基于matlab的lognormal（相关对数正态）分布系统设计【字数：7803】
摘 要理想雷达的设计目的被在理想雷达设计系统的过程提出之后，首要之举是考虑环境对理想雷达系统设计的影响。在这些环境影响中杂波对雷达发挥其性能就是一个很大的干扰，所以雷达系统建立成功的关键之举是能否比较准确的估计杂波对雷达性能的影响。杂波特性的研究一直是重要的的基础性研究工作。它不仅仅是雷达，也被需求于微波遥感等新兴技术的发展。在低擦地角度下，对数正态分布较适合于用来描述地杂波以及平坦地区的平坦海域杂波。本课题以雷达系统仿真模拟为目的设计出基于MATLAB的LogNormal（相关对数正态）分布雷达杂波的建模和仿真，最后结束后得到的理想的仿真杂波幅度分布和频谱分布图。
目 录
第一章 绪论 5
1.1引言 5
1.2国内外研究现状 5
1.3课题研究的意义 6
第二章 杂波仿真原理 7
2.1 基本雷达方程 7
2.2 雷达杂波的特性 7
2.3 雷达杂波功率谱密度模型 8
2.3.1 高斯谱模型 9
2.3.2 马尔科夫模型 9
2.3.3 全极点模型 9
2.4 对数正态（Lognormal）分布统计模型 9
2.5 基于Lognormal分布雷达杂波模拟的基本方法 9
2.6 本章小结 12
第三章 相关对数正态分布雷达杂波的仿真实现 13
3.1 LogNormal雷达杂波的模拟仿真 13
3.2对数正态分布的应用场景 15
3.3本章小结 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录A 20
第一章 绪论
1.1 引言
RadioDetection And Ranging的缩写为RACAR即雷达。通常来说雷达的工作区域是一个极大的空间区域雷达在其中使用调制波形和方向线将电磁能量传输进去用以去搜索目标。部分能量（雷达反射信号或回波）能够被目标反射回给雷达，当然是在缩小区域的前提条件下进行的。距离、速度、角位置这些具有目标标识的特征信息是在回波被雷达接收端处理之后得到的。电源设备、数据采 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
集设备、抗干扰设备等辅助设备都是雷达通用设备当然雷达还由另外五部分组成其中包括发射及接收机、发射及接收天线、和显示器。
一般来说以气象杂波、地海杂波等为主的背景杂波称为雷达杂波，雷达杂波也包含箔条云团。但是无论是陆基地雷达或者船舰负载雷达，以及机载甚至于核弹载雷达都毫无例外地受到了不同程度上的各种杂波的干扰。因此对于研究杂波的产生及特性就有了极其重要意义。
本课题重点研究的是适于与LogNormal类型的杂波的干扰简述杂波特性研究并对其进行建模和仿真。
1.2国内外研究现状
杂波的仿真主要使用的方法形成过程极其漫长复杂。雷达杂波的仿真技术经过了漫长的发展,实现了从简单到复杂，从理论到现实，从厚积到现今的薄发的过程。在最近的五六十年以来我国的专家以学者对于雷达统计模型的研究一直在不断的深入。初始的时候对雷达的杂波的研究中，专家和学者普遍认为雷达杂波就仅是一种高斯噪声，其目的就是给提供杂波一种结果非常简单的模型。在不久后对窄脉冲雷达的检测研究中发现雷达杂波的分布函数中有一条相较于高斯分布模型要长的拖尾，明显的不符合高斯分布，所以仅仅是用高斯分布来去描述杂波是小巫见大巫远远不够。经过先辈们的努力在之后的时间里相继提出并使其形成成熟的体系发展起来的拟合数据的数据统计模型例如：对数正态(Lognormal)分布、Weibull分布以及一种半实验化模型K分布，最终体系并发展形成。
雷达杂波的研究与模拟在国外是经过了漫长而又复杂的过程，但是在国内的发展史并不是很长仅仅就是十几年的时间，所以在当今社会提到杂波的研究与模拟及仿真仍旧是一个热门话题。由于测试雷达的性能和雷达系统中调试监测的数据不可能直接从现实的数据里直接实验获取，否则会耗费大量的精力，以及费用这么做没有必要，所以雷达杂波的数字模拟及仿真对于此项工作有着极其重大作用及意义。在国内的近十几年中经过专家及学者的不断深入研究及探索，在提出统计模型相关和非相干后对于雷达杂波的建模是实用性上大大的提高了。还提出了一些比很有用的的模拟方法运用到实际的生活中以及一些比较合理的模型也在社会生活中使用的较为广泛。受到雷达杂波的建模及仿真大热话题的影响国内的许多科研单位科研公司也在进行着真是杂波的仿真模拟方法的研究工作中。
