简单雷达实信号仿真实验报告

简单雷达实信号仿真实验报告
简单雷达实信号仿真实验报告

《雷达原理》

实验报告

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一、实验内容简介:

利用Mathlab实现对几种常见的雷达信号的仿真。画出这几种信号形式的时域和频域的波形图。

二、实验目的:

通过仿真熟悉常用的雷达信号的时域和频谱形式,掌握MatLab中信号的产生和表示方法及信号频谱的计算和图形绘制。进一步锻炼学员的编程能力,提高利用算法实现解决实际问题的能力。

三、实验原理:

不同体制的雷达由于不同的任务采用了不同的信号形式,雷达常用的信号形式有连续波和脉冲波两种;

连续波中又有按三角形或按正弦规律变化的调频连续波,脉冲波中有简单脉冲波、脉内调频脉冲波和脉间调频脉冲波;

其中测高雷达和车载测距雷达多采用连续波的形式,常规雷达采用简单调频脉冲信号;动目标显示或测速多普勒雷达多采用高工作比的矩形调幅脉冲信号;一些新体制的高分辨率雷达多采用线性调频或相位编码等脉冲压缩信号。

对以上信号形式经傅立叶变换可以得到其频谱。

四、实验环境:

实验地点:自习室

硬件环境:acer aspirs4738G

Intel(R) Core(TM) i5 CPU M480 @

RAM

软件环境:Windos 7 旗舰版32位操作系统

MATLABa) 32-bit(win32)

五、实验内容:

画出连续波、单个矩形脉冲波、相参脉冲波、线性调频脉冲波、相位编码脉冲波的时域波形,计算并绘制以上信号的频谱。信号采用的参数如下:

1、连续波

连续波是最基本的波形,其表达式为:

参数为:载波频率f0为20MHz,采样频率为4倍f0,采样长度为1000.

Mathlab代码:

仿真效果如下图所示:

2、单个矩形脉冲

单个矩形脉冲的表达式为:

参数为:载波频率f0为20MHz,采样频率为4倍f0,脉宽为1us ,脉冲周期为20us Mathlab代码为:

仿真结果如图

(a)单个矩形脉冲信号的合成过程说明

(b)单个矩形脉冲信号的时域频域波形图

3、相参脉冲

参数为:载波频率f0为20MHz,采样频率为4倍f0,脉宽为1us,脉冲周期为20us。Mathlab代码为:

仿真结果如下图:

4、线性调频脉冲(LFM)

参数为:带宽为20MHz,采样频率为fs为4倍B,脉宽为10us,频率变化率为带宽除以脉冲宽度。

Mathlab代码为:

仿真效果如图所示:

5、相位编码脉冲

参数为:载波频率f0为10MHz,采样频率为16倍f0,脉宽为,脉冲周期为5us。Mathlab代码为:

仿真结果如下图:

六、实验心得:

雷达波形模糊图专业训练课设报告

专业综合 课程设计报告 课设题目:雷达波形模糊图 学院:信息与电气工程学院 专业:电子信息工程 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 哈尔滨工业大学(威海) 2013年11月28日 一、设计任务 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。雷达信号的模糊函数与雷达信息的提取紧密相关, 它不仅涉及了雷达的精度, 还涉及了雷达的抗干扰、自适应以及雷达信号的处理方式。本次课程设计目标是:画出某线性调频和相位编码信号的模糊图;根据模糊图分析多普勒频移对匹配滤波的影响;产生雷达回波数据并匹配滤波,根据仿真结果分析各参数对匹配滤波结果的影响。 二、 方案设计 设计某线性调频和相位编码信号 线性调频波形的定义为 ()?? ? ??=2cos t t x τβπ τ≤≤t 0 (1) 使用复数表达式,有 ()()t j t j e e t x θτ πβ==/2 τ≤≤t 0 (2) 该波形的瞬时频率是相位函数的微分 ()()t dt t d t F i τ βθπ==21 (3) 假设0>β,在s τ的脉宽内()t F i 线性地扫过了整个Hz β带宽。当βτ=50时,()t F 就是一个线性调频波。 画出其模糊图并分析模糊图的特征 模糊函数是波形设计与分析的工具,它可以方便地刻画波形与对应匹配滤波器的特征。模糊函数在分析分辨率、副瓣性能,以及多普勒和距离模糊方面非常有用,另外也可以用于对距离-多普勒耦合的分析。 考虑当输入为多普勒频移响应想()()t F j t x D π2ex p 时波形()t x 的匹配滤波器输出。同时,假设滤波器具有单位增益(1=α),并且设计为在0=M T 时达到峰值。这仅仅意味着滤波器输出端的时间轴与目标距离期望的峰值输出时间相关。滤波器的输出为 ()()),(?)()2ex p(;*D D D F t A ds t s x s F j s x F t y ≡-=?∞ ∞ -π (4) 将其定义为复模糊函数,即),(?D F t A 的幅度函数,即 ),(?),(D D F t A F t A ≡ (5) 它是二变量函数:一个是相对于期望匹配滤波峰值输出的时延,另一个是为滤波 器设计的多普勒频移与实际接收的回波的多普勒频移之间的失配。 雷达信号的时间频率二维模糊函数定义为: dt e T t x t x F T y t F i d d d d d π2*)()(),(?∞ ∞ -+= (6) 上式不是模糊函数的唯一形式,为了分析方便,模糊函数还可以写成卷积形式,

