，输出信号频率与调谐电压基本成线性关系，且调谐电压范围在2～3V之间。

3.3 功率放大器的设计

射频功率放大器位于发射机后端，作为发射机的关键模块，它用来放大射频信号以

达到一定的输出功率要求，送给天线发射。在功率放大器的使用中，影响其性能的主要

指标包括：输出功率、增益、输入输出反射系数、线性度等。

论文中，根据混频器的需求，需要+15dBm的本振信号输入，考虑到功率分配器3dB等分，因此VCO输出至少要达到18dBm，而VCO实际输出实测只能达到9dBm，因此需要经过一级功率放大器。选取Hittite公司生产的HMC442LC3B型功率放大器，该款功放可用于17.5-25.5GHz频段，表3-3为该芯片在24.0-25.5GHz频带内主要性能参数。

表3-3 HMC442LC3B主要性能参数

由上一节知道，VCO输出功率9dBm，通过功放后输出功率约为20dBm，在功放正常输出功率范围内，同时考虑到后级通过3dB功分器，因此进入混频器的本振信号功率约为17dBm，也满足混频器所需的15dBm本振信号的要求。因此，该款功放能够满足该课题的要求。

同样采用介电常数为2.55，厚度0.5mm的板材设计，对HMC442LC3B测试板进行性能测试，测试所需仪器包括：双路电源，信号源，频谱仪，矢量网络分析仪。图3-4为HMC442LC3B 测试板实物图。

图3-4 功放测试板实物图

上电时，先上栅压，再上漏压，通过微调栅压，使得芯片的工作电流在84mA左右。然后利用矢量网络分析仪对功放的增益和输入输出反射系数进行测试。图3-5了S参数测试结果。可以看出，24.5GHz时增益7.2dB，输入反射系数-3.2dB，输出反射系数-15.3dB，500MHz 带宽内增益平坦度约为1dB，与芯片手册提供的数据与小信号S参数仿真结果相比，增益及输入反射系数的测试性能有所下降。通过分析，考虑可能由以下几点原因导致：（1）在测试过程中，发现芯片的接地对性能起到重要的影响，尤其在高频情况下，一旦芯片的接地较差，很容易产生自激。

（2）高频下很容易受到测试环境的辐射干扰，可以为测试板单独做一个封闭的盒子以减少辐射产生的影响。

（3）输入输出微带线周围的地孔与传输线距离较近，形成共面波导，从而与设计时计算的线宽有差异，从而影响输入输出反射系数。

图3-5 功放S参数测试结果

设置信号源输出信号频率为24.5GHz，功率0dBm，通过功放在频谱仪上测试功放输出功率。通过逐步增加信号源输出信号功率，对功放的1dB压缩点进行测试。图3-6为功放1dB 压缩点测试曲线。

图3-6 功放1dB压缩点测试

从测试结果可以看出，该功放输出功率1dB压缩点在22.5dBm左右，与芯片手册所提供的22dBm典型值吻合。

3.4 功率分配器的设计

功率分配器是用于功率分配的无源微波器件。在功率分配中，一个输入信号被功分

器分成两个或多个较小的功率信号。常见的功率分配器有：T型结功率分配器和威尔金森功率分配器。其中T型结分配器又包括无耗分配器和电阻性分配器。无耗T型结功分器不能在全部端口匹配，且输出端口之间没有隔离：电阻性功分器虽然可以在全部端口匹配，但不是无耗的，且输出端口之间同样达不到隔离。威尔金森功分器的特点是：在输出端口都匹配时，仍具有无耗的有用特性，只耗散反射功率。

论文采用3dB威尔金森功分器结构进行设计。采用介电常数2.55，厚度0.5mm的板材，首先在ADS LineCalc工具中计算出50欧匹配传输线的宽度和70．7欧四分之一波长微带线的长宽。然后利用HFSS对3dB威尔金森功分器进行建模，如图3—7所示。其中用于平衡两个输出端口，吸收反射功率的隔离电阻采用Lump RLC模型。通过微调传输线长度、四分之一波长微带线的间距、圆弧角度和隔离电阻的位置等参数，进行优化仿真，最终得到中心频率24．5GHz，带宽1GHz下的S参数仿真结果，如图3—8所示。

图3-7 3dB威尔金森功率分配器的HFSS建模

图3-8 3dB威尔金森功分器仿真结果

从图3-8可以看出，中心频率24.5GHz时，功分器两路输出达到平衡，插入损耗小于0.6dB，输入反射系数约在-15dB左右，两路输出反射系数约为-12.5dB，端口2和端口3的隔离度大约-20dB。

利用Agilent公司生产的E8363B型矢量网络分析仪对实物进行测试。图3—9给出了测试板的实物图。

图3-9 3dB威尔金森功分器测试板实物图

图3-10给出了3dB威尔金森功分器测试结果。

图3-10 3dB威尔金森功分器测试结果

与图3—8所示的仿真结果相比较，3dB威尔金森功分器实测性能在反射系数、隔离度、插入损耗等方面都差了一些。其中，输入反射系数只有-7dB左右，两个输出端口的反射系数均在-10dB以下，隔离度接近-20dB，插损约2.5dB，不平衡度在0.5dB左右。分析原因，一方面与设计本身有关系，另一方面可能受到测试环境和测试方法的影响：考虑到测试时输入1端口通过SMA接头连接，而输出2、3端口通过高频夹具连接，可能由于SMA接头在高频时的损耗和失配导致输入反射和插入损耗性能的恶化。

4 接收组件设计

4.1 雷达接收机

雷达接收机的功能是经过放大器、滤波器、下变频器数字化回波信号，以最大限度的区分需要的回波信号和不需要的干扰。雷达性能通常用所能检测到的给定散射界面目标的最大作用距离来表征。雷达方程的基本形式可表示为：

(4-1)

其中，Rmax是最大探测距离；Pt是发射信号功率；Gt是发射天线增益；Gr是接收天线增益； 为发射电磁能量的波长；σ 为目标的雷达散射截面；Smin为接收机最小可检测的信号。

24GHz车载雷达系统需要体积小成本低的接收机，目前的接收机种类主要有：超外差接收机、零中频接收机和数字中频接收机等等。超外差式接收机具有较高的灵敏度指标，但是其中频结构比较复杂；数字中频接收机则对A/D转换器的性能具有较高的要求；相对而言零中频接收机更加符合应用要求。零中频接收机（ Zero-IF architecture）结构框图如图4.1所示。该系统包括锁相环（ Phase Locked Loop， PLL）、接收机信号强度指示器（ Received Signal Strength Indicator， RSSI）和滤波器。这种接收机的下变频不经过中频直接转化成两路相互正交（ I/Q）的基带信号。由于镜像干扰信号的功率电平等于或者小于所需的信号，且只有一个本振用于下变频，所以该结构的镜像干扰问题较低，并且镜像干扰滤波器在集成芯片片内完成，电路结构简单，用于24GHz车载雷达体系，易于接收机的小型化，其低成本、功耗小，具有显著优势。

