雷达目标参数估计报告.doc

1、设10个阵元半波长间距的ULA，请画出其波束指向0度、-20度和45度的波束方向图，并计算其波束宽度。 解答： （1）理论分析 设来波方向为 ，阵元数为N，阵元间距为d，波长为 ，且 。令 ，则导向向量表示为： 扫描方向设为，扫描向量表示为： 则波束形成器输出为： 波束宽度：波束宽度是峰值波束功率下降3dB对应的方向角范围。 （2）计算步骤 第一步，参数设置： 阵元数element_num=10，阵元间距为半波长d_lamda=1/2，扫描方向theta从-pi/2 到pi/2，来波方向theta0分别等于0度、-20度、45度；标记虚数单位imag=sqrt(-1)； 第二步：计算导向向量，计算不同theta值时的扫描向量，进而求出波束形成器输出。 第三步，绘图，标出波束宽度。 （3）仿真结果 仿真结果如图1所示，其中（a-c）分别是来波方向为0度、-20度、45度时的波束方向图，波束宽度分别为10.4度，10.8度，14.8度。 图1 来波方向为0度（a）、-20度（b）、45度（c）时的波束方向图及波束宽度 （4）matlab程序 %% 波束成形 %% 10个阵元，阵元间距为半波长 %% 画出theta0 =0度的波束方向图，并观察波束宽度。-20度及45度的波束方向图时，只需要更改theta0的值即可。 clc; clear all; imag=sqrt(-1); element_num=10; %阵元数为10 d_lamda=1/2; %阵元间距d与波长lamda的关系 theta=linspace(-pi/2,pi/2,400); theta0 = 0 /180*pi; %来波方向 w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]); % 导向向量 for j=1:length(theta) a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]); % 扫描向量 p(j)=w*a; %波束形成器输出 end figure(1) plot(theta/pi*180,abs(p)),grid on xlabel(\theta/deg) ylabel(幅度/dB) title((a)来波方向0度的波束方向图) 2、设单个脉冲信噪比是10分贝，进行10脉冲相干累积，累积后信噪比是多少分贝？并进行计算机仿真验证。 解答： （1）理论分析 设单脉冲的信噪比为 ，相干累积N个脉冲得到的信噪比为： 在对数形式下，已知，N=10，则。 （2）计算步骤 第一步，参数设置： 设采样点数N，通道数为C，多普勒为fd，脉冲宽度为Te，相干累积的脉冲数为M； 第二步，生成信号： 生成M行N列的信号矩阵，其中每个通道行的第150列为感兴趣的目标信号，其它为零，然后加上随机噪声。设置噪声强度使信噪比为10dB。 第三步，对信号进行C个点的傅里叶变换从而相干累积，并画出三维相干累积信号图。 第四步，通道累加求和。 第四步，计算累积后信号的信噪比。 （3）仿真结果 matlab随机计算一次，得到输入信号信噪比9.9376dB，相干累积后信噪比19.066dB。 三维的相干累积信号如图2所示。 图2 三维相干累积信号图 （4）matlab程序 %% 回波信号信噪比10dB，验证10个脉冲相干累积后的信噪比提高10dB clear all close all clc %%%%构造回波信号 N=300; %采样点数 C=100; % 通道数 fd=100; % 多普勒 Te = 50e-6; % 脉冲宽度 M=10; % 参与相干累积的脉冲数量 signal = zeros(M,N); % M行N列 signal(:,150) = exp(j*2*pi*fd*(0:M-1)*Te);% 每行第1000个代表感兴趣的目标信号,同时进行多普勒 noise = sqrt(0.05)*(randn(M,N)+j*randn(M,N)); %噪声 signal_power = sum(abs(signal(:,150)).^2)/M; % 信号功率为 1 nosie_power = sum(var(noise))/N; % 噪声功率为0.1 SNR_in = 10*log10(signal_power/nosie_power) %信噪比为10dB echo = signal + noise; % 信号与噪声加合 for i=1:N echo_CI(:,i) = fftshift(fft(echo