激光雷达探测气溶胶实验报告

南京信息工程大学激光雷达探测气溶胶实验报告 姓名:周标 学号:20121359069 学院:物理与光电工程学院 专业:光信息科学与技术 二〇一四年十二月十二日

摘要:大气气溶胶影响着天气和气候的变化,通过用激光雷达对水平大气中的气溶胶进行连续观测,得到大气气溶胶浓度的高度分布数据,用Klett法反演和斜率法得到了气溶胶消光系数数值并利用MATLAB程序用计算机对所得实验数据快速方便地直接得出出测量结果和图示。 关键词:气溶胶;激光雷达;探测;Klett反演算法;斜率法;消光系数;MATLAB 前言 大气气溶胶是指悬浮在大气中直径为0.001—100μm的液体或固体微粒体系。对流层气溶胶的形成与地球表面的生态环境和人类活动直接相关。地面扬尘、沙尘暴、林火烟灰、花粉与种子、海水溅沫等是对流层气溶胶的自然源,人工源则是由工业、交通、农业、建筑等直接向对流层中排放的气溶胶粒子。同时,对流层大气中许多气态污染物的最终归宿是形成气溶胶粒子,如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等通过气粒转化生成气溶胶粒子。这些气溶胶粒子通过吸收和散射太阳辐射以及地球的长波辐射而影响着地球大气系统的辐射收支,它作为凝结核参与云的形成,从而对局地、区域乃至全球的气候有着重要的影响。对流层气溶胶粒子对激光的吸收和散射作用使它成为激光大气传输的重要消光因子。 激光雷达为大气气溶胶探测研究提供了有力的工具。数十年来,激光技术的不断发展为激光雷达大气气溶胶探测提供了所需要的光源。另一方面,信号探测和数据采集及其控制技术的发展使激光雷达在大气气溶胶的探测高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有全面的优势,是其它探测手段不能比拟的。 本文介绍该激光雷达的总体结构、技术参数及其工作原理,同时给出了大气气溶胶的垂直消光系数廓线以及典型测量结果的分析和讨论。 1,研究的目的 大气中,尘埃、烟雾、云团等气溶胶粒子对大气的化学过程、辐射平衡、气候变化乃至人们的日常生活都有着非常重要的影响。因此,对大气气溶胶粒子的光学特性的探测研究一直是大气科学、气象探测和环境保护的一项重要任务。 近年来,中国经济的飞速发展已受到全世界的关注。然而,这种快速的经济增长也伴随着社会体系的变革,高度的工业化和城市化造成许多气溶胶粒子和温室气体被排放到大气,带来了一系列的环境问题,对可持续发展有着严重的负面影响,同时对人们的日常生活和身体健康存在着严重的威胁。如何获取环境变化的第一手资料,准确地提供大气物性及其变化