图 4-1 零中频接收机系统框图

但是零中频接收机不可避免的存在一些问题。首先，本振信号与载波信号相同，寄生的本振信号会从接收机泄漏到天线，这会干扰其他同样频率的接收机，即通常所说的本振泄露；其次，偶数阶形变会进入基带并且不可被抵消，即有偶次失真干扰；最后，接近直流信号的来自有源设备的闪烁噪声接近直流信号，这会恶化信噪比，即存在直流偏差。这些问题在设计零中频接收机中都需要加以考虑，通常采用加大射频端口间的隔离度、采用差分结构等等加以解决，使其适应工作需要。

4.2 雷达接收组件主要技术参数

4.2.1 噪声

噪声系数是接收机输入与输出信噪比的比值，其表达式为：

(4-2)

其中，Si为输入额定信号的功率；Ni为输入额定噪声的功率（ Ni=kT0Bn， Bn 为接收机的噪声带宽）； Si为输出额定信号的功率；Ni为输出额定噪声的功率。

噪声系数表征接收机内的噪声状况，有确定的物理含义：它表示因为接收机内部噪声的影响，接收机输出端的信噪比相对于输入端的信噪比变差的倍数。当F0=1 时达到最小噪声，即接收机内部没有噪声，显然这是理想状况。噪声系数只适用于接收机检波部分以前的部分，此部分电路为线性电路或准线性电路。

接收机通常由多级有源电路组成，这就需要考虑多个单元级联的情况，如图4.2 所示。

图 4.2 噪声级联

n 级电路级联是接收机的总噪声系数为：

(4-3)

式中，Fn指第 n 级的噪声系数，Gn指 n 级的放大增益。由上式可知，各级的噪声系数小，额定增益高便能保证系统具有低的总噪声系数。各级内部的噪声对总噪声的影响并不相同，主要取决于最前面几级，这使得低噪放在接收电路中具有很大的作用，通常采用高增益的低噪放并保证低噪放前级的无源电路插损尽量小。

4.2.2 灵敏度

接收机的灵敏度表征其接收信号的能力，接收机有越高的灵敏度，它便能够接收到越弱的信号，同样决定了雷达作用距离越远。接收信号的强度通常用功率来衡量，接收机的灵敏度用其能够辨别的最小信号的功率 Smin 来表示，如果信号功率值小于此值，表示信号不能被检测出来。

通过式（ 4-3）可推得

(4-4)

式中，为接收机输入端的额定噪声功率，进一步可知：

(4-5)

为保证雷达虚警率满足条件，通常需要接收机的中频输出的信噪比满足相应的要求，可检测的最小输入功率对应中频输出的信噪比的关系为：

(4-6) 可以用M表示，即通常所说的“识别系数”，灵敏度又可以写为：

(4-7)

M=1 时的灵敏度被称为“临界灵敏度”，方便比较噪声系数 F0 与带宽 Bn对灵敏度的影响，此时式（ 4-7）可表示为：

(4-8)

将kT0的值代入上式，便可得到近似的计算公式：

(4-9)

接收机的灵敏度主要受到噪声电平的限制，想要提高灵敏度就需要减小噪声电平。首先，是外部的干扰（噪声），因为许多雷达的接收机前端都含有低噪放，这就突出了在接收机输入端噪声大小的重要，这个噪音电平决定于天线的噪声温度及其有效的噪声增益或损失。其次，是接收机内部的噪声，主要由接收机的电阻、谐振回路等有损耗的元件产生的热噪声以及电子管晶体管等有源器件产生的各种噪声组成。减小这类噪声需要对中频放大器进行匹配滤波以取得最大的输出信噪比，还需要选取高增益的低噪放。

4.2.3 增益与动态范围

增益为接收机对信号回波的放大能力，可以表示为：

(4-10)

由上可知增益是输出信号功率与输入信号功率的比值。接收机通常会按照系统指标的规定确定其增益大小。

动态范围代表了接收机将接收信号按预期处理的信号强度范围，通常认为本底噪声为动态范围最低值，而动态范围的最大值由理想响应的允许误差以及信号类型决定。现代雷达系统越来越依靠紧跟着数字信号处理的线性接收机，它提供了较高灵活性和近乎理想的信号检测参数。以前的各种限制和对数接收机方法被用来执行各种信号处理功能，这种接收机必须定义一个相对于理想的非线性响应来说可以允许的误差输出范围。包括具有增益形式在内接收机的必须区分瞬时动态范围和总动态范围的区别, 总动态范围实现增益控制后的瞬时动态范围变化结果。

无杂散动态范围（ Spurious Free Dynamic Range， SFDR）

无杂散动态范围是信号的最大电平与接收机内部产生的最大杂散信号电平的比值，通常用分贝(dB)表示。这个参数是由多种因素决定的,包括混频器互调， A/ D转换器的性能和许多其他的路径影响，导致不必要的信号被耦合进接收机信号。

互调失真（ Intermodulation Distortion， IMD）

互调失真是一个非线性的过程，来源于输入基本信号频率的线性组合。二阶和三阶互调是最常见，所以需要接受双音的接收机指标中通常特地的标明二阶和三阶的交调截点。这个交调截点的理想选择为交调产物与输入基本信号能量相等的点。

4.2.4 信号带宽

瞬时带宽是指元器件可以高准确性的同时处理两个或两个以上的信号的频率范围。当瞬时带宽这一术语被用作雷达接收机参数，它指的便是出现在接收机系统里的射频滤波器、中频滤波器、视频滤波器和数字滤波器等等的带宽参数。

当雷达接收机采用拉伸方式的信号处理时，射频处理带宽明显大于中频带宽。因此，瞬时带宽这一术语让人很困惑，所以通过使用射频带宽，本振线性调频带宽和中频带宽这些术语以区分不同的带宽。调谐范围是指一个元器件无需采取任何措施就能够正常工作的频带。调谐通常是指适应本地振荡器频率和射频滤波器的指标，在此基础上的调谐带宽通常被称为雷达的操作带宽。现代雷达中，信号波形的时间-带宽积往往大于1，此时接收机的带宽需要与限号的频谱范围相匹配。

4.3 车载雷达接收组件设计与测试

4.3.1 接收机形式选择与指标设定

由4.1节中的介绍可知，零中频接收机镜像干扰问题较低，并且镜像干扰滤波器在集成芯片片内完成，电路结构简单，用于24GHz车载雷达体系，易于接收机的小型化，其低成本、功耗小，具有显著优势。所以计划采用此种类型的接收机系统。

