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一种面向应用的快速雷达仿真建模方法

【摘要】随着电子计算机技术的高速发展，仿真技术已经成为系统设计、系统模拟必不可缺的一种手段。目前主要存在两种仿真方法：雷达功能级仿真和雷达信号级仿真。雷达功能级仿真是基于雷达方程的简单仿真方法，无法满足多功能相控阵雷达仿真的需求；雷达信号级仿真是基于信号收发处理的仿真方法，可以满足高逼真度的雷达模拟。本文给出一种基于快速应用的雷达建模思路，以满足现有的仿真需求。

【关键词】雷达模拟；建模；仿真

0 引言雷达仿真技术应用作为一条非常有效的途径，在雷达装备的发展论证、设备试验鉴定与评估、作战训练及战法研究等多个方面[1] 。在实际工程应用中，雷达信号级仿真建模通常应用在雷达系统设计，雷达系统验证与评估等方面，其开发周期以及费用较高，推广的范围较窄；雷达功能级仿真依赖于雷达方程，对于相控阵雷达的模拟存在局限性，通常应用在一些跟踪算法的理论验证、雷达威力范围的确定等应用中。介于这两种分辨率建模方法之间，仍然存在大量的仿真模拟需求，所以需要根据建模的需求，合理地进行模型的定位与设计。

1雷达仿真模型分析

1.1雷达功能仿真

雷达功能仿真基本仿真思路[2] ：从信号功率的角度，运用雷达方程、干扰方程、干扰/抗干扰原理以及运动学方程等建立仿真计算综合输出（检测）信噪比模型，进而确定雷达检测时的发现概率与虚警概率。

1.2雷达信号仿真雷达信号仿真利用高速的数字仿真手段，逼真地复现雷达系统中信号的动态处理过程，包括信号发射、目标散射、信号接收及信号处理、结果输出等，可以逼真地复现包含振幅与相位的相干视频信号在接收机内进行处理的全过程。

1.3面向应用的快速建模为了实现面向应用的快速仿真，可以结合上述两种模型的特点，根据需求进行混合建模。根据实际工程应用，提取出两种模型可选择因子，如表1 所示。

表1 模型因子分解根据工程应用需求进行分解与功能因子选择，选择的前提是模型最小化。具体应用时，可以从雷达仿真需求的外部因素入手，逐步深入，形成整个系统的仿真模型因子集合。

2仿真应用假定仿真需求如下：具备雷达资源调度的能力，体现出

波束在空间扫描过程中探测距离的变化，体现雷达点迹形成的信号处理特性要求。

根据上述需求可以形成如下仿真因子集合：空域波位编排、定向波束形成、编码调频方式、脉冲解码方式、脉冲积累方式、恒虚警检测方式。

1）空域波位编排

空域波位编排是雷达将扫描空域按照一定的方式分割成不同的波位，用于约束波束的指向位置。

图1 空域波位编排示意图

2）雷达波束形成天线的仿真采用天线方向图拟合的方式进行仿真。设计雷达天线时，仅对天线主瓣和第一旁瓣进行模拟，其他旁瓣用一个较低的常量代替。如图2 所示。

图2 高斯函数拟合方向图函数

3）目标回波模拟模块原理目标模拟功能主要以回波功率形式进行模拟。由通用雷达距离方程可知，从斜距为R 的目标反射回来再被雷达接收的回波信号功率为：

3仿真实验

仿真参数如下：目标距离1000km ,雷达功率：582.4kW;

载频435MHz;重复周期：54ms;相干脉冲数：50;脉宽：

0.3ms;带宽：100kHz；波束宽度：2°;损耗：14.1dB;噪声系数：2.9dB;波束指向：（0°, 123）。

下图50 个相干脉冲进行处理后的结果显示。从仿真结果可以看到，信号处理子系统可以直观、准确地显示对目标信号进行处理的全过程，最终点迹输出位于1273 距离单元处，对应的径向距离为999.75km，验证了处理过程的正确性。

4结论面向应用的雷达建模仿真，将仿真功能仿真与信号仿真进行合理裁剪，突出需求。为工程应用，提供一种建模的思路，满足多样性的仿真应用需求。

【参考文献】

[1]王雪松，肖顺平.现代雷达电子战系统建模与仿真[M]. 电子工业出版社，2010.

[2]张光义，赵玉洁.相控阵雷达技术[M]. 电子工业出版社，2006.

[3]黄莉.

地基雷达的回波生成和信号处理仿真研究[D].电子科技大学，2006.

