燕山大学
本科毕业设计（论文）开题报告
课题名称：雷达系统仿真
与建模方法的研究
学院（系）：
年级专业：
学生姓名：
指导教师：
完成日期：
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
雷达模拟技术发展中的一个基本问题，便是模拟的逼真性与经济性之间的矛盾。
过去，在对一个系统进行研究，首先想到的是系统分析、系统综合与设计。
对于雷达系统也是如此，首先是理论上的设计，然后用硬件实现，可能要经过多次反复、修改，才能定型，在人力和物力上话费很大。
而雷达系统仿真就很大程度上解决了这些问题。
实际上，在20世纪80年代以后，世界上某些科学技术比较发达的国家已经利用仿真技术对雷达系统进行研究与设计。
在雷达系统的研究与开发中，利用仿真技术可以方便、高效的确定系统设计的方案；对给定的雷达系统惊醒性能评估；寻求新的雷达体质；寻求最佳雷达波形；寻求更好的信号处理技术；寻求抗各种有源和无源干扰的方法等等。
由此我们可以看到系统建模与仿真对于减少雷达系统的研发成本起到了重要的作用，具有重要的意义。
通过系统仿真不仅方便高效，同时可以保证系统设计的高可靠性、正确性和产品性能最优。
由此可见，为了精确的反映雷达系统的处理过程和评估雷达系统的性能，采用建模仿真技术和高度灵活的计算机模型来完成对雷达系统设计和论证已经成为一种必然趋势。
目前在国内外雷达系统模拟与仿真技术上的成果有：
美国Camber公司的RadarToolkit，用途：AWG．9，APG．65等近20种雷达的系统模拟与仿真。
采用比幅测向，提供了陆地环境、海洋环境、气象环境、照射模式、目标模型、敌我识别等模块；可以模拟的雷达效果包括雷达高度/姿态、距离/大气衰减、天线方向图、旁瓣、折射与地球球面影响、地形/目标的遮挡效应、海面状态、海岸增亮、地形/目标外形效果、表面反射/散射、闪烁、干扰等；可以模拟的雷达参数与信号处理效果包括：信号频率、天线、雷达分辨力、距离范围、脉冲宽度、PRF、接收机噪声、扫描转换效应、频带宽度、发射功率、接收机增益、干扰、稳定性等。
英国DERASea Systems的海军雷达计算机仿真平台．NaRCoSiS，可用于MESAR2、Sampson、T996EMAR等多种雷达的评估与分析，也可以与其他软件接口提供雷达监测输出。
可以模拟多种天线模式，大气衰减效应，多径效应，衍射效应：模拟的回波包括目标，地杂波、’海杂波和云雨杂波
等，还有噪声、干扰和其他损失：模拟的雷达处理包括MTI，脉冲多普勒处理，CFAR和目标监测等；PPI显示和A．Scope显示。
计算监测概率。
国内关于雷达系统模拟软件的研制报道相对较少，电子科技大学的朱持恒、邓强、宋海英等研究了一种基于系统仿真软件SPW，在工作站上实现的脉冲多普勒雷达信号处理系统的仿真软件；徐喜安研究了比幅和差单脉冲雷达部分组件的仿真；张伟研究了基于vc++的频相扫三座标雷达软件仿真系统。
此次课题将建立一个基于Simulink的雷达系统仿真,并以机载多普勒雷达为例进行分析及验证。
之所以运用MATLAB里的Simulink组件是因为MATLAB的广泛性使用,因此基于其上的雷达系统仿真较易推广。
Simulink是一种开放性的，用来模拟线性或非线性的以及连续或是离散的或者混合的动态系统的强有力的系统级仿真工具。
它是MATLAB的一个附加组件，用来提供一个系统级的建模与动态仿真工作平台。
Simulink是用模块组合的方法来使用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机模型的。
Simulink的一个突出的优点就是能够方便的采用个人计算机进行仿真，不必联机操作，使用成本低，占用资源少。
另外,Simulink还提供一套图形动画的处理方法,使用户可以方便地观察到仿真的整个过程.Simulink5.0在软硬件的接口方面有了长足的进步,Simulink已经可以很方便地进行实时的信号控制和处理,信息通信以及DSP的处理.仿真程序经过编译可以直接下载到DSP 等硬件设备中去,使得从系统级仿真到硬件实现可以一气呵成。
这种图形化、交互式的建模过程非常直观，且容易掌握。