HFSS天线仿真实验报告

HFSS天线仿真实验报告 半波偶极子天线设计 通信0905 杨巨 U200913892 2012-3-7

半波偶极子天线仿真实验报告 一、实验目的 1、学会简单搭建天线仿真环境的方法,主要是熟悉HFSS软件的使用方法 2、了解利用HFSS仿真软件设计和仿真天线的原理、过程和方法 3、通过天线的仿真,了解天线的主要性能参数,如驻波比特性、smith圆图特性、方向图 特性等 4、通过对半波偶极子天线的仿真,学会对其他类型天线仿真的方法 二、实验仪器 1、装有windows系统的PC一台 2、HFSS13.0软件 3、截图软件 三、实验原理 1、首先明白一点:半波偶极子天线就是对称阵子天线。 2、 对称振子是中间馈电,其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a,长度为l。两臂之间的间隙很小,理论上可以忽略不计,所以振子的总长度L=2l。对称振子的长度与波长相比拟,本身已可以构成实用天线。 3、 在计算天线的辐射场时,经过实践证实天线上的电流可以近似认为是按正弦律分布。取图1的坐标,并忽略振子损耗,则其电流分布可以表示为: 式中,Im为天线上波腹点的电流;k=w/c为相移常数、根据正弦分布的特点,对称振子的末端为电流的波节点;电流分布关于振子的中心店对称;超过半波长就会出现反相电流。 4、 在分析计算对称振子的辐射场时,可以把对称振子看成是由无数个电流I(z)、长度为dz的电流元件串联而成。利用线性媒介中电磁场的叠加原理,对称振子的辐射场是这些电流元辐射场之矢量和。

电流元I(z)dz所产生的辐射场为 图2 对称振子辐射场的计算 如图2 所示,电流元I(z)所产生的辐射场为 其中 5、方向函数 四、实验步骤 1、设计变量 设置求解类型为Driven Model 类型,并设置长度单位为毫米。 提前定义对称阵子天线的基本参数并初始化 2、创建偶极子天线模型,即圆柱形的天线模型。 其中偶极子天线的另外一个臂是通过坐标轴复制来实现的。 3、设置端口激励 半波偶极子天线由中心位置馈电,在偶极子天线中心位置创建一个平行于YZ面的矩形面作为激励端口平面。 4、设置辐射边界条件 要在HFSS中计算分析天线的辐射场,则必须设置辐射边界条件。这里创建一个沿Z轴放置的圆柱模型,材质为空气。把圆柱体的表面设置为辐射边界条件。 5、外加激励求解设置 分析的半波偶极子天线的中心频率在3G Hz,同时添加2.5 G Hz ~3.5 G Hz频段内的扫频设置,扫频类型为快速扫频。

信号与系统仿真实验报告

信号与系统仿真实验报告1.实验目的 了解MATLAB的基本使用方法和编程技术,以及Simulink平台的建模与动态仿真方法,进一步加深对课程内容的理解。 2.实验项目 信号的分解与合成,观察Gibbs现象。 信号与系统的时域分析,即卷积分、卷积和的运算与仿真。 信号的频谱分析,观察信号的频谱波形。 系统函数的形式转换。 用Simulink平台对系统进行建模和动态仿真。 3.实验内容及结果 3.1以周期为T,脉冲宽度为2T1的周期性矩形脉冲为例研究Gibbs现象。 已知周期方波信号的相关参数为:x(t)=∑ak*exp(jkω),ω=2*π/T,a0=2*T1/T,ak=sin(kωT1)/kπ。画出x(t)的波形图(分别取m=1,3,7,19,79,T=4T1),观察Gibbs现象。 m=1; T1=4; T=4*T1;k=-m:m; w0=2*pi/T; a0=2*T1/T; ak=sin(k*w0*T1)./(k*pi); ak(m+1)=a0; t=0:0.1:40; x=ak*exp(j*k'*w0*t); plot(t,real(x)); 3.2求卷积并画图 (1)已知:x1(t)=u(t-1)-u(t-2), x2(t)=u(t-2)-u(t-3)求:y(t)=x1(t)*x2(t)并画出其波形。 t1=1:0.01:2; f1=ones(size(t1)); f1(1)=0; f1(101)=0; t2=2:0.01:3; f2=ones(size(t2)); f2(1)=0; f2(101)=0; c=conv(f1,f2)/100;