[责任编辑：杨玉洁]

建模与仿真

第1章建模与仿真的基本概念参照P8例子，列举一个你相对熟悉的简单实际系统为例，采用非形式描述出来。第2章建模方法论 1、什么是数学建模形式化的表示？试列举一例说明形式化表示与非形式化表示的区别。模型的非形式描述是说明实际系统的本质，但不是详尽描述。是对模型进行深入研究的基础。主要由模型的实体、包括参变量的描述变量、实体间的相互关系及有必要阐述的假设组成。模型的非形式描述主要说明实体、描述变量、实体间的相互关系及假设等。例子：环形罗宾服务模型的非形式描述：实体 CPU，USR1，…，USR5 描述变量 CPU:Who,Now(现在是谁)----范围{1,2,…,5}; Who.Now=i表示USRi由CPU服务。 USR：Completion.State（完成情况）----范围[0，1]；它表示USR完成整个程序任务的比例。参变量 X-----范围[0，1]；它表示USRi每次完成程序的比率。 i 实体相互关系（1）CPU 以固定速度依次为用户服务，即Who.Now为1，2，3，4，5，1，2…..循环运行。 X工作。假设：CPU对USR的服务时间固定，不（2）当Who.Now=I,CPU完成USRi余下的 i X决定。依赖于USR的程序；USRi的进程是由各自的参变量 i 2、何谓“黑盒”“白盒”“灰盒”系统？ “黑盒”系统是指系统内部结构和特性不清楚的系统。对于“黑盒”系统，如果允许直接进行实验测量并通过实验对假设模型加以验证和修正。对属于黑盒但又不允许直接实验观测的系统，则采用数据收集和统计归纳的方法来假设模型。对于内部结构和特性清楚的系统，即白盒系统，可以利用已知的一些基本定律，经过分析和演绎导出系统模型。 3、模型有效性和模型可信性相同吗？有何不同？模型的有效性可用实际系统数据和模型产生的数据之间的符合程度来度量。它分三个不同级别的模型有效：复制有效、预测有效和结构有效。不同级别的模型有效，存在不同的行为水平、状态结构水平和分解结构水平的系统描述。模型的可信度指模型的真实程度。一个模型的可信度可分为：在行为水平上的可信性，即模型是否重现真实系统的行为。在状态结构水平上可信性，即模型能否与真实系统在状态上互相对应，通过这样的模型可以对未来的行为进行唯一的预测。在分解结构水平上的可信性，即模型能否表示出真实系统内部的工作情况，而且是惟一表示出来。不论对于哪一个可信性水平，可信性的考虑贯穿在整个建模阶段及以后各阶段，必须考虑以下几个方面： 1在演绎中的可信性。2在归纳中的可信性。3在目的方面的可信性。 4、基于计算机建模方法论与一般建模方法论有何不同？（P32）经典的建模与仿真的主要研究思路，首先界定研究对象-实际系统的边界和建模目标，利用已有的数学建模工具和成果，建立相应的数学模型，并用计算装置进行仿真。这种经典的建

雷达系统建模与仿真报告模板.doc

设计报告一十种随机数的产生一概述 . 概论论是在已知随机变量的情况下，研究随机变量的统计特性及其参量，而随机变量的仿真正好与此相反，是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。下面对雷达中常用的模型进行建模：均匀分布高斯分布指数分布广义指数分布瑞利分布广义瑞利分布 Swerling 分布 t分布对数一正态分布韦布尔分布二随机分布模型的产生思想及建立 . 产生随机数最常用的是在(0,1) 区间内均匀分布的随机数，其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。均匀分布 1>（ 0， 1）区间的均匀分布：用混合同余法产生(0,1)之间均匀分布的随机数，伪随机数通常是利用递推公式产生的，所用的混和同余法的递推公式为: x n 1 = x n +C（Mod m）

其中，C是非负整数。通过适当选取参数 C可以改善随机数的统计性质。一般取作小于 M的任意奇数正整数，最好使其与模 M互素。其他参数的选择 (1)的选取与计算机的字长有关。 (2) x(1) 一般取为奇数。用Matlab 来实现，编程语言用 Matlab 语言，可以用 hist 数的直方图（即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数）函数画出产生随机，直观地看出产生随机数的有效程度。其产生程序如下： c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x) 运行结果如下：均值 =方差= 2> （a,b ）区间的均匀分布：利用已产生的（ 0，1）均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生（a,b）均匀分布的随机数。其概率密度函数如下： 1 p( x) b a a x b 0 x a, x b 其产生程序如下： c=3;lamade=4*201+1; a=6;b=10; x(1)=11;M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M);