由雷达原理可知，接收机指标的设定与雷达方程有关，由式（4-1），可以推得接收机灵敏度：

(4-11) 式（4-11）的计算结果说明接收机的灵敏度小于-76.976dBm 时，发射的信号才能被检测出来。

将车载雷达的指标要求设定如下：工作频率： 24GHz~24.5GHz；基带信号带宽： 1MHz；灵敏度： -90dBm

4.3.2 器件选择

依据指标要求和发射组件形式，选择了 ums（united monolithic semiconductors）公司的 CHR2421-QEG 芯片。CHR2421-QEG 芯片是 K 波段的单片集成双通道的接收机芯片，其组成框图如图 4.3 所示，封装如图 4.4 所示。

图 4-3 CHR2421-QEG 组成框图

CHR2421-QEG芯片包括低噪放和可以产生从直流到 1MHz基带信号的混频器，这些器件都集成的，适用于传感器和宽带微波毫米波系统。芯片通过 pHEMT 工艺制成，24管脚，并采用无铅封装。

其基本工作频率为 23.75GHz~24.5GHz，典型输出功率为15dBm，本振输入信号为0~8dBm，在1MHz带宽时噪声系数为7dB，22dB 线性增益，5V 供电。其中射频输入端为几级低噪放级联的放大电路，然后为混频器，用以与本振信号产生基带信号。

其中前级的放大电路是由多级低噪放模块级联而来，如图 4.5 所示，其噪声系数参数如图 4.6 所示。由图可知，室温下 22GHz~26GHz 频率范围内其噪声系数都在 2.5dB 以下，增益如图 4.7 所示为 26dB 左右，由公式（4-9）可知，噪声系数越小，同样带宽的接收机的灵敏度越高，这个噪声系数足以满足指标要求。

图 4-4 低噪放级联框图

图 4-5 前级低噪放噪声性能图 4-6 低噪放增益接收芯片中含有混频器所以转换增益 Gc 是一个重要参数，转换增益 Gc 随着温度和频率变化的关系如图 4.8所示。可见在同一温度条件下较宽的频带内转换增益 Gc 的值是一

个变化不大的值，室温 5°C 下在 22dB 左右。

图 4-7 转换增益 Gc 随温度变化

CHR2421-QEG 芯片管脚分布如图 4.9 所示，俯视芯片圆圈处即1管脚，管脚排布按照俯视图的逆时针顺序排列，直至24管脚，中心处为25管脚。

图 4-9 管脚分布

4.3.3 设计与仿真

由于接收系统需要用到发射组件的一路射频信号作为本振信号进行混频，所以这里没有给出单独的测试板，而只针对其结构作出仿真预算。

在 ADS 中建立如图 4.10 所示的模型，仿真其中一条射频链路。模型中的各元件参数按照芯片给定的指标进行设定，其中前级低噪放的噪声系数为 2.5dBm，增益为 26dB，混

频器变频增益为 22dB，基带信号滤波器带宽为 1M，设射频端输入功率为-90dBm。

图 4-10 接收系统仿真

计算所得的结果如图 4.11所示。由图可知系统噪声大约为 5.6dB，按照公式（4-9）计算可知：

(4-12) 小于式（4-11）中雷达方程计算的结果，所以此系统的灵敏度是符合设计要求的。基带信号滤波与放大不包含在 CHR2421-QEG 芯片中，实际测试时只测量到混频器的输出端，由计算结果可知在输入-90dBm 时，混频器输出端的功率大约在-38dBm，此计算结果可用来与实际测试值进行比较。

(a)接收机链路仿真结果

雷达系统原理考纲及详解

雷达原理与系统（必修）知识要点整理 第一章： 1、雷达基本工作原理框图认知。 测距：利用发射信号回波时延 测速：动目标的多普勒效应 测角：电磁波的直线传播、天线波束具有方向性 2、雷达面临的四大威胁 电子侦察电子干扰、低空超低空飞行器、隐身飞行器、反辐射导弹3、距离和延时对应关系 4、速度与多普勒关系（径向速度与线速度） 5、距离分辨力，角分辨力 6、基本雷达方程（物理过程，各参数意义，相互关系，基本推导）

7、雷达的基本组成（几个主要部分），及各部分作用 第二章雷达发射机 1、单级振荡与主振放大式发射机区别 2、基本任务和组成框图

3、峰值功率、平均功率，工作比（占空比），脉宽、PRI（Tr），PRF（fr）的关系。 第三章接收机 1、超外差技术和超外差接收机基本结构（关键在混频）

2、灵敏度的定义，识别系数定义 3、接收机动态范围的定义 4、额定噪声功率N=KTB N、噪声系数计算及其物理意义

5、级联电路的噪声系数计算 6、习题 7、AGC，AFC，STC的含意和作用 AFC：自动频率控制，根据频率偏差产生误差电压调整本振的混频频率，保证中频稳定不变

AGC：自动增益控制，调整接收机动态范围 STC：近程增益控制，防止近程杂波干扰引起的中放过载 第四章显示器 1、雷达显示器类型及其坐标含义； 距离显示器、平面显示器、高度显示器 2、A型、B型、P型、J型 第五章作用距离 1、雷达作用距离方程，多种形式，各参数意义，PX=？Rmax=？（灵敏度表示的、检测因子表示的等） 2、增益G和雷达截面A的关系 2、雷达目标截面积定义 3、习题 4、最小可检测信噪比、检测因子表示的距离方程

(整理)雷达原理实验指导书实验1-2

精品文档 雷达原理实验指导书 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 2013年3月

精品文档 目录 雷达原理实验课的任务和要求 (1) 雷达原理实验报告格式 (2) 实验一雷达信号波形分析实验 (3) 雷达信号波形分析实验报告 (5) 实验二. 数字式目标距离测量实验 (6) 数字式目标距离测量实验报告 (8)

雷达原理实验课的任务和要求 雷达原理实验课的任务是：使学生掌握雷达的基本工作原理和雷达测距、测角、测速的基本方法和过程；掌握雷达信号处理的基本要求，为了达到上述目的,要求学生做到： 1.做好实验前准备工作 预习是为做好实验奠定必要的基础，在实验前学生一定要认真阅读有关实验教材，明确实验目的、任务、有关原理、操作步骤及注意事项，做到心中有数。 2.严谨求实 实验时要求按照操作步骤进行，认真进行设计和分析，善于思考，学会运用所学理论知识解释实验结果，研究实验中出现的问题。 3.遵从实验教师的指导 要严格按照实验要求进行实验，如出现意外，要及时向老师汇报，以免发生意外事故。 4.注意安全 学生实验过程中，要熟悉实验室环境、严格遵守实验室安全守则。 5.仪器的使用 使用仪器前要事先检查仪器是否完好，使用时要严格按照操作步骤进行，如发现仪器有故障，应立即停止使用，报告老师及时处理，不得私自进行修理。 6.实验报告 实验报告包括下列内容：实验名称、实验日期、实验目的、简要原理、主要实验步骤的简要描述、实验数据、计算和分析结果，问题和讨论等。