t3=3:0.01:5; subplot(311); plot(t1,f1);axis([0 6 0 2]); subplot(312); plot(t2,f2);axis([0 6 0 2]); subplot(313); plot(t3,c);axis([0 6 0 2]); (2)已知某离散系统的输入和冲击响应分别为:x[n]=[1,4,3,5,1,2,3,5], h[n]=[4,2,4,0,4,2].求系 统的零状态响应,并绘制系统的响应图。 x=[1 4 3 5 1 2 3 5]; nx=-4:3; h=[4 2 4 0 4 2]; nh=-3:2; y=conv(x,h); ny1=nx(1)+nh(1); ny2=nx(length(nx))+nh(length(nh)); ny=[ny1:ny2]; subplot(311); stem(nx,x); axis([-5 4 0 6]); ylabel('输入') subplot(312); stem(nh,h); axis([-4 3 0 5]); ylabel('冲击效应') subplot(313); stem(ny,y); axis([-9 7 0 70]); ylabel('输出'); xlabel('n'); 3.3 求频谱并画图 (1) 门函数脉冲信号x1(t)=u(t+0.5)-u(t-0.5) N=128;T=1; t=linspace(-T,T,N); x=(t>=-0.5)-(t>=0.5); dt=t(2)-t(1); f=1/dt; X=fft(x); F=X(1:N/2+1); f=f*(0:N/2)/N; plot(f,F)

生产系统建模与及仿真实验报告

生产系统建模与及仿真 实验报告 实验一Witness仿真软件认识 一、实验目的 1、学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法; 2、学习生产系统的建模与仿真方法。 二、实验内容 学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法 三、实验报告要求 1、写出实验目的: 2、写出简要实验步骤; 四、主要仪器、设备 1、计算机(满足Witness仿真软件的配置要求) 2、Witness工业物流仿真软件。 五、实验计划与安排 计划学时4学时 六、实验方法及步骤 实验目的: 1、对Witness的简单操作进行了解、熟悉,能够做到基本的操作,并能够进行简单的基础建模。 2、进一步了解Witness的建模与仿真过程。 实验步骤: Witness仿真软件是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于离散事件系统的仿真,同时又可以用于连续流体(如液压、化工、水力)系统的仿真。目前已成功运用于国际数千家知名企业的解决方案项目,有机场设施布局

优化、机场物流规划、电气公司的流程改善、化学公司的供应链物流系统规划、工厂布局优化和分销物流系统规划等。 ◆Witness的安装与启动: ?安装环境:推荐P4 1.5G以上、内存512MB及以上、独立显卡64M以上显存,Windows98、Windows2000、Windows NT以及Windows XP的操作系统支持。 ?安装步骤:⑴将Witness2004系统光盘放入CD-ROM中,启动安装程序; ⑵选择语言(English);⑶选择Manufacturing或Service;⑷选择授权方式(如加密狗方式)。 ?启动:按一般程序启动方式就可启动Witness2004,启动过程中需要输入许可证号。 ◆Witness2004的用户界面: ?系统主界面:正常启动Witness系统后,进入的主界面如下图所示: 主界面中的标题栏、菜单栏、工具栏状态栏等的基本操作与一般可视化界面操作大体上一致。这里重点提示元素选择窗口、用户元素窗口以及系统布局区。 ?元素列表窗口:共有五项内容,分类显示模型中已经建立和可以定义的模型元素。Simulation中显示当前建立的模型中的所有元素列表;Designer中显示当前Designer Elements中的所有元素列表;System中显示系默认的特殊地点;Type中

雷达波形设计

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

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 。

实验二电磁波发射天线的模拟仿真

实验二电磁波发射天线的模拟仿真电动力学实验报告电磁波发射天线的模拟仿真 学院: 应用科学学院专业班级: 学生姓名: 某某某 学号: 指导教师: 完成时间: 2013年7月2号 一、实验目的 1(熟悉并了解CST 的软件环境。 2(通过实验掌握天线的实际画法及步骤。 3(了解电磁波发射天线的模拟仿真过程,进一步了解电磁波发射现象。 二、实验原理及要求 在CST微波工作室中,通常采用瞬态求解器来计算天线,典型的天线特性,如S参量(S参数)、主瓣方向、增益、效率等,都将被自动计算和显11 示。按照如下图的天线模型形自行设计可接受2GHz左右的电磁波信号的天线并仿真出结果,同时作出一定分析。(碳纳米管的半径为R,轴向方向沿z轴,长度为L,中间馈电端口缝隙为D) 三、实验步骤 1、选择天线模板 启动CST,在弹出的“Welcome”对话框中点击“OK” 按钮,创建一个新项目。然后会看到选择模板对话框,选择 Antenna(Horn,Waveguide),并点击OK按钮。 2、设置单位