雷达系统仿真matlab代码.docx

% ====================================================== =====================================% % 该程序完成16个脉冲信号的【脉压、动目标显示/动目标检测（MTI/MTD）】 % ====================================================== =====================================% % 程序中根据每个学生学号的末尾三位（依次为XYZ）来决定仿真参数，034 % 目标距离为[3000 8025 9000+(Y*10+Z)*200 8025]，4个目标 % 目标速度为[50 0 (Y*10+X+Z)*6 100] % ====================================================== =====================================% close all; %关闭所有图形 clear all; %清除所有变量 clc; % ====================================================== =============================% % 雷达参数 % % ====================================================== =============================% C=3.0e8; %光速(m/s) RF=3.140e9/2; %雷达射频 1.57GHz Lambda=C/RF;%雷达工作波长 PulseNumber=16; %回波脉冲数 BandWidth=2.0e6; %发射信号带宽带宽B=1/τ，τ是脉冲宽度TimeWidth=42.0e-6; %发射信号时宽 PRT=240e-6; % 雷达发射脉冲重复周期(s),240us对应 1/2*240*300=36000米最大无模糊距离 PRF=1/PRT; Fs=2.0e6; %采样频率

雷达系统中杂波信号的建模与仿真

1.雷达系统中杂波信号的建模与仿真目的雷达的基本工作原理是利用目标对雷达波的散射特性探测和识别目标。然而目标存在于周围的自然环境中，环境对雷达电磁波也会产生散射，从而对目标信号的检测产生干扰，这些干扰就称为雷达杂波。对雷达杂波的研究并通过相应的信号处理技术可以最大限度的压制杂波干扰，发挥雷达的工作性能。雷达研制阶段的外场测试不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且容易受大气状况影响，延长了研制周期。随着现代数字电子技术和仿真技术的发展，计算机仿真技术被广泛应用于包括雷达系统设计在内的科研生产的各个领域，在一定程度上可以替代外场测试，降低雷达研制的成本和周期。长期以来，由于对杂波建模与仿真的应用己发展了多种杂波类型和多种建模与仿真方法。然而却缺少一个集合了各种典型杂波产生的成熟的软件包，雷达系统的研究人员在需要用到某一种杂波时，不得不亲自动手，从建立模型到计算机仿真，重复劳动，造成了大量的时间和人力的浪费。因此，建立一个雷达杂波库，就可以使得科研人员在用到杂波时无需重新编制程序，而直接从库中调用杂波生成模块，用来产生杂波数据或是用来构成雷达系统仿真模型，在节省时间和提高仿真效率上的效益是十分可观的。从七十年代至今已经公布了很多杂波模型，其中有几类是公认的比较合适的模型。而且，杂波建模与仿真技术的发展己有三十多年的历史，己经有了一些比较成熟的理论和行之有效的方法，这就使得建立雷达杂波库具有可行性。为了能够反映雷达信号处理机的真实性能，同时为改进信号处理方案提供理论依据，雷达杂波仿真模块输出的杂波模拟信号应该能够逼真的反映对象环境的散射环境。模拟杂波的一些重要散射特性影响着雷达对目标的检测和踉踪性能，比如模拟杂波的功率谱特性与雷达的动目标显示滤波器性能有关;模拟杂波的幅度起伏特性与雷达的恒虚警率检测处理性能有关。因此，杂波模拟方案的设计是雷达仿真设计中极其重要的内容，杂波模型的精确性、通用性和灵活性是衡量杂波产生模块的重要指标。 2.Simulink简介 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和

多波长激光雷达系统设计与仿真技术研究

系精密仪器系主任批准日期毕业设计（论文）任务书精密仪器系光信专业班学生一、毕业设计(论文)课题多波长激光雷达系统设计与系统仿真技术研究二、毕业设计(论文)工作自2014 年 2 月24 日起至2014 年 6 月20 日止三、毕业设计(论文)进行地点本校四、毕业设计(论文)的内容要求激光雷达是一种新兴的具有高效、高精度、高时空分辨率主动遥感探测装置，可以实现对大气气溶胶实时高效的探测，具有其它常规探测手段难以企及的优点。多个波长的激光雷达可以实现对气溶胶粒谱分布、色比、Angstrom指数等的探测。本课题要求在了解气溶胶Mie散射的基础上，设计一个多波长（355、532、1064nm）激光雷达系统。利用Zemax光学软件实现光学接收系统的仿真与模拟，Matlab软件实现系统探测能力、探测性能的仿真与计算。 1、调研、查阅参考资料 (1) 了解气溶胶Mie散射的基本原理；（2）查阅多波长激光雷达的理论和发展； (3) 学习Zemax软件和Matlab软件； (4) 查阅资料总结分析大气气溶胶回波信号的反演算法; 2、方案论证和选择设计包含355\532\1064nm的多波长激光雷达系统，实现多个波长气溶胶的回波探测和分光系统设计与分析。根据多波长激光雷达系统参数实现探测能力的探测仿真与分析。 3、撰写开题报告并于第4周开题

