基于matlab的rayleigh(瑞利)杂波分布系统设计(附件)【字数：8340】
摘 要现代雷达系统日益变得复杂，与雷达相关的科学技术研究也在不断深入，其中杂波是雷达在所处环境中接收到的不感兴趣的回波，雷达能够分辨的范围之内，散射体的数目达到一定数量时，根据散射体反射信号振幅和相位的随机特性，它们合成的回波包络振幅是服从瑞利分布的。本毕业设计是用Rayleigh（瑞利）分布的数学模型来表示杂波的幅度特性以及频谱特性，而MATLAB提供了强大的仿真平台，以其为建模语言建立雷达杂波模型，编程实现此分布系统，得到杂波幅度分布和频谱分布图，从而有效克服杂波对信号检测的影响，提取或加强由目标所产生的回波信号。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文的背景 1
1.2论文研究的意义 1
1.3国内外研究现状 2
第二章 雷达杂波的特性和模型 3
2.1雷达杂波的概念和特性 3
2.2雷达杂波功率谱模型 3
2.2.1高斯谱模型 3
2.2.2马尔科夫模型 3
2.2.3全极点模型 4
2.3雷达杂波幅度分布模型 4
2.3.1瑞利幅度分布模型 4
2.3.2对数正态幅度分布模型 5
2.4本章小结 6
第三章 雷达杂波的模拟仿真 7
3.1雷达杂波建模 7
3.2雷达杂波仿真 7
3.3瑞利杂波的模拟仿真 8
3.4瑞利分布的应用场合 11
结束语 13
致 谢 14
参考文献 15
附录 完整程序 16
第一章 绪论
1.1论文的背景
雷达的发明创作，是国内外很多无线电学工程师共同努力和探究的成果，不能仅仅归于一人，把雷达英译回中文的表述是“无线电探测和测距”，根据这个表述我们自然而然就可以知道其中含义，即雷达的任务就是借助无线电带有目的性的去探测锁定感兴趣的目标，然后获得目标以及与其相关目标的方位信息，其中包括所处的方向位置，距离多少，速度大小，速率等动态参数和静态参数。但是，雷达的用途怎会局限于此，与雷达相关的技术渐趋精准，同时也出现了很多新的工作体制，例如基地雷达不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
在单一，这样大大增加了接受雷达放射波的几率，相控阵雷达把辐射单元增多，使得方向性的辐射波束变得可控，超宽带雷达扩大工作频带，同时它的脉冲设计的又极其窄小，这样的结果就是距离分辨率提高了很多，探测的更清晰，甚至对于很小的目标都可以成像，让隐身目标也无处遁逃。雷达获得的信息变得全面起来。雷达主要组成部分有信号发射器（锁定照射对象），接收天线，伺服系统和终端等，在这个过程中，雷达回波信号会随着距离的增大而被噪声给逐步衰减，所以需要接收机和信号处理机共同工作，增强回波信号，提取出有用信息，最后由显示器显示出目标的方位参数和状态参数。雷达的探测目标也是多种多样的，上至高空的直升飞机和热气球等，下至地面的建筑物，人们日常所使用的手机，电脑，甚至行驶的船只，海底的潜水艇等。
雷达工作的环境背景之大，直接影响着雷达所接收的杂波的不同。杂波也是一种回波，只不过它是由干扰信号组成，是雷达系统中不受欢迎的信号，但是确实必然存在的，因为信号的散射性很强，雷达接收的电磁波是包括所有反射回来的回波，在雷达检测的区域里都会有回波，掺杂着杂波。在知道雷达杂波信号特征后，对以后雷达系统的研究具有现实意义，可以更好的发展固定对消系统，动目标显示与检测，恒虚警处理以及积累处理等数字处理技术在雷达信号中的应用设计。
1.2论文研究的意义
