雷達對抗實驗報告

西安電子科技大學(xué)雷達對抗實驗報告學(xué)院電子工程學(xué)院專業(yè)無線電物理姓名YYY學(xué)號2000指導(dǎo)老師饒鮮實驗一

雷達測距和接收機靈敏度實驗一、實驗?zāi)康模?、掌握目標回波測距的方法。2、雷達回波信號能量變化對接收機輸出的信號的幅度（包絡(luò)）的影響。3、掌握切線靈敏度的定義。二、實驗內(nèi)容利用雷達對抗實驗儀,示波器，按照實驗步驟調(diào)節(jié)穩(wěn)定的基準信號，同時測試一下參數(shù)：1、測量回波信號與時間基準脈沖信號的時延，利用公式計算目標距離。2、通過改變目標回波幅度的衰減，觀察輸出信號的變化，測量回波信號的電平。3、改變目標回波衰減的大小，直到示波器輸出的脈沖與噪聲疊加后信號的底部與基線噪聲的頂部在一條直線上，記錄對應(yīng)的信號衰減值,計算切線靈敏度,測量此時有信號位置的噪聲電壓峰值和基線噪聲電壓峰值。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果目標回波幅度衰減百分比與回波信號幅度表衰減百分比（%）01020304050信號幅度（v）4.884.563.923.22.562.0衰減百分比（%）607080859095幅度（v）1.280.840.40.2240.1080.044目標回波時延：52us有信號處噪聲電壓峰值:22mv噪聲的最大值：16mv兩目標回波間的間隔：400us目標回波脈沖寬度：240ns四、結(jié)論及討論1．根據(jù)記錄回波的時延,計算目標回波距離。答：目標回波時延：tr=52us，根據(jù)公式R=C*tr/2計算得回波距離R為7.8km。距離分辨率為多少？答：距離分辨率實驗測得目標回波脈沖寬度為240ns,代入距離分辨率公式得到約為36m.3、目標回波輸入信號的幅度改變,示波器輸出信號有何變化？答：由前面數(shù)據(jù)整理的表格可以看出,目標回波輸入信號的幅度衰減越來越大時，示波器輸出信號幅度越來越小。4、雷達的切線靈敏度是多少？答:接收機靈敏度為:95。5、基線噪聲電壓峰值和滿足切線靈敏度條件下有信號處輸出噪聲的峰值是否相同？為什么？答：基線電壓峰值小于滿足切線靈敏度條件下有信號處輸出噪聲的峰值,因為只是接收機內(nèi)噪聲而不僅包含接受機內(nèi)噪聲還包含外界干擾噪聲所以<.實驗二脈沖積累實驗一、實驗?zāi)康模菏煜っ}沖積累改善接收機檢測能力的原理二、實驗內(nèi)容利用雷達對抗實驗儀,示波器，改變可變參數(shù)積累脈沖數(shù)，測量目標回波信號的幅度和噪聲信號的幅度最大值。（默認值為1,顯示為1，是不作積累的情況。每按一次參數(shù)按鈕，積累的脈沖數(shù)加1脈沖積累數(shù)的最大值是64）。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果脈沖積累數(shù)與回波幅度最大值和噪聲最大值幅度表積累脈沖數(shù)（個）14121620信號幅度（V）5.125.044.964.964.96噪聲幅度（mV）240160807060.0積累脈沖數(shù)（個）3240485664噪聲幅度（mV）60.060.060.060.060.0四、結(jié)論及討論1．繪制信號幅度與噪聲最大信號幅度比隨脈沖積累個數(shù)變化的波形圖，并進行分析。答：由圖形可以看出，多個脈沖積累后可以有效的提高信號幅度與噪聲幅度比，當脈沖個數(shù)積累到一定數(shù)量后信號幅度與噪聲幅度比趨于恒定。實驗三虛警率實驗一、實驗?zāi)康模?、熟悉門限檢測的方法2、熟悉虛警概率的含義3、了解門限與虛警概率的關(guān)系二、實驗內(nèi)容利用雷達對抗實驗儀和示波器，通過改變可變參數(shù)檢測門限，從LED上讀取虛警概率，觀察距離波門信號，初始為5，每按一次參數(shù)按鈕門限值加5，最大值為25。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果檢測門限與虛警概率測試表檢測門限（單位）虛警概率1234平均52.3E-23.0E-23.2E-22.3E-22.7E-2102.4E-32.5E-32.2E-32.1E-32.3E-3151.3E-41.4E-41.5E-41.4E-41.4E-4206.6E-67.0E-67.2E-66.8E-66.9E-6251.4E-72.1E-72.6E-71.9E-72.0E-7四、結(jié)論及討論1、試分析虛警率和檢測門限關(guān)系。答：虛警概率與門限電平大小有密切的關(guān)系。噪聲超過門限電平而誤認為信號的事件稱為“虛警”，虛警概率指的是噪聲包絡(luò)電壓超過檢測門限電平的概率。因此檢測門限值越大,噪聲信號超過門限的概率越小,雷達的虛警概率越小。2、檢測門限不同時、示波器顯示的距離波門信號有何不同，為什么？答：檢測門限越高距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔越長。因為門限值越高，噪聲電平超過檢測門限的概率越小，所以距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔越長，次數(shù)降低。實驗四恒虛警檢測實驗一、實驗?zāi)康模?、熟悉發(fā)現(xiàn)概率的定義2、熟悉恒虛警檢測的原理3、解虛警概率與發(fā)現(xiàn)概率的關(guān)系二、實驗內(nèi)容改變可變參數(shù)檢測的虛警概率，從LED上讀取發(fā)現(xiàn)概率。觀察目標回波信號和距離波門信號的變化（虛警概率默認值為，每按一次參數(shù)按鈕，虛警概率減小10，虛警概率最小值為）。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果虛警概率與發(fā)現(xiàn)概率關(guān)系表虛警概率發(fā)現(xiàn)概率1234平均1E-31.0E01.0E01.0E01.0E01.0E01E-41.0E01.0E01.0E01.0E01.0E01E-51.0E01.0E01.0E01.0E01.0E01E-61.0E09.9E19.8E19.9E19.9E-11E-79.9E-19.9E-19.9E-19.9E-19.9E-11E-89.8E-19.9E-11.0E09.9E-19.9E-11E-99.9E-19.8E-19.7E-19.8E-19.8E-11E-109.1E-19.4E-19.5E-19.2E-19.3E-11E-118.3E-28.2E-28.0E-27.9E-28.1E-21E-126.1E-25.8E-26.2E-26.3E-26.1E-21E-134.6E-34.3E-34.1E-34.2E-34.3E-31E-142.9E-32.5E-32.8E-32.6E-32.7E-3四、結(jié)論及討論1.當虛警概率變化時，距離波門信號有何變化,為什么？答：虛警概率增大時相應(yīng)的檢測門限降低，噪聲電平超過檢測門限被發(fā)現(xiàn)的概率增大，因此距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔變短，次數(shù)降低。反之虛警概率降低時，距離波門信號出現(xiàn)的時間間隔變長，次數(shù)增大。2.繪制發(fā)現(xiàn)概率和虛警率的曲線圖，分析二者的關(guān)系。答：當信噪比一定時，虛警概率越小，發(fā)現(xiàn)概率越小;虛警概率越大，發(fā)現(xiàn)概率越大。

