無線電定位原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(已修改)
2025-08-16 00:39 本頁面
【正文】 無線電定位原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名： 學(xué)號(hào)：班級(jí)：1105201指導(dǎo)老師：張?jiān)圃合担弘娮优c信息工程學(xué)院哈工大電子與信息工程學(xué)院電子工程系23實(shí)驗(yàn)一 連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速實(shí)驗(yàn) 雷達(dá)測(cè)速原理雷達(dá)利用多普勒頻率來提取目標(biāo)的徑向速度（即距離變化率），從而可以區(qū)分運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和固定目標(biāo)及雜波。多普勒效應(yīng)描述了由于目標(biāo)相對(duì)于輻射源的運(yùn)動(dòng)而引起發(fā)射信號(hào)的中心頻率發(fā)生多普勒頻移，目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向的不同決定了多普勒頻移的正負(fù)。（如果）圖2 多普勒效應(yīng) 連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速實(shí)驗(yàn)儀器連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)主要由三部分組成：微波發(fā)射和接收器件，差頻放大和濾波電路，DSP信號(hào)采集和處理電路。其中微波發(fā)射和接收器件可以采用微波發(fā)射介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩和微波接收混頻器。放大和濾波電路，在近距離時(shí)，測(cè)量直接由混頻器輸出的信號(hào)較大，由雷達(dá)方程可知，隨著目標(biāo)距離的增加，混頻器輸出會(huì)減小。實(shí)驗(yàn)中采用三級(jí)放大電路，第一級(jí)射隨阻抗匹配，第二三級(jí)可調(diào)增益放大。其次由于背景噪聲和擾動(dòng)會(huì)引入雜波，對(duì)接收信號(hào)需要進(jìn)行濾波。DSP信號(hào)采集和處理電路，采集多組回波數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到相應(yīng)的多普勒頻率和速度值，由公式，算得速度。圖22 連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速實(shí)驗(yàn)儀器原理框圖 圖23 測(cè)速雷達(dá)傳感器 實(shí)驗(yàn)要求本實(shí)驗(yàn)為演示實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并在PC機(jī)使用Matlab對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)要求：，，得到回波多普勒頻率和目標(biāo)速度。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每組數(shù)據(jù) 2048 點(diǎn)，采樣頻率為 2048Hz 512 點(diǎn)，作出時(shí)域波形與頻譜，并求出目標(biāo)速度，其中，發(fā)射波頻率為 10GHz。 首先將實(shí)驗(yàn)中TXT文件錄取的數(shù)據(jù)讀入到MATLAB中去，對(duì)其進(jìn)行FFT變換并分析頻域。在對(duì)數(shù)據(jù)的處理過程中，我注意到數(shù)據(jù)的平均值不為零，這個(gè)說明存在著直流分量。因而采用MATLAB強(qiáng)制地將零頻出的值變?yōu)?，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。 對(duì)于數(shù)據(jù)一，實(shí)驗(yàn)的截圖如下所示。上圖為時(shí)域的信號(hào)，相對(duì)而言比較接近正弦波，采樣點(diǎn)數(shù)N=434；下圖為頻域分析圖，由于在[0,2π]之間存在兩個(gè)峰值，因此通過 axis函數(shù)控制只顯示了正半頻域部分。同時(shí)，為了精確求出幅值最大點(diǎn)，我在文件中利用 matlab 邏輯運(yùn)算操作，執(zhí)行以下命令由上可知峰值對(duì)應(yīng)出的N值nd=10 因?yàn)槲以趯?shí)驗(yàn)中采用的采樣頻率為2048Hz，發(fā)射波的頻率為10GHz，波長為3米通過計(jì)算可知：多普勒頻移 = Hz目標(biāo)移動(dòng)速度= m/s對(duì)于數(shù)據(jù)二，實(shí)驗(yàn)的截圖如下所示。上圖為時(shí)域的信號(hào)，相對(duì)而言比較接近正弦波，采樣點(diǎn)數(shù)N=396；下圖為頻域分析圖，由于在[0,2π]之間存在兩個(gè)峰值，因此通過 axis函數(shù)控制只顯示了正半頻域部分。同時(shí)，為了精確求出幅值最大點(diǎn)，我在文件中利用 matlab 邏輯運(yùn)算操作，執(zhí)行以下命令由上可知峰值對(duì)應(yīng)出的N值nd=12 因?yàn)槲以趯?shí)驗(yàn)中采用的采樣頻率為2048Hz，發(fā)射波的頻率為10GHz，波長為3米通過計(jì)算可知：多普勒頻移 = Hz目標(biāo)移動(dòng)速度= m/s對(duì)于數(shù)據(jù)三，實(shí)驗(yàn)的截圖如下所示。上圖為時(shí)域的信號(hào)，相對(duì)而言比較接近正弦波，采樣點(diǎn)數(shù)N=398；下圖為頻域分析圖，由于在[0,2π]之間存在兩個(gè)峰值，因此通過 axis函數(shù)控制只顯示了正半頻域部分。同時(shí)，為了精確求出幅值最大點(diǎn)，我在文件中利用 matlab 邏輯運(yùn)算操作，執(zhí)行以下命令由上可知峰值對(duì)應(yīng)出的N值nd=11 因?yàn)槲以趯?shí)驗(yàn)中采用的采樣頻率為2048Hz，發(fā)射波的頻率為10GHz，：多普勒頻移 = Hz目標(biāo)移動(dòng)速度= m/s%實(shí)驗(yàn)一：連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速實(shí)驗(yàn)clear all。t=load(39。C:\Users\dell\Desktop\實(shí)驗(yàn)\39。)。fs=2048。%抽樣頻率2048HzT=fft(t)。T(1)=0。%由于所測(cè)數(shù)據(jù)含有直流成分，將其零頻處強(qiáng)制置為0N=length(t)。n=0:N1。nd=sum(n(1:N/2)39。.*(abs(T(1:N/2))==max(abs(T(1:N/2)))))。%找出FFT后最大值所在的位置,只算[0,pi]之間的正半部分fd=nd*fs/N。%求出多普勒頻率v=*fd*。%求出目標(biāo)速度figure(1)。subplot(211)。plot(n/fs,t)。xlabel(39。時(shí)間/s39。)。ylabel(39。電壓幅值/U39。)。grid on。title(39。多普勒差回波39。)。subplot(212)。plot(n(1:64)*fs/N,abs(T(1:64)))。%利于觀察，頻域圖像只顯示一部分xlabel(39。頻率
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