雷达原理实验报告格式 一、封皮的填写： （1）实验课程名称：雷达原理 （2）实验名称：按顺序填写 （3）年月日： 二、纸张要求：统一采用A4大小纸张，左侧装订，装订顺序与实验顺序一致。 三、书写要求： （1）报告除实验图像必须打印外，其余可手写。 （2）实验结果图位于实验结果与分析部分，图像打印于纸张上部，下部空白处写实验分析。 （3）报告中图要有图序及名称，表要有表序及名称，每个实验的图序和表序单独标号（例如图1.1脉冲信号仿真波形；表1-1 几种信号的。。。）。 不合格者扣除相应分数。 （4）每个实验均需另起一页书写。 四、关于雷同报告：报告上交后，如有雷同，则课程考核以不及格处理。（每个实验均已列 出参数可选范围，不能出现两人所有参数相同情况）

雷达原理实验汇总

实验报告 哈尔滨工程大学 实验课程名称：雷达原理实验 姓名：班级：学号： 注：1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和 2、平均成绩取各项实验平均成绩 3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合 2012年 5 月

雷达信号波形分析实验报告 2012年5月10日班级姓名评分 一、实验目的要求 1. 了解雷达常用信号的形式。 2. 学会用仿真软件分析信号的特性。 3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。 二、实验内容 本实验是在PC机上利用MATLAB仿真软件进行常用雷达信号的仿真、设计。针对所设计的雷达信号分析其频谱特性和模糊函数。 三、实验参数设置 1、简单脉冲调制信号： 载频范围：0.75MHz 脉冲重复周期：200us 脉冲宽度：10us 幅度：1V 2、线性调频信号： 载频范围：90MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：25us 信号带宽：16MHz 幅度：1V 四、实验仿真波形 简单脉冲调制信号实验结果：

图1.1简单脉冲调制信号（正弦）仿真结果将正弦变换成余弦后： 图1.2简单脉冲调制信号（余弦）仿真结果

线性调频信号实验结果： 图1.3线性调频信号仿真结果 五、实验成果分析 1、使用x2=exp(i*2*pi*f0*t);信号进行调制，从频谱图可以看出，脉冲经调制后只有和一个峰值，为一单频信号，而使用x2=cos(2*pi*f0*t);信号进行调制，则出现两个峰值，为两个频率分量。 2、在进行线性调频时，要计算出频率变化的斜率，然后进行调频计算。由仿真图可以看出仅有16MHZ的频带。 六、教师评语 教师签字

关系型数据库设计原理

关系型数据库设计原理 1．为E-R图中的每个实体建立一张表。 2．为每张表定义一个主键（如果需要，可以向表添加一个没有实际意义的字段作为该表的主键） 3．增加外键表示一对多关系。 4．建立新表表示多对多关系。 5．为字段选择合适的数据类型。 6．定义约束条件（如果需要）。 7．评价关系的质量，并进行必要的改进 数据库是存储数据库对象的容器。MySQL数据库的管理主要包括数据库的创建、选择当前操作的数据库、显示数据库结构以及删除数据库等操作。成功创建choose数据库后，数据库根目录下会自动创建数据库目录。使用MySQL命令show databases;即可查看MySQL服务实例上所有的数据库使用MySQL命令show create database choose;可以查看choose数据库的相关信息（例如MySQL版本ID号、默认字符集等信息）执行“use choose;”命令后，后续的MySQL命令以及SQL语句将自动操作choose数据库中所有数据库对象。删除student 数据库，使用SQL语句 drop database student 表是数据库中最为重要的数据库对象MyISAM和InnoDB存储引擎设置默认的存储引擎创建数据库表显示表结构表记录的管理 MySQL提供了插件式（Pluggable）的存储引擎，存储引擎是基于表的，同一个数据库，不同的表，存储引擎可以不同。甚至同一个数据库表，在不同的场合可以应用不同的存储引擎。 表记录的插入表记录的修改表记录的删除MySQL特殊字符序列 向数据库表插入记录时，可以使用insert语句向表中插入一条或者多条记录，也可以使用insert….select语句向表中插入另一个表的结果集。 本章详细讲解select语句检索表记录的方法， select语句概述使用where子句过滤结果集使用order by子句对结果集排序使用聚合函数汇总结果集使用group by子句对记录分组统计合并结果集子查询选课系统综合查询 使用正则表达式模糊查询全文检索 视图与表有很多相似的地方，视图也是由若干个字段以及若干条记录构成，视图也可以作为select语句的数据源。甚至在某些特定条件下，可以通过视图对表进行更新操作。视图中保存的仅仅是一条select语句，视图中的源数据都来自于数据库表，数据库表称为基本表或者基表，视图称为虚表。 1．使操作变得简单 2．避免数据冗余 3．增强数据安全性 4．提高数据的逻辑独立性 如果某个视图不再使用，可以使用drop view语句将该视图删除视图分为普通视图与检查视图。通过检查视图更新基表数据时，只有满足检查条件的更新语句才能成功执行

雷达技术实验报告

雷达技术实验报告 雷达技术实验报告 专业班级: 姓名： 学号：

一、实验内容及步骤 1.产生仿真发射信号：雷达发射调频脉冲信号，IQ两路； 2.观察信号的波形，及在时域和频域的包络、相位； 3.产生回波数据：设目标距离为R=0、5000m； 4.建立匹配滤波器，对回波进行匹配滤波； 5.分析滤波之后的结果。 二、实验环境 matlab 三、实验参数 脉冲宽度 T=10e-6; 信号带宽 B=30e6; 调频率γ=B/T; 采样频率 Fs=2*B; 采样周期 Ts=1/Fs; 采样点数 N=T/Ts; 匹配滤波器h(t)=S t*(-t) 时域卷积conv ，频域相乘fft， t=linspace(T1,T2,N); 四、实验原理 1、匹配滤波器原理： 在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为) x： (t t x+ = t s n )( )( )(t 其中：)(t s为确知信号，)(t n为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为 No。 2/

设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应： )()()(t n t s t y o o += 输入信号能量： ∞<=?∞ ∞-dt t s s E )()(2 输入、输出信号频谱函数： dt e t s S t j ?∞ ∞--=ωω)()( )()()(ωωωS H S o = ωωωπωω d e S H t s t j o ?∞ -= )()(21)( 输出噪声的平均功率： ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ??∞∞ -∞∞-== )()(21)(21)]([22 ) ()()(21 )()(21 2 2 ωωωπ ωωπ ω ωd P H d e S H S N R n t j o o ? ? ∞ ∞ -∞ ∞-= 利用Schwarz 不等式得： ωωωπd P S S N R n o ? ∞ ∞ -≤) () (21 2 上式取等号时，滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件： o t j n e P S H ωωωαω-=) ()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时，MF 的系统函数为： ,)()(*o t j e kS H ωωω-=o N k α2= k 为常数1，)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭，)()(*ωω-=S S ，也是滤波器的传输函数 )(ωH 。