4、软件设计利用Zemax光学软件设计接收望远镜，利用Matlab或Matlab软件设计大气气溶胶反演程序，并完成系统探测能力的仿真与计算。 5、编写论文 6、撰写5000字左右的文献综述 7、翻译不少于3000汉字的外文资料负责指导教师指导教师接受设计论文任务开始执行日期学生签名

中文--Call For Papers-ISMSCS-第一届复杂管理系统建模与仿真国际研讨会-

第一届（2013）复杂管理系统建模与仿真国际研讨会征文通知仿真建模、分析与优化，已经成为解决复杂管理系统的重要手段，正日益受到理论界和实践界的广泛关注。本会议的目标，旨在为国内外从事复杂管理系统建模与仿真的研究及实践人员提供一个高水平的、专业的论坛，通过思想碰撞与信息交流，探讨系统仿真领域的最新理论和实践，促进相互合作，进而推动仿真建模、分析与优化技术在复杂管理系统中的研究与应用。本会议邀请了国内外在仿真领域卓有建树的知名学者参加，如美国建模与仿真学会（SCS ）主席J. Fowler 教授，美国冬季仿真会议（WSC ）主任委员会委员J. Smith 教授，2012年WSC 会务主席美国亚利桑那大学Y .J. Son 教授等；以及中国系统仿真学会、广东省系统工程学会推荐的众多专家学者。会议将请各位专家学者就仿真理论、技术及其应用的最新进展做主题报告，大会还将组织针对性强的分组专题报告与研讨。第一届（2013）复杂管理系统建模与仿真国际研讨会期待您的参与和交流。主办单位：中国系统仿真学会离散仿真专业委员会广东省系统工程学会深圳大学承办单位：深圳大学（管理学院）赞助单位：深圳本斯集团会议地点：中国·广东·深圳会议网站：https://www.wendangku.net/doc/f710516401.html,/ismscs13/ 会议时间：2013年6月1日至2日会议主席：李凤亮教授，深圳大学副校长大会执行主席：陈智民教授，深圳大学管理学院院长周泓教授，北京航空航天大学张光宇教授，广东省系统工程学会 Dr. J. Fowler ，Arizona StateUniv . (USA) Dr. J. Smith ，Auburn Univ . (USA) Dr. Y .J. Son ，Univ . of Arizona (U SA) 学术委员会主席：周泓教授，北京航空航天大学学术委员会委员： Dr. J. Fowler ，Arizona StateUniv . (USA) Dr. J. Smith ，Auburn Univ . (USA) Dr. Y .J. Son ，Univ . of Arizona (U SA) Dr. P. Ahrweiler, Univ . of Dublin (Ireland) 范文慧教授，清华大学何世伟教授，北京交通大学胡斌教授，华中科技大学隽志才教授，上海交通大学任佩瑜教授，四川大学卫军胡教授，西安交通大学魏新教授，广东工业大学徐哲教授，北京航空航天大学徐宗昌教授，装甲兵工程学院张光宇教授，广东工业大学周明教授，深圳大学朱一凡教授，国防科技大学戈鹏副教授，四川大学刘蕾副教授，电子科技大学龚晓光副教授，华中科技大学潘燕春副教授，深圳大学赵晗萍副教授，北京师范大学会议主题：复杂管理系统建模、仿真与分析---理论研究与应用实践。议题范围（会议议题包括但不限于以下方面）： 1. 复杂管理系统建模：基于系统科学/系统工程的方法； 2. 仿真建模与分析的理论和方法，如离散事件仿真、系统动力学仿真、多智能体仿真、嵌入式仿真等； 3. 仿真技术与工具； 4. 基于仿真的复杂系统优化； 5. 基于仿真的风险决策与分析； 6. 面向可持续发展的绿色生产与服务：基于仿真的研究； 7. 系统仿真与信息系统整合：决策支持与智能化管理； 8. 仿真在复杂管理系统中的应用，包括生产制造系统、供应链与物流系统、交通运输系统、计算机/通讯网络管理系统、医疗服务管理系统、旅游与智慧景区管理系统、作战与综合保障系统，以及循环经济、项目管理、流程再造、工程或技术管理、战略管理、信息管理与电子商务等各大领域。会议出版物：会议拟将录用的论文以光盘形式出版，并申请国际权威检索机构（EI/ISTP ）审查收录。论文投递：论文请用英文撰写，MS W ord 编辑，采用电子投稿方式，投递至大会邮箱ismscs2013@https://www.wendangku.net/doc/f710516401.html, ，论文格式规范详见会议网站https://www.wendangku.net/doc/f710516401.html,/ismscs13/。最佳论文奖：大会将评选最佳论文奖（最多3篇），并颁发获奖证书。重要时间：2013年3月1日，论文扩展摘要或全文（最多6页）投稿截止；2013年4月1日，论文录用与否通知；2013年5月15日，大会注册截止；2013年6月1日-2日，会议召开。费用：版面费800元（5页内），每超一页加100元；会务费700元每位。版面费和会务费学生减半，详见会议网站。