用鼠标左键单击主菜单上的按钮,在下拉菜单中 选择,然后在弹出的对话框中将单位设置值更改为: mm,GHz,ns,然后点击OK按钮。 3、设置背景材料 假设天线在理想的真空环境中。用鼠标左键单击主菜单 上的按钮,在下拉菜单中选择,然后在弹出的对话框中设置各参数。 4、定义天线结构 用鼠标左键单击主菜单上的按钮,在下拉菜单中 选择 ,然后在弹出的对话框中设置各参数。其中 a,,。 5、建立模型 天线为圆柱结构,用鼠标左键单击主菜单上的按钮,在下拉菜单中选择,在出现的子菜单中选择,然后再按下键盘上的ESC键,在出现在对话框中输入碳纳米管天线的半径、长度、材料特性等参数。设置完成后点击OK按钮。 用鼠标左键单击主菜单上的按钮,在下拉菜单中选择 ,在出现的子菜单中选择,然后再按下键盘上的ESC键,在出现在对话框中输入碳纳米管天线的半径、长度、材料特性等参数。设置完成后点击OK按钮。 6、定义激励端口 为了给天线提供馈电端口,设置柱体中间部分为馈电缝隙,采用中心馈电。用鼠标左键单击主菜单上的按钮,在下拉菜单中选择,在出现的子菜单中选择,然后再按下键盘上的ESC键,在出现在对话框中输入碳纳米管天线的半径、长度、材料特性等参数,设置完成后点击OK按钮。

仿真实验报告经典案例概述

XXXXX 实验报告 学院(部)XX学院 课程名称生产系统仿真实验 学生姓名 学号 专业 2012年9月10日

《生产系统仿真》实验报告 年月日 学院年级、专业、班实验时间9月10日成绩 课程名称生产系统仿真 实训项目 名称 系统仿真软件的基础应 用 指导 教师 一、实验目的 通过对Flesim软件进一步的学习,建立模型,运用Flesim软件仿真该系统,观察并分析运行结果,找出所建模型的问题并进行改进,再次运行循环往复,直到找出构建该系统更为合理的模型。 二、实验内容 1、建立生产模型。 该模型生产三种产品,产品到达速率服从均值为20、方差为2的正态分布;暂存器的最大容量为25个;检测器的检测时间服从均值为30的指数分布,预制时间为10s;传送带的传送速率为1m/s,带上可容纳的最大货件数为10个。 2、运行生产模型。 3、对运行结果进行分析,提出改进方案在运行,直到找到更为合理的模型。 三、实验报告主要内容 1、根据已有数据建立生产模型。 将生产系统中所需实体按组装流程进行有序的排列,并进行连接如图1所示

图1 2、分别对发生器、暂存器、检验台和传送带进行参数设置。 (1)发生器的产品到达速率服从均值为20、方差为2的正态分布。如图2所示。 (2)暂存器的最大容量设置为25件。如图3所示。 (3)设置检验台的检测时间服从均值为30s的指数分布,预制时间为10s.如图4所示。 (4)传送带的传送速率为1m/s,最大容量为10件。如图5所示 图2 图3 图4 图5 3、对发生器及暂存器进一步设置。 (1)发生器在生成产品时设置三种不同类型的产品,通过颜色区分。如图6所示。 (2)暂存器在输出端口通过设置特定函数以使不同颜色的产品在不同的检验台检验。如图7所示。

dsp实验报告

DSP 实验课大作业实验报告 题目:在DSP 上实现线性调频信号的脉冲压缩,动目标显示和动目标检测 (一)实验目的: (1)了解线性调频信号的脉冲压缩、动目标显示和动目标检测的原理,及其DSP 实现的整个流程; (2)掌握C 语言与汇编语言混合编程的基本方法。 (3)使用MATLAB 进行性能仿真,并将DSP 的处理结果与MATLAB 的仿真结果进行比较。 (二)实验内容: 1. MATLAB 仿真 设定信号带宽为B= 62*10,脉宽-6=42.0*10τ,采样频率为62*10Fs =,脉冲重复周期为-4T=2.4*10,用MATLAB 产生16个脉冲的线性调频信号,每个脉冲包含三个目标,速度和距离如下表: 对回波信号进行脉冲压缩,MTI ,MTD 。并且将回波数据和频域脉压系数保存供DSP 使用。 2.DSP 实现 在Visual Dsp 中,经MATLAB 保存的回波数据和脉压系数进行脉压,MTI 和MTD 。 (三)实验原理 1.脉冲压缩原理 在雷达系统中,人们一直希望提高雷达的距离分辨力,而距离分辨力定义为:22c c R B τ?==。其中,τ表示脉冲时宽,B 表示脉冲带宽。从上式中我们可以看