数据库原理作业

数据库原理作业 客观题预算成绩：100 分 题号:1 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 在关系数据库设计中，设计关系模式是( )的任务 A、A)需求分析阶段 B、B)概念设计阶段 C、C)逻辑设计阶段 D、D)物理设计阶段 学员答案:C 正确性:正确 题号:2 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 存取方法设计是数据库设计的( )阶段的任务。 A、一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的任意一端实体所对应的关系模式合并 B、一个1：n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的n端实体所对应的关系模式合并 C、一个m：n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的任意一端实体所对应的关系模式合并 D、三个或三个以上的实体间的多元联系转换为一个关系模式 学员答案:C 正确性:正确 题号:3 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 数据流图属于数据库设计的哪个阶段的工具？( ) A、需求分析阶段 B、概念结构设计阶段 C、逻辑结构设计阶段 D、物理结构设计阶段 学员答案:A 正确性:正确 题号:4 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 在数据库设计中，将ER图转换成关系数据模型的过程属于( )。 A、需求分析阶段 B、逻辑设计阶段 C、概念设计阶段 D、物理设计阶段 学员答案:B

正确性:正确 题号:5 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 在数据库设计的需求分析阶段，描述数据与处理之间关系的方法是（） A、ER图 B、业务流程图 C、数据流图 D、程序框图 学员答案:C 正确性:正确 题号:6 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 建立索引属于数据库的（） A、概念设计 B、逻辑设计 C、物理设计 D、实现与维护设计 学员答案:C 正确性:正确 题号:7 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 在关系数据库设计中，设计关系模式是____的任务。 A、需求分析阶段 B、概念设计阶段 C、逻辑设计阶段 D、物理设计阶段 学员答案:C 正确性:正确 题号:8 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 从E-R模型向关系模式转换时，一个m:n联系转换为关系模式时，该关系模式的码是 A、A)m端实体的码 B、B)n端实体的码 C、C)m端实体码与n端实体码的组合 D、D)重新选取其他属性 学员答案:C 正确性:正确 题号:9 题型:多选题（请在复选框中打勾，在以下几个选项中选择正确答案，答案可以

陶宏才《数据库原理及设计》第3版课后习题答案

第一章 一、解答题 1、解释术语：数据、数据库、数据管理系统、数据库系统、数据库应用系统、视图、数据字典。P19-20 数据：是描述现实世界中各种具体事物或抽象概念的、可存储并具有明确意义的信息。 数据库：是相互关联的数据集合。 数据管理系统：是一个通用的软件系统，由一组计算机程序构成。 数据库系统：是一个用户的应用系统得以顺利运行的环境。 数据库应用系统：主要指实现业务逻辑的应用程序。 视图：指不同的用户对同一数据库的每一种理解称为视图。 数据字典：用于存储数据库的一些说明信息的特殊文件。 2、简述数据抽象、数据模型及数据模式之间的关系P26 数据模型是数据抽象的工具，是数据组织和表示的方式； 数据模式是数据抽象利用数据模型，将数据组织起来后得到的结果； 总而言之，数据模式是数据抽象的结果。 3、DBMS应具备的基本功能有哪些？P9 数据独立性、安全性、完整性、故障恢复、并发控制 4、数据库中对数据最基本的4种操作是什么？P24 增加、删除、修改、查询 5、评价数据模型的3个要素是什么？P12 1)能够真实地描述现实系统 2)能够容易为业务用户所理解 3)能够容易被计算机实现 6、数据模型的3个要素是什么？P24 数据结构、数据操作、数据约束 7、简述SQL语言的使用方式。P13 一般有两种方式：SQL的交互式使用；用户通过开发应用系统与RDBMS交互。 8、在数据库设计时,为什么涉及到多种数据模型？P12 因为目前商用化DBMS没有一个能够同时满足3项要求，为此，人们不得不走折中路线，设计一些中间的数据模型。 9、数据库系统中的用户类型有哪些？P28-29 最终用户、数据库应用开发人员、数据库管理员、其他与数据库系统有关的人员。11、简述OLTP与OLAP间的区别。P42-43 OLTP(联机事务处理)主要面向日常的业务数据管理，完成用户的事务处理，提高业务处理效率，通常要进行大量的更新操作，同时对响应时间要求比较高。 OLAP(联机分析处理)注重数据分析，主要对用户当前及历史数据进行分析，辅助领导决策，通常要进行大量的查询操作，对时间的要求不太严格。 二、单项选择题 1、( A )不是SQL语言的标准。P156 A.SQL-84 B.SQL-86 C.SQL-89 D.SQL-92 2、( D )数据模型没有被商用DBMS实现。P26 A.关系模型 B.层次模型 C.网状模型 D.E-R模型 3、( C )不是数据模型应满足的要求。P12 A.真实描述现实世界 B.用户易理解

雷达原理

一、绪论 雷达：无线电探测与测距。利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像和识别。 雷达利用目标对电磁波的反射或散射现象来发现目标并测定其位置的。 组成框图 雷达测量原理 雷达发射信号： 雷达接收信号： 雷达利用收发信号之间的相关性获取目标信息 雷达组成： 天线：向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波 收发开关： 发射状态将发射机输出功率接到天线，保护接收机输入端 接收状态将天线接收信号接到接收机，防止发射机旁路信号 发射机：在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波 接收机：放大微弱的回波信号，解调目标信息 雷达的工作频率： 工作频率范围：22mhz--35ghz 扩展范围：2mhz--94ghz 绝大部分雷达工作在：200mhz--10000ghz 雷达的威力范围：最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角、方位角范围 分辨力：区分点目标在位置上靠近的能力 距离分辨力：同一方向上两个目标之间最小可区别的距离 角度分辨力：在同一距离上的两个不同方向的点目标之间最小能区别的角度 数据率：雷达对整个威力范围内完成一次搜索所需要的时间倒数，也就是单位时间内雷达所能提供对一个目标数据的次数。 跟踪速度：自动跟踪雷达连续跟踪运动目标的最大可能速度 发射功率的和调制波形： 发射功率的大小直接影响雷达的作用距离