實驗五

目標距離跟蹤實驗一、實驗?zāi)康模?、掌握距離跟蹤的原理2、熟悉截獲條件和失捕條件的含義二、實驗內(nèi)容本實驗中有三個進程，對應(yīng)不同的失捕條件，每個進程中可變參數(shù)都是截獲條件。本實驗中統(tǒng)計的脈沖總數(shù)是n=15。d初值為6.每按一次參數(shù)按鈕,d加1。d的最大值為12。改變參數(shù)值按確認后，觀察跟蹤情況和失捕情況。改變不同的進程，也就是換不同的失捕條件，改變參數(shù)d的值,重新觀察跟蹤情況和失捕情況，估計出跟蹤時間和搜索時間的變化和差異。三、由示波器觀察所得的結(jié)果截獲條件與失捕變化進程123是否失捕是是否按照不同進程設(shè)置參數(shù)，觀察示波器上運動目標的回波和距離波門拖引干擾信號的變化，可看出，只有在第三個進程中距離波門拖引干擾信號沒有進行搜索，一直處于跟蹤狀態(tài)，故在這個進程中沒有失捕，而前兩個進程能明顯的在示波器上看到距離波門拖引干擾信號會隔段時間去搜索要跟蹤的目標回撥信號。四、結(jié)論及討論1.運動目標的回波有什么特點？答：1）運動目標回波受雜波的影響比較大，當運動目標回波和雜波在雷達顯示器上同時顯示時，會使目標的觀察變得困難。2）由于運動目標的速度不同而引起回波信號頻率產(chǎn)生的多普勒頻移不相等，所以可以從頻率上區(qū)分不同速度目標的回波。2、在什么條件下，雷達跟不上目標？答：雷達處于距離搜索狀態(tài)時，如果同一距離單元處的n個脈沖數(shù)目里有d次檢測到目標回波,就認為該位置處有目標，如果目標運動速度足夠快使雷達在同一距離單元處的n個脈沖里檢測到目標的次數(shù)小于d則雷達無法跟上目標。3、目標起伏對于跟蹤的影響。答:目標的起伏對目標的搜索、捕獲、距離跟蹤有較大的影響。目標起伏越大，會使目標的發(fā)現(xiàn)概率降低，距離自動跟蹤系統(tǒng)在整個雷達測距范圍內(nèi)難以實現(xiàn)搜索、捕獲；在距離跟蹤過程中也容易失捕。4、分析失捕條件和截獲條件對于雷達工作狀態(tài)的影響。答：若失捕條件中的m太小會使雷達長時間保持在跟蹤狀態(tài),若截獲條件中的n太大會使雷達不容易發(fā)現(xiàn)目標長時間保持在搜索狀態(tài)。實驗六