出高的雷达分辨率要求时宽τ小,而要求带宽B大。但是时宽τ越小雷达的平均发射功率就会很小,这样就大大降低了雷达的作用距离。因此雷达作用距离和雷达分辨力这两个重要的指标变得矛盾起来。然而通过脉冲压缩技术就可以解决这个矛盾。脉冲压缩技术能够保持雷达拥有较高平均发射功率的同时获得良好的距离分辨力。 在本实验中,雷达发射波形采用线性调频脉冲信号(LFM),其中频率与时延成正比关系,因此我们就可以将信号通过一个滤波器,该滤波器满足频率与时延成反比关系。那么输入信号的低频分量就会得到一个较大的时延,而输入信号的高频分量就会得到一个较小的时延,中频分量就会按比例获得相应的时延,信号就被压缩成脉冲宽度为1/B的窄脉冲。 从以上原理我们可以看出,通过使用一个与输入信号时延频率特性规律相反的滤波器我们可以实现脉冲压缩,即该滤波器的相频特性与发射信号时共轭匹配的。所以说脉冲压缩滤波器就是一个匹配滤波器。从而我们可以在时域和频域两个方向进行脉冲压缩。 滤波器的输出() h n= y n为输入信号() x n与匹配滤波器的系统函数() *(1) y n x n s N n =--。转换到频域就是--卷积的结果:* ()()*(1) s N n =。因此我们可以将输入信号和系统函数分别转化到频域:Y k X k H k ()()( Y k,然后将结果再转化到时域, h n H k →,进行频域相乘得() ()() x t X k →,()() 就可以得到滤波器输出:()() →。我们可用FFT和IFFT来实现作用域的 Y k y n 转换。原理图如下: 图1.脉冲压缩原理框图 2.MTI原理 动目标显示(MTI)技术是用来抑制各种杂波,来实现检测或者显示运动目标的技术。利用它可以抑制固定目标的信号,显示运动目标的信号。以线性调频

电磁兼容天线仿真实验报告

电磁场与电磁兼容 实验报告 学号: 姓名: 院系: 专业: 教师: 05月20日

半波对称振子天线阵最大辐射方向控制 实验工具 ?Expert MININEC Classic电磁场数值仿真软件 实验目的 根据要求的参数,利用仿真软件设计和分析自由空间或地面上的细、直线天线的电磁场数值,并完成以下要求: ?改变每幅天线馈电电流的相位控制最大增益的方向:要求的最大增益方向是:1. 00 ;2. 400;3. 800 (选择与自己学号后2位数最近的度数) ?根据运行结果指出: 1.增益方向性图; 2.最大增益; 3.最大增益方向。 实验参数 ?频率 f = 300MHz,波长λ = 1m ?四分之一波长单极子天线L=0.25λ,四个半波长对称振子排列在一条直线上,相邻两幅天线的间隔是四分之一波长 实验过程 ?建立几何模型:点—> 线,尺寸,环境,坐标等 半波对称振子放在 YOZ 平面内,相邻振子的间距是四分之一波长 0.25m。

图1 问题描述图2 –图4 几何模型 图3 图4 ?定义电特性:频率,电压,当前节点 ZENITH(DEG) 对应球坐标系中的θ, AZIMUTH (DEG) 对应球坐标系中的φ 图5 电特性—频率图6 馈电电流相位设置

图7 球坐标参数θ、ψ以及间隔设置 ?选择模式:辐射模式 ?求解项:近场 ?调试、运行 表格中出现“No detected violations ”表明设置正确 图8 选择运行平面图9 调试结果 ?显示结果 3D display 显示所设计天线的图形 天线增益方向性图中给出了最大增益值和最大增益方向、以及半功率增益带宽的计算结果。