发射信号的调制波形： 早期简单脉冲波形，近代采用复杂波形 脉冲宽度：脉冲雷达发射信号所占的时间。影响探测能力和距离分辨力 重复频率：发射机每秒发射的脉冲个数，其倒数是重复周期。决定单值测距的范围，影响不模糊速区域大小 天线波束形状天线：一般用水平面和垂直面内的波束宽度来表示 天线的扫描方式：搜索和跟踪目标时，天线的主瓣按照一定规律在空间所作的反复运动。机械性扫描和电扫描 接收机的灵敏度：通常规定在保证50%、90%的发现概率条件下，接收机输入端回波信号的功率作为接收机的最小可检测信号功率。这个功率越小接收机的灵敏度越高，雷达的作用距离越远。 显示器的形式和数量：雷达显示器是向操纵人员提供雷达信息的一种终端设备，是人际联系的一个环节。 电子战对抗中的雷达： 电子战（EW ）:敌我双方利用无线电电子装备或器材所进行的电磁信息斗争，包括电子对抗和电子反对抗。 电子对抗（ECM ）：为了探测敌方无线电电子装备的电磁信息（电磁侦察），削弱或破坏其使用效能所采取的一切战术、技术措施（电子干扰、伪装、隐身和摧毁） 电子反对抗（ECCM ）：在敌方实施电子对抗的条件下，保证我方有效采用电磁信息所采取的一切战术、技术措施（反侦察、抗干扰、反伪装、反隐身、反摧毁） 雷达反干扰 天线抗干扰：低旁瓣、旁瓣对消、波束控制、随机扫描 发射机抗干扰：提高有效辐射功率、频率捷变、频率编码、频率分集、脉冲压缩、波形隐蔽、窄脉冲、重频时变 接收机、信号处理机抗干扰：接收机抗饱和、重频、脉宽鉴别、MTI 、MTD 、积累检测 二、发射机 发射机任务：产生大功率高频振荡发射信号。脉冲雷达要求发射机产生一定宽度、一定重复频率、一定波形的大功率射频脉冲列 基本类型：连续波发射机、脉冲调制发射机（单极振荡式发射机、主振荡式发射机） 输出功率：发射机送到天线输入端的功率 峰值功率：脉冲期间发射机输出功率的平均值（不要过分增大法设计的峰值功率） 平均功率：脉冲重复周期内输出功率的平均值： 工作比D: 常规脉冲雷达工作比0.001 脉冲多普勒雷达工作比10-2 ~10-1量级 连续波雷达工作比100% 总功率：发射机输出功率与输入功率之比 主振放大式发射机特别注意改善输出级效率 信号形式： 信号形式由雷达体制决定 常规脉冲雷达为简单脉冲波形，特殊体制雷达为复杂调制波形 t r av P T P τ=r r T F D ττ= =

雷达测速试验报告

雷达测距实验报告 1. 实验目的和任务 1.1 实验目的 本次实验目的是掌握雷达带宽同目标距离分辨率的关系，通过演示实验了解雷达测距基本原理，通过实际操作掌握相关仪器仪表使用方法，了解雷达系统信号测量目标距离的软硬件条件及具体实现方法。 1.2 实验任务 本次实验任务如下： （1）搭建实验环境； （2）获得发射信号作为匹配滤波的参考信号； （3）获得多个地面角反射器的回波数据，测量其各自位置，评估正确性； （4）获得无地面角发射器的回波数据，与（3）形成对比，并进行分析。 2. 实验场地和设备 2.1 实验场地和环境条件 本次实验计划在雁栖湖西校区操场进行，环境温度25℃，湿度40%。 实验场地如上图所示，除角反射器以外，地面上还有足球门、石块以及操场上运动的人等比较明显的目标。

2.2 实验设备 实验所需的主要仪器设备如下： （1） 矢量信号源SMBV100A ； （2） 信号分析仪FSV4； （3） S 波段标准喇叭天线； （4） 角反射器 （5） 笔记本电脑 2.3 设备安装与连接 设备连接关系图如下： 雷达波形文件雷达回波数据 时钟同步 计算机终端 SMBV100A 矢量信号源 FSV4信号分析仪 角反射器 交换机 图1 实验设备连接示意图 其中：蓝色连接线表示射频电缆，灰色连接线表示网线。 3. 实验步骤 3.1 实验条件验证 检查仪器工作是否正常，实验环境是否合适。 3.2 获取参考信号 1. 调节信号源参数，生成线性调频信号，作为匹配滤波的参考信号，然后通过射频电缆将信号源与频谱仪相连，利用频谱仪的A/D 对线性调频信号采样，并通过网线将数据传输给计算机，并保存为“b1.dat ”。参考信号的主要参数如下所示：

雷达原理实验报告材料(哈工程)

实验报告 实验课程名称：雷达原理姓名：班级：电子信息工程4班学号： 注：1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和 2、平均成绩取各项实验平均成绩 3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合 2017年 5 月

雷达信号波形分析实验报告 2017年 4 月 5 日班级电子信息工程4班姓名评分 一、实验目的要求 1. 了解雷达常用信号的形式。 2. 学会用仿真软件分析信号的特性。 3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。 二、实验原理 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2 其中S：目标距离；T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间；C：光速。 三、实验参数设置 载频范围：0.5MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：10us 幅度：1V 线性调频信号 载频范围：90MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：10us 信号带宽：14 MHz 幅度：1V 四、实验仿真波形

x 10 -3 时间/s 幅度/v 脉 冲 x 10 -3时间/s 幅度/v 连续波 x 10 -3 时间/s 幅度/v 脉冲调制 x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲频谱图 x 10 7 05 104 频率/MHz 幅度/d B 连续波频谱图 x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲调制频谱图 x 10 -3 -101时间/s 幅度/v 脉 冲 8.262 8.26258.263x 10 -4 -1 01时间/s 幅度/v 连续波 0.5 1 1.5 2 x 10 -3 -101时间/s 幅度/v 脉冲调制 x 10 7 02 44 频率/MHz 幅度/d B 脉冲频谱图 -4 -2 024x 10 7 05 104 频率/MHz 幅度/d B 连续波频谱图 -4 -2 024x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲调制频谱图

数据库原理设计心得体会

数据库原理设计心得体会 这段时间的设计与制作，给了你怎样的一些心得体会呢?那么记录下来吧!下面是WTT为大家整理的，供大家参考。 数据库原理设计心得体会(一) 在我看来，数据库课程设计主要的目标是利用课程中学到的数据库知识和技术较好的开发设计出数据库应用系统，去解决各行各业信息化处理的要求。通过这次的课程设计，可以巩固我们对数据库基本原理和基础理论的理解，掌握数据库应用系统设计开发的基本方法，进一步提高我们综合运用所学知识的能力。 当我们这组决定做大学生就业咨询系统时，我们并没有着手写程序。而是大家一起商量这个系统概述、系统目标、系统需求、业务流程分析、数据流程分析和数据词典。当这些都准备好了之后，我们进行模块的分工。每个人都有自己的模块设计，而且写出来的代码要求可以实现相应模块的功能，得到理想的效果。当每个人都把自己的分工做好了，最后会由一个人把这些全部组合搭建在一起。我们使用的是和php相互嵌套使用，当一个系统做好了之后，我会好好地把程序都看一遍，理会其中的奥秘。 我所负责的是数据库的备份和还原还有一些界面的实现。还记得自己刚接触的时候，觉得很感兴趣，所以有一段时间几乎到了痴迷的程度。然而Php是我刚接触不久的一种编程语言。不过