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

雷达系统建模与仿真报告

设计报告一十种随机数的产生一概述. 概论论是在已知随机变量的情况下，研究随机变量的统计特性及其参量，而随机变量的仿真正好与此相反，是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。下面对雷达中常用的模型进行建模： ● 均匀分布 ● 高斯分布 ● 指数分布 ● 广义指数分布 ● 瑞利分布 ● 广义瑞利分布 ● Swerling 分布 ● t 分布 ● 对数一正态分布 ● 韦布尔分布二随机分布模型的产生思想及建立. 产生随机数最常用的是在(0,1)区间内均匀分布的随机数，其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。 2.1 均匀分布 1>（0，1）区间的均匀分布：用混合同余法产生 (0,1)之间均匀分布的随机数，伪随机数通常是利用递推公式产生的，所用的混和同余法的递推公式为: 1 n x =n x +C （Mod m ）

其中，C是非负整数。通过适当选取参数C可以改善随机数的统计性质。一般取作小于M的任意奇数正整数，最好使其与模M互素。其他参数的选择 (1) 的选取与计算机的字长有关。 (2) x(1)一般取为奇数。用Matlab来实现，编程语言用Matlab语言，可以用 hist 函数画出产生随机数的直方图（即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数），直观地看出产生随机数的有效程度。其产生程序如下： c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x) 运行结果如下：均值 = 0.4948 方差 = 0.0840 2> （a,b）区间的均匀分布：利用已产生的（0，1）均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生（a,b）

激光雷达回波信号仿真模拟

激光雷达回波信号仿真模拟研究摘要关键字第一章绪论第一节引言激光雷达（Lidar：Li ght D etection A nd R anging），是一种用激光器作为辐射源的雷达，是激光技术与雷达技术完美结合的产物。激光雷达的最基本的工作原理与我们常见的普通雷达基本一致，即由发射系统发射一个信号，信号到达作用目标后会产生一个回波信号，我们将回波信号经过收集处理后，就可以获得所需要的信息。与普通雷达不同的是，激光雷达的发射信号是激光而普通雷达发射的信号是无线电波，两者在波长上相比，激光信号要短的多。由于激光的高频单色光的特性，激光雷达具有了许多普通雷达无法比拟的特点，比如分辨率高，测量、追踪精度高，抗电子干扰能力强，能够获得目标的多种图像，等等。因此，利用激光雷达对大气进行监测，收集、分析数据，建立一个大气环境预测理论模型，这将会成为研究气候变化和寻求解决对策的一项重要武器。第二节本文的选题意义由于投入巨大，在研制激光雷达实物之前，我们需要进行模拟与仿真研究，预测即将研制的激光雷达的各性能指标，评价总体方案的可行性。激光雷达回拨信号仿真模拟就是利用现代仿真技术，逼真的复现雷达回波信号的动态过程，它是现代计算机技术、数字模拟技术和激光雷达技术相结合的产物。仿真模拟的对象是激光雷达的探测没标以及它所处的环境，模拟的手段是利用计算机和相关设备以及相关程序，模拟的方式是复现包含着激光雷达目标和目标环境信息的雷达信号。通过激光雷达回波信号的仿真模拟，进而产生回波信号，我们可以在实际雷达系统前端不具备条件的情况下，对激光雷达系统的后级设备进行调试。第三节本文的研究思路和结构安排本文主要研究面向气象服务应用的大气激光雷达。笔者在熟悉激光雷达的基本工作原理的前提下，学习和熟悉各种参数对大气回波能量的影响，进而学习和掌握matlab编程语言，并且根据给定的激光雷达系统参数、大气参数和光学参数，以激光雷达方程为基础，通过仿真模拟得到理想状态下的大气回波信号。但是，在实际测量工作中，由于大气中的各种干扰，我们获得的回波信号并不和理想状态下的大气回波信号一致，因此，在本文的后期工作中，笔者根据已有的大量激光雷达实测信号与模拟信号对比，既能验证仿真模拟结果的准确性，又能应用于激光雷达的性能指标等方面的分析上，具有比较高的实际应用价值。第二章激光雷达的原理第一节激光雷达系统一个标准的激光雷达系统应该包含以下部件：激光器、发射系统、接收系统、光学系统、信号处理系统以及显示系统。它的工作原理图我们可以用下图表示：