交通仿真实验报告

交通仿真实验报告 篇一:交通仿真实验报告 目录 1 上机性质与目的.................................. 2 2 上机内容....................................... 2 3 交叉口几何条件、信号配时和交通流数据描述.......... 3 3.1 交叉口几何数据................................ 3 3.2 交叉口信号配时系统............................ 3 3.3 交叉口交通流数据.............................. 4 4 交叉口交通仿真.................................. 4 4.1 交通仿真步骤.................................. 4 4.2 二维输出..................................... 13 4.3 3D输出...................................... 14 5 仿真结果分析................................... 15 6 实验总结和体会 (15) 实验上机名称:信号交叉口仿真 1 上机性质与目的 本实验属于计算机仿真实验,借助仿真系统模拟平面信号交叉口场景,学生将完成从道路条件设计到信号相位配置等一系列仿真实验。 实验目的: 1. 了解平面信号交叉口在城市交通中的地位; 2. 了解平面信号交叉口的主要形式、规模等基本情况; 3. 了解交叉口信号相位配时及对交叉口通行能力的影响;

物流系统flexsim仿真实验报告

广东外语外贸大学 物流系统仿真实验 通达企业立体仓库实验报告 指导教师:翟晓燕教授专业:物流管理1101 姓名:李春立 20110402088 吴可为 201104020117 陈诗涵 201104020119 丘汇峰 201104020115

目录 一、企业简介 (2) 二、通达企业立体仓库模型仿真 (2) 1................................ 模型描述:2 2................................ 模型数据:3 3.............................. 模型实体设计4 4.................................. 概念模型4 三、仿真模型内容——Flexsim模型 (4) 1.................................. 建模步骤4 2.............................. 定义对象参数5 四、模型运行状态及结果分析 (7) 1.................................. 模型运行7 2................................ 结果分析:7 五、报告收获 (9) 一、企业简介 二、通达企业立体仓库模型仿真 1. 模型描述: 仓储的整个模型分为入库和出库两部分,按作业性质将整个模型划分为暂存区、分拣区、

储存区以及发货区。 入库部分的操作流程是: ①.(1)四种产品A,B,C,D首先到达暂存区,然后被运输到分类输 送机上,根据设定的分拣系统将A,B,C,D分拣到1,2,3,4,端口; ②.在1,2,3,4,端口都有各自的分拣道到达处理器,处理器检验合格 的产品被放在暂存区,不合格的产品则直接吸收掉;每个操作工则将暂存 区的那些合格产品搬运到货架上;其中,A,C产品将被送到同一货架上, 而B,D则被送往另一货架; ③.再由两辆叉车从这两个货架上将A/B,C/D运输到两个暂存区上; 此时,在另一传送带上送来包装材料,当产品和包装材料都到达时,就可 以在合成器上进行对产品进行包装。 出库部分的操作流程是:包装完成后的产品将等待被发货。 2. 模型数据: ①.四种货物A,B,C,D各自独立到达高层的传送带入口端: A: normal(400,50) B: normal(400,50) C: uniform(500,100) D: uniform(500,100) ②.四种不同的货物沿一条传送带,根据品种的不同由分拣装置将其推 入到四个不同的分拣道口,经各自的分拣道到达操作台。 ③.每检验一件货物占用时间为60,20s。 ④.每种货物都可能有不合格产品。检验合格的产品放入检验器旁的暂 存区;不合格的吸收器直接吸收;A的合格率为95%,B为96%,C的合格 率为97%,D的合格率为98%。 ⑤.每个检验操作台需操作工一名,货物经检验合格后,将货物送至货 架。 ⑥.传送带叉车的传送速度采用默认速度(包装物生成时间为返回60 的常值),储存货物的容器容积各为1000单位,暂存区17,18,21容量为 10;

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:

HFSS天线仿真实验报告

[键入公司名称] [键入文档标题] 通信0905 杨巨 U2 2012-3-7 半波偶极子天线仿真实验报告 一、实验目的 1、学会简单搭建天线仿真环境的方法,主要是熟悉HFSS软件的使用方法 2、了解利用HFSS仿真软件设计和仿真天线的原理、过程和方法 3、通过天线的仿真,了解天线的主要性能参数,如驻波比特性、smith圆图特性、方向图 特性等 4、通过对半波偶极子天线的仿真,学会对其他类型天线仿真的方法 二、实验仪器 1、装有windows系统的PC一台 2、HFSS13.0软件 3、截图软件 三、实验原理 1、首先明白一点:半波偶极子天线就是对称阵子天线。