觉得它的功能真的很强大，可以开发出很多大型的系统。但是在做备份和还原的时候，要考虑的东西还是很多的。当我遇到错误的时候，感到很受打击。值得欣慰的是，在同学的帮助和大量参考书的查阅下，我把自己的模块做好了。这就是我收获最大的地方。而且，我明白了遇到困难永不放弃的重要性，我知道了团队合作的重要性，我领悟了只有坚持不懈才会取得胜利。 知识的获得是无止境的，只要你想学，只要你行动，没有什么会难倒我们的。回首这一个多星期的课程设计，我很欣慰。因为我有了动力，有了勇气。谢谢老师对我们的不懈帮助，谢谢学校给了我们这一次实践的机会，也谢谢组员们的关怀。这些美好的回忆美好的东西将永远伴随着我。 数据库原理设计心得体会(二) 两个星期的时间非常快就过去了，这两个星期不敢说自己有多大的进步，获得了多少知识，但起码是了解了项目开发的部分过程。虽说上过数据库上过管理信息系统等相关的课程，但是没有亲身经历过相关的设计工作细节。这次实习证实提供了一个很好的机会。 通过这次课程设计发现这其中需要的很多知识我们没有接触过，去图书馆查资料的时候发现我们前边所学到的仅仅是皮毛，还有很多需要我们掌握的东西我们根本不知道。同时也发现有很多已经学过的东西我们没有理解到位，不能灵活运用于实际，不能很好的用来解决问题，这就需要我们不断的大量的实践，通过

(完整版)雷达系统原理框图及编程思想

雷达系统原理框图及编程思想 图1 雷达系统原理图 1、回波信号 回波信号由目标回波（动目标），地物杂波（静目标），及系统高斯白噪声组成。 线性调频信号：x=rect(t/mk)exp(jπkt2) (k=B/mk) 目标回波：y＝rect(t/mk)*exp(j*2*pi*((f1+k*t/2).*t+fd*i*T)) 地物杂波（静目标）：y＝rect(t/mk)*exp(j*2*pi*((f1+k*t/2).*t)) 系统噪声（高斯白噪声）：z＝0.2*randn(1,N)。 参数： 载频f0＝30MHz，线性调频信号带宽B＝4MHz，脉宽mk＝5us，周期Tr＝30us；多普勒频移fd＝1000，选取回波数：n＝5 其波形如图：

图2 回波 2、高放 高放采用50阶FIR滤波器，中心频率为30MHz，通带为20MHz。 高放后的波形图：

图3 高放后时域频域图形 3、混频＋中放 混频的参考频率为20MHz 中放采用50阶FIR滤波器，中心频率为10MHz，通带为4MHz。 图4 混频＋中放后时域频域图形 4、相干检波 参考源的时钟频率f0=10MHz; I 路：I=0.5*X*cos(Φ(t))；Q路：Q=0.5*X*sin(Φ(t))； 原理图： 中放之后 的信号 sin2πf0t cos2πf0t LDF LDF I路 Q路 波形图：

图5 相位检波后I、Q两路时域图 5、A/D转换 采样频率为5MHz。 x0=(Vmax/2a)*int{xi*2a / Vmax };其中，a为AD位数

图6 AD采样后后I、Q两路时域图 6、脉冲压缩 采用发射信号作为匹配滤波。 匹配滤波的脉冲响应： H(k)=X*(k)exp(-j2πkN), k=0,1,2…N 线性调频信号： x(n)=rect(n/N)exp(jπkn2) (k=B/tao); 图7 脉冲压缩时域图8、MTI MTI采用一次对消： y(n)=x(n)-x(n-1); n=1,2,3…N

数据库原理及应用课程设计完整版

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 数据库原理及应用课程 设计 《图书馆管理系统》 数据库设计报告 成都信息工程学院信息管理与信息系统专业 班级：09级二班 姓名：谢泽勇、彭广川、彭圆圆、肖玲

在信息时代，图书馆已成为全社会的一个重要的公共信息资源，面对成千上万的图书和众多的借阅者，妥善的管理图书 和借阅者的资料是及其重要的，借助计算机信息系统可大大减 轻工作强度，提高工作效率。 本文根据《数据库技术及应用》课程要求而做。 课程作业要求如下： 1、严格按照数据库设计步骤，完成该系统的需求分析、概念模型设计、逻辑结 构设计； 2、需求分析分需求调查和需求分析两部分。其中需求调查应首先明确调查对象 （即，图书馆）。然后按照课程讲授的需求调查内容、步骤与方法，对图书馆进行调查。调查结果通过需求分析得到“图书馆管理信息系统”的数据字典和数据流程图，并严格按照数据字典和数据流图的标准格式与图符进行描述。 3、在得到的数据字典和数据流程图基础上，通过概念模型设计方法，得到“图 书馆管理信息系统”的E-R图。 4、将“图书馆管理信息系统”的E-R图转换为SQL Server2000支持的关系模式， 并按标准关系模式格式描述。 5、通过SQL Server2000对数据库物理结构进行设计；组织数据入库，利用SQL 语言进行简单、连接、嵌套、组合、统计等查询操作，将SQL代码及其运行结果保存；利用SQL语言对数据进行更新、删除和修改操作。 一、功能分析 (1) 读者信息的制定、输入、修改、查询，包括种类、性别、借书数量、 借书期限、备注。 (2) 书籍基本信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、类别、关 键词、备注。 (3) 借书信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、读者编号、借 书日期、借书期限、备注。 (4) 还书信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、读者编号、还 书日期、还书期限、备注。 (5) 有条件、多条件查询各种信息.

大数据库原理与设计大作业源代码

数据库原理与设计大作业源代码 (1) 用户登录界面 运行超市管理信息系统后，首先进入用户登录界面，用户输入用户名和密码后，系统进行验证，验证通过进入程序的主界面。 在进行系统登录过程中，登录模块将调用数据库里的用户信息表，并对用户名和密码进行验证，只有输入了正确的账号和密码后，系统登录才会成功。在登录模块中，对系统的尝试登录次数进行了限制，禁止用户无终止的进行系统登录尝试，在本系统中，当用户对系统的三次登录失败后，系统将自动机制登录，突出登录模块。并在输入了错误的或者是不存在的账户和密码时，系统会给出出错信息提示，指明登录过程中的错误输入或者错误操作，以便用户进行正确的登录。登录界面如图5-2所示。 图5-2 登录界面 主要实现代码如下： //登录

private void radBtnOk_Click(object sender, EventArgs e) { try { if (radTxtBoxUser.Text.Trim() == "") { this.radLbInfo.Text = "请输入您的用户名！"; } else if (radTxtBoxPsw.Text.Trim() == "") { this.radLbInfo.Text = "请输入您的密码！"; } else { commandUnit com = new commandUnit(); string str = @"select * from UserInfo where loginNo = '" + radTxtBoxUser.Text.ToString() + "'"; DataTable table = com.GetDataSet(str); if (table.Rows.Count <= 0) { this.radLbInfo.Text = "用户名不存在！"; radTxtBoxUser.Text = ""; radTxtBoxPsw.Text = ""; return; } str = @"select * from UserInfo where loginNo = '" + radTxtBoxUser.Text.ToString() + "' and passWord = '" + radTxtBoxPsw.Text.ToString() + "'"; DataTable tableUser = com.GetDataSet(str); if (tableUser.Rows.Count > 0) { _currentUser = radTxtBoxUser.Text; _currentPsw = radTxtBoxPsw.Text; IsLogin = true; this.Close(); } else { this.radLbInfo.Text = "密码错误！"; radTxtBoxPsw.Text = ""; } } } catch (System.Exception ex)