雷达信号matlab仿真

雷达系统分析大作作者：陈雪娣学号：0410420727 1. 最大不模糊距离： ,max 1252u r C R km f == 距离分辨率： 1502m c R m B ?= = 2. 天线有效面积： 22 0.07164e G A m λπ == 半功率波束宽度： 3 6.44o db G θπ == 3. 模糊函数的一般表示式为 () ()()2 2* 2 ;? ∞ ∞ -+= dt e t s t s f d f j d πττχ 对于线性调频信号 ()21 j t p p t s t ct e T T πμ??= ? ??? 则有： ()()2 21 ;Re Re p j t T j t d p p p t t f ct ct e e dt T T T πμπμτ χτ∞+-∞????+= ? ? ? ????? ? () ()()sin 1;11d p p d p d p p f T T f T f T T τπμττχττπμτ????+- ? ? ? ???????=- ? ?????+- ? ? ? ? 分别令0,0==d f τ可得()()2 2 0;,;0τχχd f ()() sin 0;d p d d p f T f f T πχπ=

()sin 1 ;01 1p p p p p T T T T T τπμττχττπμτ?? ??- ? ? ? ???????=- ? ?????- ? ?? ? 程序代码见附录1的T_3.m, 仿真结果如下:

4. 程序代码见附录1的T_4.m, 仿真结果如下:

哈工大雷达系统仿真实验报告

雷达系统仿真实验报告姓名：黄晓明学号：班级：1305203 指导教师：谢俊好院系：电信学院

实验一杂波和色噪声的产生—高斯谱相关对数正态随机序列的产生 1、实验目的给定功率谱（相关函数）和概率分布，通过计算机产生该随机过程，并估计该过程的实际功率谱和概率分布以验证产生方法的有效性。 2、实验原理 1）高斯白噪声的产生 2 2 2 (x) f(x) μ σ - - = 、 2 2 2 (z) x F(x)dz μ σ - - =? 均值：μ为位置参数、方差：2 σ、均方差：σ为比例参数。若给定01 X~N(,) '，则2 X X~N(,) μσμσ ' =+。 MATLAB中对应函数normrnd(mu,sigma,m,n)，调用基本函数01 randn(m,n)~N(,)产生标准正态分布。标准正态分布的产生方法有舍选抽样法、推广的舍选抽样法、变换法、极法、查表法等，其中变换法的优点是精度高，极法运算速度较变换法快10~30％，查表法速度快。 (1)反变换法、反函数有理逼近法令0.5, t r x =-= () 2 012 23 123 0,1 1 a a x a x X signt x N b x b x b x ++ ?? =- ? +++ ?? 式中 2.515517 a=， 1 0.802833 a=， 2 0.010328 a=， 1 1.432788 b=， 2 0.189269 b=，3 0.001308 b=。用这一方法进行抽样，误差小于10-4。 (2)叠加法根据中心极限定理有：先产生I组相互独立的01 [,]上均匀分布随机数，令 1 I i i Y r = =∑，则当N较大时212 Y~N(I,I)。一般可取12 I=，则601 Y~N(,) - (3)变换对法(Box-Muller method)