動目標顯示（MTI）實驗一、實驗?zāi)康模?、掌握動目標顯示的原理2、熟悉一次相消和二次相消的概念二、實驗內(nèi)容該實驗中有兩個進程，進程1是一次相消器實驗，進程2是二次相消MTI實驗，當設(shè)置為進程1時，按確認后觀察包絡(luò)信號和積累信號，測量對應(yīng)包絡(luò)信號有目標處相消器輸出信號的幅度。當設(shè)置為進程2時，可變參數(shù)是二次對消的系數(shù)，初始值為1.5每按一次按鈕，系數(shù)加0.1.二次相消系數(shù)的最大值為2.5，改變參數(shù)確認后觀察包絡(luò)信號和積累信號，測量對應(yīng)包絡(luò)信號有目標處相消器輸出信號的幅度。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果一次相消實驗中對應(yīng)包絡(luò)信號有目標處相消器輸出信號的幅度：1.20V二次相消系數(shù)與目標幅度測試二次相消系數(shù)1.51.61.82.02.22.42.5固定目標的幅度（mV）78052014031.9144500780運動目標的幅度（V）1.181.161.201.201.201.201.20四、結(jié)論及討論1．在一次相消的工作方式下，動目標和靜目標的包絡(luò)信號和檢測輸出信號有什么特點？答：動目標的包絡(luò)信號是移動的，在相位檢測輸出端，動目標回波是一串振幅調(diào)制的脈沖；固定目標的包絡(luò)信號是不動的，靜目標回波是一串振幅不變的脈沖。在一次相消的工作方式下，因為幅度固定的目標回波信號相減后相互抵消，而幅度變化的運動目標回波相減后輸出相鄰重復(fù)周期振幅變化的部分。所以檢波輸出信號只有動目標沒有靜目標。2、二次相消參數(shù)有什么意義，對信號波形有何影響？答：當二次相消系數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時，共軛零點偏離實軸的角度很小，盡管零頻處頻響不為零但凹口較寬可抑制頻譜較寬的雜波。試驗七