随着数字信号处理技术和无线电学的一步步发展扩大和不断深入的研究，雷达系统也变得愈加复杂，用简单的分析法根本无法完成雷达系统的仿真，通常借助计算机来配合完成，减少了繁琐冗杂的数学运算，同时又具有灵活多变的特点，大大提高了工作效率，现如今，计算机模拟雷达系统仿真已经发展到可以进行一些综合性比较强的模拟实验，能够有效仿真雷达系统的各项性能，并进行数据分析，这就为提前预知雷达系统现实中运作出现的问题，避开了一些不必要的猜想。因此，计算机模拟雷达仿真是雷达发展过程中一项重要的技术方法。计算机模拟雷达系统仿真之前，必须要建立一个与雷达真实工作环境相同的模型，这个重要前提条件是不能忽略的。杂波模拟就是运用同时具有概率密度和功率谱密度的随机序列，它的统计特性直接关乎着雷达的各种特性,阀值电平大小的设定也会在雷达检测目标时受影响。雷达工作性能的优良性与广泛精准且灵活多变的雷达杂波模型是分不开的。由此可见，雷达杂波建模仿真的正确性是雷达系统的研究过程中必不可少的部分。
雷达系统信号处理的目的是排除不需要的信号及其干扰，获得并放大雷达回波信号，能够精准得到目标信号的方位信息和状态参数。雷达杂波的性质复杂多变，受很多因素的影响，例如天气因素，地理环境，雷达种类等。近年来，雷达工作环境越来越严峻, 科技创新也为雷达带来了负面影响，高新科技产品接踵而来，电磁波干扰性能越来越强大，甚至足以与雷达相对峙，在这种复杂多变的大环境下，雷达信号系统的发展也加快了脚步。雷达的探测目标也改变的天翻地覆，不仅如此，雷达还受科技的反噬:平稳高斯分布单一模型杂波到非平稳非高斯复合杂波的变换，还有瑞利分布，Weibull分布，对数正态和k分布等杂波及其组合。当前时代的雷达目标检测已经不允许我们用以往的理论，我们要看清新形势，融入新科技的大环境，把高新科技应用于雷达系统，发展更新适用于新时代的雷达，更好的服务于社会，跟上科技创新发展的浪潮，显然，人们对雷达杂波的研究发展的关注度也明显提升。
1.3国内外研究现状
在过去的50年里，国内外科研学家对雷达统计模型的研究设计的热情不减，随着研究的由浅入深，研究成果也越来显著。最初的研究表明，杂波仅仅是高斯噪声的范畴，越来越深入的研究和数学理论的支持，科学家们逐渐有了新的发现，回波信号里存在不服从高斯分布的杂波，形象的表述为了长“尾巴”，高斯分布只能准确描述高斯噪声，而不适用于长“尾巴”杂波，我们需要寻找适用于这种情况的雷达统计模型：对数正态和Weibull分布，这两个模型都可以比高斯分布更能体现杂波特性。随着高新技术的发展，雷达以不同的入射角探测海面时，雷达信号获得所的杂波会由入射角的角度大小的改变而改变，这就是k分布模型的由来，雷达信号的广泛应用于各个领域，这个趋势是锐不可当的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文的背景 1
1.2论文研究的意义 1
1.3国内外研究现状 2
第二章 雷达杂波的特性和模型 3
2.1雷达杂波的概念和特性 3
2.2雷达杂波功率谱模型 3
2.2.1高斯谱模型 3
2.2.2马尔科夫模型 3
2.2.3全极点模型 4
2.3雷达杂波幅度分布模型 4
2.3.1瑞利幅度分布模型 4
2.3.2对数正态幅度分布模型 5
2.4本章小结 6
第三章 雷达杂波的模拟仿真 7
3.1雷达杂波建模 7
3.2雷达杂波仿真 7
3.3瑞利杂波的模拟仿真 8
3.4瑞利分布的应用场合 11
结束语 13
致 谢 14
参考文献 15
附录 完整程序 16
第一章 绪论
1.1论文的背景
雷达的发明创作，是国内外很多无线电学工程师共同努力和探究的成果，不能仅仅归于一人，把雷达英译回中文的表述是“无线电探测和测距”，根据这个表述我们自然而然就可以知道其中含义，即雷达的任务就是借助无线电带有目的性的去探测锁定感兴趣的目标，然后获得目标以及与其相关目标的方位信息，其中包括所处的方向位置，距离多少，速度大小，速率等动态参数和静态参数。但是，雷达的用途怎会局限于此，与雷达相关的技术渐趋精准，同时也出现了很多新的工作体制，例如基地雷达不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