螺旋式扫描在激光雷达系统中的仿真优化分析

第３５卷第２期Ｖ０１．３５ＮＯ．２红外与激光工程ｂ心ａｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅ血ｇ２００６年４月Ａｐｒ．２００６螺旋式扫描在激光雷达系统中的仿真优化分析＋冯国柱１，杨华军１，邱琪２，邱昆２（１．电子科技大学物理电子学院，四川成都６１００５４；２．电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都６１００５４）摘要：在空间交会激光雷达关键部分捕获、瞄准、跟踪（Ａ”）系统中，对天线扫描捕获技术进行了理论分析和模拟实验研究。建立了光学天线扫描捕获的理论模型。在此基础上对影响系统捕获性能的各主要参量之间的关系进行了数值仿真分析。将分行式螺旋扫描引入到激光雷达Ａ门系统中，建立了数学模型并进行了数值仿真。根据仿真结果提出并优化了螺旋扫描方式，取得了良好的效果。关键词：捕获、瞄准、跟踪；激光雷达；扫描；仿真中图分类号：ＴＮ９２９．１３文献标识码：Ａ文章编号：１００７—２２７６（２００６）０２—０１６５—０４Ａｎａｌｙｚｉｎｇｆｒｏｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌａｓｅｒｏｆｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｓｐｉｒａｌｓｃａｎ０１０ｐｎｍｌＺｌｎｇｍｅＳｐｌｒａｌＳＣａｎｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ４ＦＥＮＧＧｕｏ—ｚｈｕｌ，ＹＡＮＧＨｕａ－ｊｕｎｌ，ＱＩＵＱｉ２，ＱⅣＫｕｎ２（１．Ｓｃｈ００ｌｏｆＰ置ｌｙｓｉｃａｌＥ１ｅｃ扛ＤⅡｉｃｓ，ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃ咖ｉｃｓｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｋ王ｌＩｌｏＩｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，ａｌｅｎｇｄｕ６１００５４，ａｌｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆｃｏｍｍｕＩｌｉｃａｌｉｏｎ锄ｄｍｆｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｕｎｊｖｅｒｓ畸ｏｆＥｌｅｃｎＤｎｉｃｓｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｌｌＩｌｏｌｏｇｙ０ｆｃｌｌｉｎａ，ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，ｃｌｌｉｎａ）Ａｂｓｔｒ舵ｔ：Ａ盯ｉｓｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐ矾ｏｆ恤ＲｅｎｄｅｚＶｏｕｓａｎｄＤｏｃｋｉｎｇｌａｓｅｒｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｌｌｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｉｕｌ锄ｔｅ皿ａｓｃａｌｌｌｌｉｎｇｉｎｌａｓｅｒｒａｄａｒｗａｓｓｔＩｌｄｉｅｄⅡ帅ｕｇｈｂｏｔｌｌｔｌｌｅｏｒｙ如ｄｓｉｌｌｌｕｌａｔｉｏｎ．ＡｍｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｂｒｏｐｔｉｃｓａｃｑｕｉｓｉｄｏｎｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎⅡｌｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄｓｏｍｅｐａｒ锄ｅｔｅｒｓｍａｔｉｎｎｕｅｎｃｅⅡｌｅｓｙｓｔｅｍｏｆａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｅｒｅａＩｌａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｓｑｕａｒｅｓｐｉｒａｌｓｃａｎｗａＳｂｒｏｕｇｈｔｔｏⅡｌｅ１ａｓｅｒｒａｄａｒＡＰＴｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄａｍａｍｅｍａｄｃａｌｍｏｄｅｌｗａｓｓｅｔｕｐ，ｗｌｌｉｌｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃ锄ｐｌｅｔｅｄ．Ｆｆｏｍｔｈｅｓｉｍｕｌａｄｏｎｒｅｓｕｌｔｓｍｅｓｐ砌ｓｃａｎｉｓｏｐｄｍｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒ凼：Ａ门；Ｌａｓｅｒｒａｄａｒ；Ｓｃａｎ；Ｓ曲ｕｌａｔｉｏｎＯ引言伽阿系统涉及的内容包括了光机电一体化。无论是在光通信还是在激光雷达的Ａ门系统中，目标捕获的扫描方式都是至关重要的部分。针对分行式扫描不从目标捕获概率密度最大处开始和螺旋扫描中扫描间隔重叠较大的问题，提出了新型分行式螺旋扫描。扫描机构要求利用电信号对光束的传播方向进收稿日期：２００５一０６一０８：修订日期：２００５—０７—１９ ‘基金项目：国防预研项目（４１３２４０４０１０７）作者简介：冯国柱（１９８２一），男，硕士生，从事空间光通信及交会激光雷达课题的研究。

管理系统仿真建模及应用结课论文

管理系统仿真建模及应用结课论文题目：计算机仿真技术的研究与发展学院：班级：姓名：学号：

计算机仿真技术的研究与发展摘要：系统仿真技术也称为系统模拟技术,所谓电子通信系统的计算机仿真,就是利用计算机对实际电子通信系统物理模型或数字模型进行试验,通过这样模型实验来对一个实际系统的性能和工作状态进行分析和研究。在科研领域，计算机技术与系统仿真技术相结合，形成了计算机仿真技术，作为人们科学研究的一种新型方法，被人们应用到各个领域，用来解决人们用纯数学方法或者现实实验无法解决的问题，对科研领域技术成果的形成有着积极地促进作用。关键字：计算机仿真技术；概述；现状；发展前景。一、引言计算机仿真技术是建立在系统科学、系统辨识、控制理论、计算方法和计算机技术等学科上的一门综合性很强的技术科学。它以计算机和专业实验设备为工具，以物理系统的数学模型为基础，通过数值计算的方法，对已经存在的或尚不存在的系统进行分析、研究和设计。目前，计算机仿真技术不但是科学研究的有力工具，也是分析、综合各类工程系统或非工程系统的一种研究方法和有力手段。计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。二、计算机仿真概述计算机仿真又称计算机模拟或计算机实验。所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟

