通信工程毕业论文—基于MATLAB的和差脉冲测角的研究和仿真 - 图

摘 要

摘 要

测角即是测定目标的俯仰角和方位角，它是目标定向、精确制导的重要组成部分。和差单脉冲测角由于其快速性、精确性而获得了广泛应用。运用信号处理理论与MATLAB仿真软件相结合的思想进行测角仿真，不仅能够提供方便快捷的运算，还能获得很好的精确度。

本文首先建立了仿真信号模型，分析了天线方向图，仿真得到了二维和三维的天线和差波束方向图；其次对几种常见的测角方法、单脉冲系统的实现形式进行了介绍；最后综合前几章的内容，在不同环境条件下对系统进行了测试分析。得到了目标的角度误差曲线。

关键词：和差波束，测角，雷达信号，天线方向图

I

ABSTRACT

ABSTRACT

Angle measurement is to measure the azimuth and elevation angle of the detected

targets, it’s a crucial part of target direction-finding and precision guiding. Sum and difference monopulse radar is widely used for its short information acquisition time and high angle measurement precision. The combination of signal processing theory and MATLAB simulation software can produce efficient operation as well as good accuracy.

Firstly, this dissertation studies the model of signal environment, analyzes the radar antenna model, and simulates the 2-D and 3-D sum and difference antenna patterns. Secondly, several commonly used target angle-tracking methods as well as realization of monopulse system is introduced. Finally, tests are carried out on the system in presence of different errors and error curve is obtained.

Keywords: sum and difference beam, angle measurement, radar signal,antenna pattern

II

目录

目录

第一章 引言 ........................................................ 1 1.1课题背景 ....................................................... 1 1.2 MATLAB在信号处理中的应用 ...................................... 1 1.3 主要工作及章节安排 ............................................. 2 第二章 信号环境的建模与仿真 ........................................ 3 2.1 角度测量处理模型 ............................................... 3 2.2 常用雷达信号 ................................................... 3 2.2.1 线性调频信号 ............................................... 3 2.2.2 相位编码信号 ............................................... 5 2.3 回波信号 ....................................................... 6 2.4 噪声及杂波信号 ................................................. 8 2.4.1 雷达目标噪声 ............................................... 9 2.4.1.1 幅度噪声 ............................................... 9 2.4.1.2 角噪声 ................................................. 9 2.4.1.3 距离噪声 ............................................... 9 2.4.2 发射和接收噪声 ............................................ 10 2.4.2.1 发射机噪声 ............................................ 10 2.4.2.2 接收机噪声 ............................................ 10 2.4.3 杂波及干扰信号 ............................................ 10 2.4.3.1 杂波信号 .............................................. 10 2.4.3.2 干扰信号 .............................................. 10 2.5 本章小结 ...................................................... 11 第三章 雷达天线 ................................................... 13 3.1 天线参数 ...................................................... 13 3.1.1 方向性增益 ................................................ 13 3.1.2 功率增益 .................................................. 13 3.1.3 天线辐射方向图 ............................................ 14 3.2天线方向图数学模型 ............................................ 14 3.3 天线和差波束方向图 ............................................ 16 3.3.1 和波束性能 ................................................ 16

III

目录

3.3.2 差波束性能 ................................................ 17 3.4 三维天线建模 .................................................. 18 3.5 本章小结 ...................................................... 22 第四章 测角方法及其比较 ........................................... 23 4.1相位法测角 .................................................... 23 4.1.1 基本原理 .................................................. 23 4.2振幅法测角 .................................................... 27 4.2.1 最大信号法? .............................................. 28 4.2.2 等信号法? ................................................ 30 4.3 和差脉冲测角 .................................................. 33 4.3.1基本原理 .................................................. 33 4.3.2 单平面振幅和差单脉冲测角 .................................. 36 4.3.3 双平面振幅和差单脉冲测角 .................................. 37 4.4 本章小结 ...................................................... 37 第五章 仿真测角系统设计与测试 ..................................... 385.1 角度敏感器和角信息变换器 ...................................... 38 5.1.1幅度敏感系统 .............................................. 38 5.1.2.相位敏感系统 .............................................. 39 5.1.3幅相组合敏感系统 .......................................... 40 5.2 角信息变换器 .................................................. 40 5.3 角度鉴别器 .................................................... 40 5.4 基本实现形式 .................................................. 41 5.4.1 幅度—幅度单脉冲系统 ...................................... 41 5.4.2 和差单脉冲系统 ............................................ 41 5.5单脉冲系统的变化实现形式 ...................................... 42 5.5.1 误差通道合并双路单脉冲系统 ................................ 43 5.5.2 和差通道合并双路单脉冲系统 ................................ 43 5.5.3 幅相组合双通道单脉冲系统 .................................. 43 5.6 解角误差 ...................................................... 44 5.7 仿真系统功能概述 .............................................. 47 5.7.1 仿真场景设定子系统 ........................................ 47 5.7.2 仿真数据获取及分析子系统 .................................. 49

IV

目录

5.8 仿真测角系统的测试 ............................................ 49 5.8.1 仿真参数设置 .............................................. 50 5.8.2 仿真结果 .................................................. 51 5.8.3 仿真结果分析 .............................................. 52 5.9 本章小结 ...................................................... 55 第六章 全文总结 ................................................... 56 参考文献 .......................................................... 57致谢 .............................................................. 58外文资料原文 ...................................................... 59外文资料译文 ...................................................... 69

V