在单一，这样大大增加了接受雷达放射波的几率，相控阵雷达把辐射单元增多，使得方向性的辐射波束变得可控，超宽带雷达扩大工作频带，同时它的脉冲设计的又极其窄小，这样的结果就是距离分辨率提高了很多，探测的更清晰，甚至对于很小的目标都可以成像，让隐身目标也无处遁逃。雷达获得的信息变得全面起来。雷达主要组成部分有信号发射器（锁定照射对象），接收天线，伺服系统和终端等，在这个过程中，雷达回波信号会随着距离的增大而被噪声给逐步衰减，所以需要接收机和信号处理机共同工作，增强回波信号，提取出有用信息，最后由显示器显示出目标的方位参数和状态参数。雷达的探测目标也是多种多样的，上至高空的直升飞机和热气球等，下至地面的建筑物，人们日常所使用的手机，电脑，甚至行驶的船只，海底的潜水艇等。
雷达工作的环境背景之大，直接影响着雷达所接收的杂波的不同。杂波也是一种回波，只不过它是由干扰信号组成，是雷达系统中不受欢迎的信号，但是确实必然存在的，因为信号的散射性很强，雷达接收的电磁波是包括所有反射回来的回波，在雷达检测的区域里都会有回波，掺杂着杂波。在知道雷达杂波信号特征后，对以后雷达系统的研究具有现实意义，可以更好的发展固定对消系统，动目标显示与检测，恒虚警处理以及积累处理等数字处理技术在雷达信号中的应用设计。
1.2论文研究的意义
随着数字信号处理技术和无线电学的一步步发展扩大和不断深入的研究，雷达系统也变得愈加复杂，用简单的分析法根本无法完成雷达系统的仿真，通常借助计算机来配合完成，减少了繁琐冗杂的数学运算，同时又具有灵活多变的特点，大大提高了工作效率，现如今，计算机模拟雷达系统仿真已经发展到可以进行一些综合性比较强的模拟实验，能够有效仿真雷达系统的各项性能，并进行数据分析，这就为提前预知雷达系统现实中运作出现的问题，避开了一些不必要的猜想。因此，计算机模拟雷达仿真是雷达发展过程中一项重要的技术方法。计算机模拟雷达系统仿真之前，必须要建立一个与雷达真实工作环境相同的模型，这个重要前提条件是不能忽略的。杂波模拟就是运用同时具有概率密度和功率谱密度的随机序列，它的统计特性直接关乎着雷达的各种特性,阀值电平大小的设定也会在雷达检测目标时受影响。雷达工作性能的优良性与广泛精准且灵活多变的雷达杂波模型是分不开的。由此可见，雷达杂波建模仿真的正确性是雷达系统的研究过程中必不可少的部分。
雷达系统信号处理的目的是排除不需要的信号及其干扰，获得并放大雷达回波信号，能够精准得到目标信号的方位信息和状态参数。雷达杂波的性质复杂多变，受很多因素的影响，例如天气因素，地理环境，雷达种类等。近年来，雷达工作环境越来越严峻, 科技创新也为雷达带来了负面影响，高新科技产品接踵而来，电磁波干扰性能越来越强大，甚至足以与雷达相对峙，在这种复杂多变的大环境下，雷达信号系统的发展也加快了脚步。雷达的探测目标也改变的天翻地覆，不仅如此，雷达还受科技的反噬:平稳高斯分布单一模型杂波到非平稳非高斯复合杂波的变换，还有瑞利分布，Weibull分布，对数正态和k分布等杂波及其组合。当前时代的雷达目标检测已经不允许我们用以往的理论，我们要看清新形势，融入新科技的大环境，把高新科技应用于雷达系统，发展更新适用于新时代的雷达，更好的服务于社会，跟上科技创新发展的浪潮，显然，人们对雷达杂波的研究发展的关注度也明显提升。
1.3国内外研究现状
在过去的50年里，国内外科研学家对雷达统计模型的研究设计的热情不减，随着研究的由浅入深，研究成果也越来显著。最初的研究表明，杂波仅仅是高斯噪声的范畴，越来越深入的研究和数学理论的支持，科学家们逐渐有了新的发现，回波信号里存在不服从高斯分布的杂波，形象的表述为了长“尾巴”，高斯分布只能准确描述高斯噪声，而不适用于长“尾巴”杂波，我们需要寻找适用于这种情况的雷达统计模型：对数正态和Weibull分布，这两个模型都可以比高斯分布更能体现杂波特性。随着高新技术的发展，雷达以不同的入射角探测海面时，雷达信号获得所的杂波会由入射角的角度大小的改变而改变，这就是k分布模型的由来，雷达信号的广泛应用于各个领域，这个趋势是锐不可当的。
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