噪聲調(diào)頻干擾實驗一、實驗?zāi)康模?、掌握噪聲調(diào)頻干擾的基本形式和干擾的原理2、觀察同步/異步調(diào)頻干擾對于信號檢測的影響3、觀察噪聲調(diào)頻和鋸齒波調(diào)頻對于信號檢測的影響二、實驗內(nèi)容本實驗共實現(xiàn)四個進程：1、進程一為異步噪聲調(diào)頻干擾實驗，可變參數(shù)是視頻噪聲帶寬。初始值為17.5Khz，每按一次參數(shù)按鈕，帶寬依次變化為8.75hz、4.37hz和2.20hz。按動參數(shù)加5改變視頻信號帶寬，按確認按鈕6確認。觀察示波器上回波信號的變化。分別測量目標處信號的幅度，其它位置的噪聲電平的最大值2、進程二為同步噪聲調(diào)頻干擾實驗，可變參數(shù)同進程一。按動參數(shù)加5改變視頻信號帶寬，按確認按鈕6確認。觀察示波器上回波信號的變化。分別測量目標處信號的幅度和其它位置的噪聲電平的最大值。3、進程三為異步鋸波調(diào)頻干擾實驗，可變參數(shù)為鋸波周期。鋸波周期的變化范圍從2微秒到33微秒。每按一次按鈕。周期加2微秒。按動參數(shù)5鋸波周期，按確認按鈕6確認。觀察示波器上回波信號的變化。分別測量目標處信號的幅度和其它位置的噪聲電平的最大值。4、進程四為同步鋸齒波干擾實驗，可變參數(shù)同進程三。按動參數(shù)加5改變鋸波周期，按確認按鈕6確認。觀察示波器上回波信號的變化。分別測量目標處信號的幅度和其它位置的噪聲電平的最大值。5、進程五為交替干擾實驗，可變參數(shù)分別2，8，32，148脈沖重復(fù)周期。初始值為1，按動參數(shù)加5改變交替周期，按確認按鈕6確認。觀察示波器上回波信號的變化。分別測量目標處信號的幅度和其它位置的噪聲電平的最大值。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果表一異步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出噪聲電平與信號電平測試視頻噪聲帶寬（KHZ）17.58.754.372.20除目標位置外（噪聲）信號最大值（mV）升序變化400410420502目標位置信號幅度（V）1.301.301.301.30表二同步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出信號最大值測試視頻噪聲帶寬（KHZ）17.58.754.372.20除目標位置外（噪聲）信號最大值（V）4.04.164.483.76目標位置信號幅度（V）1.281.763.361.60表三異步鋸波干擾鋸波周期與檢測輸出信號最大值和目標回波電平測試鋸波周期（us）24812162432除目標位置（噪聲）信號最大值0.560.480.800.40.320.320.32目標位置信號幅度（V）1.521.441.921.441.361.441.52表四同步鋸波干擾鋸波周期與檢測輸出信號最大值和目標回波電平測試鋸波周期（us）26812162432除目標位置（噪聲）信號最大值（V）4.04.44.44.84.484.724.64目標位置信號幅度（V）2.161.921.84.41.681.681.6表五交替干擾周期與檢測輸出信號最大值和目標回波電平測試交替干擾周期（個Tr）2832128除目標位置外（噪聲）信號最大值（V）2.242.242.84.32目標位置信號幅度（V）2.162.162.243.12四、結(jié)論及討論噪聲調(diào)頻信號是指干擾信號的頻率受噪聲調(diào)制的信號，如果調(diào)制噪聲具有和雷達信號同樣的重復(fù)周期，這樣，距離雷達零距離脈沖信號處的某個時刻調(diào)制噪聲信號的頻率確定，這樣的干擾為同步噪聲調(diào)頻干擾。反之，若調(diào)制噪聲和雷達信號的重復(fù)周期無關(guān)，則為異步噪聲調(diào)頻干擾。從表格數(shù)據(jù)中可以看出，在目標位置信號幅度相差不大的情況下，異步干擾的噪聲信號最大值相對要小，這是因為調(diào)制噪聲的譜寬是影響遮蓋性能的主要因素，同步調(diào)頻干擾的譜寬可以根據(jù)已知雷達信號的重復(fù)周期確定，遮蓋效果相對較好，從表格中可以看出同步調(diào)頻的噪聲電平要大于目標回波處的信號電平。而異步/同步鋸波干擾的基本原理同上，不同的是鋸波調(diào)頻信號是指干擾信號的頻率受鋸波調(diào)制。由于鋸波信號是確定性信號，所以干擾信號頻率處在接收機帶寬內(nèi)的時間和間隔確定。如果一段時間是噪聲調(diào)頻干擾信號，一段時間是鋸波調(diào)頻干擾信號，則成為交替干擾。而表格中的數(shù)據(jù)也只是給出了交替干擾的周期，所以對信號以及噪聲的幅度影響都不大。綜上所述，噪聲調(diào)頻干擾、鋸波調(diào)頻干擾、交替干擾都是屬于遮蓋性干擾，而遮蓋性干擾對干擾信號的功率要求較高，其干擾策略根據(jù)實際環(huán)境的不同而做出相應(yīng)的選擇。