实验研究的过程。计算机仿真方法即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法。计算机仿真作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法, 随着系统科学研究的深入、控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展而形成的一门新兴学科。近年来, 随着信息处理技术的突飞猛进,使仿真技术得到迅速发展。计算机仿真主要有以下三种仿真形式：物理仿真：按照实际系统的物理性质构造系统的物理模型，并在物理模型上进行试验研究。直观形象，逼真度高，但代价高，周期长。在没有计算机以前，仿真都是利用实物或者它的模型来进行研究的。半物理仿真：即物理数学仿真，一部分以数学模型描述，并把它仿真计算模型，一部分以实物方式引入仿真回路。针对存在建立数学模型困难的子系统的情况，必须使用此类仿真，如航空航天、武器系统等研究领域。数字仿真：首先建立系统的数学模型，并将数学模型转化为仿真计算模型，通过仿真模型的运行达到对系统运行的目的。现代计算机仿真由仿真系统的软件/硬件环境，动画与图形显示、输入/输出等设备组成。作为新兴的技术方法，与传统的物理实验相比较，计算机仿真有着很多无可替代的优点： 1. 模拟时间的可伸缩性由于计算机仿真受人的控制，整个过程可控性比较强，仿真的时间可

相控阵雷达系统的仿真_王桃桃

计算机与现代化 2014年第2期 JISUANJI YU XIANDAIHUA 总第222期文章编号：1006- 2475（2014）02-0209-04收稿日期：2013-09-29作者简介：王桃桃（1989-），女，江苏沭阳人，南京航空航天大学自动化学院硕士研究生，研究方向：雷达系统仿真；万晓冬（1960-），女，江苏南京人，副研究员，硕士生导师，研究方向：分布式仿真技术，实时分布式数据库技术，嵌入式软件测试技术；何杰（1988- ），男，安徽铜陵人，硕士研究生，研究方向：机载红外弱小目标检测，三维视景仿真。相控阵雷达系统的仿真王桃桃，万晓冬，何杰 (南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016) 摘要：雷达的数字仿真及雷达仿真库的建立已经成为近年来雷达领域研究的热点。本文主要进行相控阵雷达系统的仿真研究。首先根据相控阵雷达的组成和原理，建立相控阵雷达的仿真模型与数学模型。然后选择Simulink 作为仿真平台，对相控阵雷达系统进行仿真与研究。仿真的模块主要有天线模块、信号环境模块、信号处理模块以及GUI 人机交互界面模块。最终在Simulink 库中生成自己的雷达子库，形成相控阵雷达系统，为后续相控阵雷达的研究奠定基础。关键词：雷达;相控阵;信号处理中图分类号：TP391．9 文献标识码：A doi :10．3969/j．issn．1006-2475．2014．02．047 Simulation of Phased Array Ｒadar Systems WANG Tao-tao ，WAN Xiao-dong ，HE Jie （College of Automation Engineering ，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ，Nanjing 210016，China ）Abstract ：The digital simulation of radar and the establishment of radar simulation libraries has become research hot spot in radar field in recent years．This paper mainly focuses on phased array radar system simulation．According to the composition and prin-ciple of phased array radar ，it establishes the simulation model and mathematical model of phased array radar．Then ，the paper does simulation and research on phased array radar system by choosing Simulink as the simulation platform．The simulation mod-ule mainly includes the antenna module ，the signal environment module ，the signal processing module and GUI man-machine in-terface module．Eventually it generates radar sub-libraries and forms phased array radar system ，which lay the foundation for fol-low-up phased array radar study． Key words ：radar ；phased array ；signal processing 0引言计算机仿真技术应用于雷达源于20世纪70年代，国内雷达仿真起步较晚，仿真主要是基于SPW 、Matlab 、Simulink 、ADS 、HLA 等平台，其中Simulink 是一种在国内外得到广泛应用的计算机仿真工具，它支持线性系统和非线性系统，连续和离散事件系统，或者是两者的混合系统以及多采样率系统。ADS （Ad-vanced Design System ）软件可以实现高频与低频、时域与频域、噪声、射频电路、数字信号处理电路的仿真等。SPW （Signal Processing Workspace ）是用于信号处理系统设计的强有力的软件包，在雷达领域有着广泛的应用。HLA （High Level Architecture ）提供了基于分布交互环境下仿真系统创建的通用技术支撑框架，可用来快速地建造一个分布仿真系统。比较4种仿真平台，SPW 比较昂贵，只能在Unix 操作系统下使用，HLA 通信协议复杂，不同版本的ＲTI 可能有无法通信的问题。Simulink 应用于雷达仿真比ADS 广泛并易于推广，所以本文采用Simulink 作为仿真平台。为了进行后期雷达与红外的数据融合，首先需要建立雷达模块以产生雷达数据源，本文根据相控阵雷达的工作原理，采用数字仿真的方法，仿真雷达模块。首先提出相控阵雷达的仿真结构图以及给出各个模块的数学模型，然后根据数学模型，利用Simulink 仿真平台，仿真实现雷达的各组成模块，从而构建一个完整的雷达系统。同时，也可以通过使用S 函数将各个模块封装，然后建成自己的雷达仿真库，从而可以形成不同类型的雷达系统，便于更好地进行雷达系统