对称振子是中间馈电,其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a,长度为l。两臂之间的间隙很小,理论上可以忽略不计,所以振子的总长度L=2l。对称振子的长度与波长相比拟,本身已可以构成实用天线。 在计算天线的辐射场时,经过实践证实天线上的电流可以近似认为是按正弦律分布。取图1的坐标,并忽略振子损耗,则其电流分布可以表示为:式中,Im为天线上波腹点的电流;k=w/c为相移常数、根据正弦分布的特点,对称振子的末端为电流的波节点;电流分布关于振子的中心店对称;超过半波长就会出现反相电流。 4、 在分析计算对称振子的辐射场时,可以把对称振子看成是由无数个电流I(z)、长度为dz的电流元件串联而成。利用线性媒介中电磁场的叠加原理,对称振子的辐射场是这些电流元辐射场之矢量和。 电流元I(z)dz所产生的辐射场为 图2 对称振子辐射场的计算 如图2 所示,电流元I(z)所产生的辐射场为 其中 5、方向函数 四、实验步骤 1、设计变量 设置求解类型为Driven Model 类型,并设置长度单位为毫米。 提前定义对称阵子天线的基本参数并初始化 2、创建偶极子天线模型,即圆柱形的天线模型。 其中偶极子天线的另外一个臂是通过坐标轴复制来实现的。 3、设置端口激励 半波偶极子天线由中心位置馈电,在偶极子天线中心位置创建一个平行于YZ面的矩形面作为激励端口平面。 4、设置辐射边界条件 要在HFSS中计算分析天线的辐射场,则必须设置辐射边界条件。这里创建一个沿Z轴放置的圆柱模型,材质为空气。把圆柱体的表面设置为辐射边界条件。 5、外加激励求解设置 分析的半波偶极子天线的中心频率在3G Hz,同时添加2.5 G Hz ~3.5 G Hz频段内的扫频设置,扫频类型为快速扫频。 6、设计检查和运行仿真计算 7、HFSS天线问题的数据后处理 具体在实验结果中阐释。 五、实验结果 1、回波损耗S11 回波损耗回波损耗是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射,是一对线自身的反射,是天线设计需要关注的参数之一。 图中所示是在2.5 G Hz ~3.5 G Hz频段内的回波损耗,设计的偶极子天线中心频率约为3 G Hz,S11<-10dBd的相对带宽BW=(3.25-2.775)/3*100%=15.83%

MATLAB通信系统仿真实验报告1

MATLAB通信系统仿真实验报告

实验一、MATLAB的基本使用与数学运算 目的:学习MATLAB的基本操作,实现简单的数学运算程序。 内容: 1-1要求在闭区间[0,2π]上产生具有10个等间距采样点的一维数组。试用两种不同的指令实现。 运行代码:x=[0:2*pi/9:2*pi] 运行结果: 1-2用M文件建立大矩阵x x=[0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.11.21.31.41.51.61.71.81.9 2.12.22.32.42.52.62.72.82.9 3.13.23.33.43.53.63.73.83.9] 代码:x=[0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.11.21.31.41.51.61.71.81.9 2.12.22.32.42.52.62.72.82.9 3.13.23.33.43.53.63.73.83.9] m_mat 运行结果: 1-3已知A=[5,6;7,8],B=[9,10;11,12],试用MATLAB分别计算 A+B,A*B,A.*B,A^3,A.^3,A/B,A\B. 代码:A=[56;78]B=[910;1112]x1=A+B X2=A-B X3=A*B X4=A.*B X5=A^3 X6=A.^3X7=A/B X8=A\B

运行结果: 1-4任意建立矩阵A,然后找出在[10,20]区间的元素位置。 程序代码及运行结果: 代码:A=[1252221417;111024030;552315865]c=A>=10&A<=20运行结果: 1-5总结:实验过程中,因为对软件太过生疏遇到了些许困难,不过最后通过查书与同学交流都解决了。例如第二题中,将文件保存在了D盘,而导致频频出错,最后发现必须保存在MATLAB文件之下才可以。第四题中,逻辑语言运用到了ij,也出现问题,虽然自己纠正了问题,却也不明白错在哪了,在老师的讲解下知道位置定位上不能用ij而应该用具体的整数。总之第一节实验收获颇多。

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