雷达方程原理

一. 雷达方程 简单形式的雷达方程：min 2 e t 4 max )4(S GA P R πσ=（2.1）? σ∝4 max R （1） 接收机噪声 除系统热噪声引起的噪声功率之外，接收机会产生一定的噪声输出，要引入噪声系数 out out in in N S N S BG kT N F //a 0out n = = ，噪声系数也反映了信号通过接收机时的信噪比衰减情况。 重新整理雷达方程：min n 02 e t 4 max )/()4(N S BF kT GA P R πσ = （2.8）? min 4 max SNR R σ ∝ 可用于进行理想自由空间中的目标探测，分析目标的雷达截面积对目标探测产生的影响。 （2） 雷达脉冲积累 多脉冲积累用于提高信噪比，改善雷达的检测能力，降低虚警漏警概率。 n 个相同信噪比的脉冲进行理想情况下的积累后，总信噪比为单个脉冲信噪比的n 倍。但实际情况下，第二检波器会引入效率损耗，使信号能量变为噪声能量，积累效率 n 1i )/()/()(N S n N S n E = 。 将脉冲积累的信噪比代入原雷达方程得到：n n 02 e t 4 max )/()4(N S BF kT GA P R πσ = （2.33），也可 以由积累效率和单个脉冲信噪比表示为：1 n 02 e t 4 max )/()4() (N S BF kT n nE GA P R i πσ= (2.34)。 （3） RCS 起伏 观测复杂目标（如飞机）时，小的观察角变化将引起雷达到目标散射中心的距离和时间发生变化，从而引起各回波信号的相对相位发生变化，导致RCS 起伏。 引入起伏损耗f L ，用f L N S 1)/(代替1)/(N S 。当e n 个独立采样积累时， e n f e f L n L /1)()(=。 此时的雷达方程为：e n f i L N S BF kT n nE GA P R /11n 02 e t 4 max ) ()/()4() (πσ=(2.45)。 （4） 发射机功率 雷达的平均发射机功率av P 更能反映雷达的性能，可以用它代替峰值功率t P 。将p t av f P P τ=代入雷达方程得到：p i f N S F B kT n nE GA P R 1n 02 e av 4 max )/()()4() (τπσ= （2.51），一般情况下，可将τ B 设计为1。 （5） 其它情况 需要考虑的因素包括：系统损耗、地杂波、最高精度等。另外，针对不同目标（点目标或分

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

数据库原理课程设计方案

数据库原理课程设 计方案

课程设计方案 课程名称：数据库原理授课教师：日期：

附录： 题目一：人事管理系统 1、系统功能的基本要求： （1）员工各种信息的输入，包括员工的基本信息、学历信息、婚姻状况信息、职称等。 （2）员工各种信息的修改； （3）对于转出、辞职、辞退、退休员工信息的删除； （4）按照一定的条件，查询、统计符合条件的员工信息；至少应该包括每个员工详细信息的查询、按婚姻状况查询、按学历查询、按工作岗位查询等，至少应该包括按学历、婚姻状况、岗位、参加工作时间等统计各自的员工信息； （5）对查询、统计的结果打印输出。 2、数据库要求：在数据库中至少应该包含下列数据表：

（2）员工婚姻情况表，反映员工的配偶信息； （3）员工学历信息表，反映员工的学历、专业、毕业时间、学校、外语情况等； （4）企业工作岗位表； （5）企业部门信息表。 题目二：工资管理系统 1、系统功能的基本要求： （1）员工每个工种基本工资的设定 （2）加班津贴管理，根据加班时间和类型给予不同的加班津贴； （3）按照不同工种的基本工资情况、员工的考勤情况产生员工的每月的月工资； （4）员工年终奖金的生成，员工的年终奖金计算公式＝（员工本年度的工资总和＋津贴的总和）/12； （5）企业工资报表。能够查询单个员工的工资情况、每个部门的工资情况、按月的工资统计，并能够打印； 2、数据库要求：在数据库中至少应该包含下列数据表： （1）员工考勤情况表； （2）员工工种情况表，反映员工的工种、等级，基本工资等信息； （3）员工津贴信息表，反映员工的加班时间，加班类别、加班天数、津贴情况等； （4）员工基本信息表

雷达原理实验报告1,2

实验一、二雷达的总体认识及基本操作I、II 一、实验目的 1.了解Bridge Master E X-Band雷达的基本组成 2.学习正确操作Bridge Master E X-Band雷达，熟悉各基本功能的 操作 二、实验设备： Bridge Master E X-Band雷达两台 S-Band收发机一台，天线一副 三、实验步骤及要领 1.开机 检查天线附近是否有人作业火其他障碍物，将亮度（BRILLIANCE）、雨雪干扰抑制（A/CRAIN）海浪干扰抑制（A/CSEA）、增益（GAIN）等控钮反时针旋到底，功能开关（FUNCTION）置“STANDBY”。开机，接通电源，将电源开关置“POWER ON”,然后雷达开始自检，倒时计数。时间到后自动显示出“RADAR STANDBY”，此时表明雷达已准备好发射（未发射前天线是不转的）。 2.调节屏幕及数据亮度 顺时针旋转显示器前端的键盘（KEY BOARD）上的亮度控钮（BRILLIANCE）使回波明亮清晰，通常应使控钮居中。 3.量程选择 在KEY BOARD上，使用操纵杆（JOYSTICK）移动光标到

“TRANSMIT”上，单击左键，选择发射及脉冲宽度选择。使光标移动到显示屏的左上方的“RANGE”，通过单击“＋”和“－”来改变量程，量程的选择与发射脉冲的宽度的关系见附录图 4.调谐调节 调谐控钮是用来调节接收机的本振频率。在进行调谐前，应首先将海浪抑制控钮（A/CSEA）反时针旋到底，并使雷达工作于最大量程，然后转动调谐控钮使调谐指示亮带达到最长。 5.增益调整 增益（GAN）控钮是用来调节接收机的放大量，此控钮应调节到显示屏幕上的背景噪声似见非见的位置。为了设置合适的增益，首先应选择最远的两个量程之一，因为远量程时背景噪声更为明显，然后俺顺时针方向慢慢旋转增益控钮，使背景噪声达到刚见未见的状态。若增益设置太低，目标回波可能被淹没在背景噪声中。 6.显示模式选择 使用光标在显示屏幕右上方菜单改变显示模式。 7.调出固定、活动距标圈 使用VRM面板可以改变活动距标圈，改变距标圈的时候注意观察显示屏上的相关读数的改变。 8.调电子方位线 使用EBL面板，转动测方位旋钮可以改变电子方位线的方位，注意观察显示屏的相关读数的变化。