课程设计

雷达课程设计姓名：周游学号：2012029170012指导教师：周云题目以及要求：设计一地面运动车辆监视雷达，雷达采用水平线性相控阵+脉冲压缩+MTD体制，中心频率（载频）选为10GHz，达到如下性能指标：·雷达盲区：≤400m·雷达作用距离：≥25km（RCS=5㎡目标，法线方向）·距离分辨力：≤4m·目标速度范围：覆盖-120km/h―120km/h·速度分辨力：≤0.5m/s·方位扫描范围：±60°·方位分辨力：≤5°设计要求：1.画出雷达系统的原理框图2.天线设计·选取阵元间隔，保证不出现栅瓣·选取天线孔径和阵元个数，保证达到方位分辨力要求·设天线俯仰波束宽度为20度，估算天线增益3.波形设计·选取雷达脉冲重复频率，使目标不出现距离模糊和速度模糊·选取信号调制方式和调制宽度，以满足距离分辨力要求·选取脉冲宽度，使其满足距离盲区的要求解决方案：一，雷达系统原理框图：二，天线设计：1选取阵元间隔：因为1sind,已知扫描的范围为-60°到60°,cf=0.03m,0.54d,取13d,则d=0.01m2选取天线天线孔径和阵元个数：角分辨力12kD,其中β为方位半功率宽度，D为天线孔径，为波长，要求5，阵列天线间距d的半功率波瓣宽度为0.5100N，扫描时的波瓣宽度0.51cos，已知最大可取60°，于是我们可取N=20，就可求得天线的水平尺寸D=0.2m3估算天线增益：设俯仰角天线波瓣宽度为15°，则天线垂直尺寸为1D=0.1m,在垂直方向也设13d=0.01m,在这个方向上的阵列个数为5个，由所学知识知道，24AG=223=23dB。三，波形设计：1选取合适的雷达脉冲重复频率：已知最大距离为25km，不出现距离模糊的最大距离max2rcRf，所以rf为6kHz,不出现速度模糊的条件为12drff，已知最大速度为120km/h,则多普勒平移为2.2kHz,为了同时满足不出现距离模糊和速度模糊，取rf=4kHz,则rT=0.25ms。2选取合适的信号调制方式和调制宽度：距离分辨力的要求为4m，2cB，可得B17.5MHz,取B=50MHz。3选取合适的脉冲宽度：要求测距盲区2tr400m，2.7us,取=2.5us。4选取合适的信号积累时间：多普勒滤波器组的每一个子滤波器的带宽为rfBM，其中M为脉冲累积次数，速度分辨力为2fV0.5m/s,则M150，取M=200，则信号驻留时间为t=rMT=0.5s。技术指标计算：取压缩倍数D=100，则压缩后的脉冲宽度为2.5ns,压缩前的脉冲宽度为2.5us,MTD累积次数M=200，设系统损耗为10dB,检测目标所需信噪比为15dB,接收机噪声系数为5dB。考虑损耗的情况下，雷达的功率为43max022(4)()ntRDMkTFLPG,其中D（M）为M次累积时的检测因子，(0)()DDMM，的D(0)=15dB,D(M)=-6.5dB,maxR=44dB,G=23dB,7dB-15.2dB,nf=5dB,L=10dB,计算出tP=17.5。脉冲压缩能使接收机输出功率增加100倍，则tP=-2.4dB,=-56dB,tP=229kw,平均功率tavrPPT=2291w。四，验证指标：雷达盲区：2cr=375m400m雷达作用距离：R=25.3km25km不模糊距离：max2rcRf=37.5km25km距离分辨力：B=50MHz,2cB=3m4m速度分辨力：2fv=0.5m方位分辨力：0.52cos=5°