實驗八

雜亂脈沖調(diào)幅干擾實驗一、實驗?zāi)康模?、掌握雜亂脈沖調(diào)幅干擾對于信號檢測的影響2、觀察同步/異步雜亂脈沖調(diào)幅干擾對于信號檢測的影響3、觀察閃爍干擾對于信號檢測的影響二、實驗內(nèi)容該實驗中進程一為異步雜亂脈沖調(diào)幅干擾，按確認后觀察示波器上回波信號的變化，并測量目標處信號的幅度和其他位置的噪聲電平的最大值。進程二為同步雜亂脈沖調(diào)幅干擾，按確認后觀察示波器上回波信號的變化，并測量目標處信號的幅度和其他位置的噪聲電平的最大值。進程三為閃爍干擾，可變參數(shù)是閃爍周期，變化范圍從0.2~2s，每按一次參數(shù)按鈕，周期加0.1s，按確認后觀察示波器上回波信號的變化，分別測量有信號處的幅度和噪聲電平的最大值。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果異/同步雜亂脈沖調(diào)幅測試異步雜亂脈沖調(diào)幅干擾測試噪聲電平（v）目標回波電平（v）2.483.04同步雜亂脈沖調(diào)幅干擾測試噪聲電平(v）目標回波電平（v）4.641.44實驗儀上無進程三四、結(jié)論及討論1、比較同步和異步雜亂脈沖干擾的干擾效果。答：規(guī)則脈沖的出現(xiàn)時間與雷達的定時信號之間具有相對穩(wěn)定的時間關(guān)系，則稱其為同步脈沖干擾，反之則稱為異步脈沖干擾。同步脈沖干擾在雷達的距離顯示器上呈現(xiàn)穩(wěn)定的干擾脈沖回波，當其脈寬與雷達發(fā)射脈寬相當時，很像真實的目標脈沖回波，主要起到欺騙作用。如果其脈寬能夠覆蓋目標回波出現(xiàn)的時間，則具有很強的遮蓋干擾效果。在脈沖干擾的時間里往往同時采用噪聲調(diào)頻或調(diào)幅，異步干擾脈沖在雷達距離顯示器上的位置是不確定的、具有一定的遮蓋干擾效果，特別是干擾脈沖的工作比較高時，干擾脈沖與回波脈沖的重合概率很大，使雷達難以在密集的干擾脈沖背景中檢測目標。但當干擾脈沖的工作比較低時，由于其覆蓋真實目標的概率很低，遮蓋的效果較差，且由于它與雷達不同步，容易被雷達抗異步脈沖干擾電路所對消。2、閃爍干擾中對于信號檢測的影響。答：如果一段時間有雜亂脈沖調(diào)幅干擾信號，一段時間沒有干擾信號，稱為閃爍干擾。閃爍干擾實際就是角度欺騙干擾，干擾功率和目標的回波電平保持不變，變化的只是閃爍周期，雷達接收機的輸出端一會兒有雜亂脈沖輸出，一會兒沒有干擾信號，以達到對雷達欺騙的效果。實驗九

噪聲調(diào)相干擾實驗一、實驗?zāi)康模?、掌握噪聲調(diào)相干擾的基本形式和干擾的原理2、觀察噪聲調(diào)相干擾對于信號的影響二、實驗內(nèi)容該實驗中可變參數(shù)為噪聲信號的基帶頻率。初始值為4.37KHz，每按一次參數(shù)按鈕，帶寬減半，最小值為0.55KHz。按動參數(shù)按鈕改變調(diào)相噪聲帶寬，確認后，分別測量目標處信號的幅度和其他位置的噪聲電平的最大值。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果異步噪聲干擾視頻噪聲帶寬與檢測輸出噪聲電平與信號電平測試視頻噪聲帶寬（KHZ)4.372.201.100.55噪聲電平（V）3.604.962.562.56目標回波電平（V)2.081.922.480.72四、結(jié)論及討論1．噪聲調(diào)相的干擾效果分析答：噪聲調(diào)相信號是指干擾信號的相位受噪聲調(diào)制的信號。當有效相移較小時，調(diào)相信號的能量主要集中在載波頻率上，旁頻能量低，不適合作遮蓋干擾信號，當有效相移足夠大時，旁頻功率較大，近似為噪聲調(diào)頻干擾的情況，此時適合作為遮蓋干擾信號。影響其干擾效果的因數(shù)主要有瞄頻誤差、頻譜寬度和調(diào)制噪聲帶寬等。實驗十

距離拖引干擾實驗一、實驗?zāi)康模赫莆站嚯x拖引的基本原理二、實驗內(nèi)容改變可變參數(shù)距離拖引速度。拖引速度變化范圍為30~1000m/s。每按一次參數(shù)按鈕，拖引速度加10m/s。按動參數(shù)按鈕確認后觀察目標回波的變化和距離跟蹤波門的變化。三、整理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果拖引速度變化與欺騙效果拖引速度301002005008001000欺騙結(jié)果明顯明顯明顯明顯明顯明顯四、結(jié)論及討論1．距離拖引的干擾效果分析。答：拖引干擾是一種周期性的從質(zhì)心干擾到假目標干擾的連續(xù)變化過程，在停拖期內(nèi)，假目標與真目標在空間和時間上近似重合，雷達很