这将有利于推广雷达系统建模与仿真的推广，促进雷达行业在我国的发展。
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二、研究的基本内容，拟解决的主要问题
学习雷达系统模型，熟悉系统中各个功能模块的作用，并用matlab语言完成整个系统的仿真。
主要解决的问题有：
1、对雷达原理及雷达系统的学习；
2、建立雷达系统模型，理解系统各部分的功能；
3、用matlab语言完成系统整体的仿真，主要是应用其附加组件Simulink来建立雷达系统仿真的总体设计框架。
4、对仿真结果进行分析及调试。
三、研究步骤、方法及措施
1、通过搜集到的相关资料学习雷达原理及雷达系统的基本原理，并对
雷达系统的整体框图有一个初步了解。
2、首先对雷达系统的组成、功能和工作原理进行分析，建立被仿真雷
达的物理模型，然后根据物理模型及工作原理建立数学仿真模型。
为之后用软件设计雷达系统做充分的准备。
3、用计算机MATLAB语言的附加组件Simulink建立本课题要求的雷达系
统模型。
首先跟据Simulink系统仿真框图来建立基础模型。
系统仿真框图如下：
系统模块库
源模块系统模块显示模块
然后在Simulink里建立雷达仿真模块库，除系统本身自带的模块外还要建立一些新的雷达系统模块，如相参脉冲发生器模块，杂波产生模块，零中频正交双通道处理模块，多普勒滤波等系统模块。
在建立好系统模块库后，对模块进行初始化，最后模型执行即可。
在这个过程中要注意确定模块更新的次序。
4、对系统进行连线调试，最后对仿真结果进行分析并验证。
四、研究工作进度
整个毕业设计的时间是19周，进度如下安排：
第1-4周：收集材料，阅读相关文章，熟悉课题，初步了解课题的内容，通过文献综述和开题报告确定设计思路
第5周：主要是熟悉MATLAB的附加组件Simulink，画出系统框架图，了解模块的各个部分的基本功能
第6-9周：进行整体程序设计
第10-12周：对编写的程序进行调试，进而分析、调整，对程序进行修改和完善
第13-16周：整理实验结果并对其进行总结
第17-19周：撰写论文，准备答辩
五、主要参考文献
[1]丁鹭飞、耿富录．雷达原理．西安电子科技大学出版社，1997．
[2]王小光, 唐宏, 高山, 王波．基于Simulink的机载PD雷达系统的建模与仿真．空军工程大学导弹学院，2007，37（5）：78-82．
[3]毛祺．相位和差单脉冲雷达仿真研究．电子科技大学硕士学位论文，2008．
[4]孙晓闻，张林让，吴顺君．脉冲多普勒雷达信号处理系统的仿真．系统仿真学报，2002, 14(11): 1555-1558．
[5]张娟，张林让，吴顺君．基于Matlab/Simulink的雷达系统建模与仿真．“第十届全国遥感遥测遥控学术研讨会”论文集。
[6]刘承禹．雷达模拟器系统软件研究．国防科学技术大学硕士学位论文，2003．
[7]邓云．机载脉冲多普勒雷达系统模拟．西北工业大学硕士学位论文，2003．
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[9]张友明,汪学刚．雷达系统，2006．
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[12]L．米切尔．雷达系统模拟．科学出版社，1982．
[13] 孙晓闻. 脉冲多普勒雷达信号处理系统的仿真．系统仿真学
报，2002，14(11)：1555-1558．
[14] Irain Scott．Development of a complete Radar System Mode．IEEE 2001．
[15]Moon—sik Lee，Vladimir Katkovnik，Yong-Hoon Kim．System Modeling and Signal Processing for a Switch Antenna Array Rada．IEEE transaction on signal processing，2004．
六、指导教师意见
指导教师签字：
年月日七、系级教学单位审核意见：
开题考核分数：
考核组长签字：
年月日。