1.3 课题研究的意义
仿真技术与计算机建模技术在现代的雷达系统的设计与研究过程中变得越发的重要。例如：开始设计雷达设计的时候，建立仅仅对于具有统计性的预测系统的性能可以用传统的数学建模的建立，但是现在的科研及工作需求不能被传统的数学建模所满足，所以对于需要对目标和周围环境进行逼真的模型建立时就要用到新的信号处理的方法。
首先，对雷达样机进行系统性能的检验在雷达研制过程中是不可或缺的重要操作步骤。而在现实的场景中进行雷达试验是不仅仅是需要耗费大量人力物力资源，还有时一些雷达的试验是不可行性的。所以为了这一问题的解决就用到了内场的仿真实验，并很好地解决了这个问题。而此时就需要用软件或者硬件再配合一些方法来实现对现实的雷达环境进行模拟建立与实际雷达环境一致的模型，而在研制雷达时其中最重要的关键是当对雷达杂波进行建模时，建模的的准确性和仿真的程度若是这项工作完成度极高，那么雷达研制的工作也就是成功一半了。这由于雷达杂波是雷达环境中重要的组成部分。
本课题总结了对数正态分布统计模型杂波模拟方法，希望进一步解释雷达杂波的形成机制，学习并深入了解雷达杂波的特性。数学模型的的建立其实是近似的实现我们的世界，但其实现实的生活中雷达杂波是极为复杂的，要在现实的试验学习中要在透过复杂缤纷的表面现象来建立较为精准的数学模型其是一件非常不容易的事情。
第二章 杂波仿真原理
目 录
第一章 绪论 5
1.1引言 5
1.2国内外研究现状 5
1.3课题研究的意义 6
第二章 杂波仿真原理 7
2.1 基本雷达方程 7
2.2 雷达杂波的特性 7
2.3 雷达杂波功率谱密度模型 8
2.3.1 高斯谱模型 9
2.3.2 马尔科夫模型 9
2.3.3 全极点模型 9
2.4 对数正态（Lognormal）分布统计模型 9
2.5 基于Lognormal分布雷达杂波模拟的基本方法 9
2.6 本章小结 12
第三章 相关对数正态分布雷达杂波的仿真实现 13
3.1 LogNormal雷达杂波的模拟仿真 13
3.2对数正态分布的应用场景 15
3.3本章小结 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录A 20
第一章 绪论
1.1 引言
RadioDetection And Ranging的缩写为RACAR即雷达。通常来说雷达的工作区域是一个极大的空间区域雷达在其中使用调制波形和方向线将电磁能量传输进去用以去搜索目标。部分能量（雷达反射信号或回波）能够被目标反射回给雷达，当然是在缩小区域的前提条件下进行的。距离、速度、角位置这些具有目标标识的特征信息是在回波被雷达接收端处理之后得到的。电源设备、数据采 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
集设备、抗干扰设备等辅助设备都是雷达通用设备当然雷达还由另外五部分组成其中包括发射及接收机、发射及接收天线、和显示器。
一般来说以气象杂波、地海杂波等为主的背景杂波称为雷达杂波，雷达杂波也包含箔条云团。但是无论是陆基地雷达或者船舰负载雷达，以及机载甚至于核弹载雷达都毫无例外地受到了不同程度上的各种杂波的干扰。因此对于研究杂波的产生及特性就有了极其重要意义。
本课题重点研究的是适于与LogNormal类型的杂波的干扰简述杂波特性研究并对其进行建模和仿真。
1.2国内外研究现状
杂波的仿真主要使用的方法形成过程极其漫长复杂。雷达杂波的仿真技术经过了漫长的发展,实现了从简单到复杂，从理论到现实，从厚积到现今的薄发的过程。在最近的五六十年以来我国的专家以学者对于雷达统计模型的研究一直在不断的深入。初始的时候对雷达的杂波的研究中，专家和学者普遍认为雷达杂波就仅是一种高斯噪声，其目的就是给提供杂波一种结果非常简单的模型。在不久后对窄脉冲雷达的检测研究中发现雷达杂波的分布函数中有一条相较于高斯分布模型要长的拖尾，明显的不符合高斯分布，所以仅仅是用高斯分布来去描述杂波是小巫见大巫远远不够。经过先辈们的努力在之后的时间里相继提出并使其形成成熟的体系发展起来的拟合数据的数据统计模型例如：对数正态(Lognormal)分布、Weibull分布以及一种半实验化模型K分布，最终体系并发展形成。
雷达杂波的研究与模拟在国外是经过了漫长而又复杂的过程，但是在国内的发展史并不是很长仅仅就是十几年的时间，所以在当今社会提到杂波的研究与模拟及仿真仍旧是一个热门话题。由于测试雷达的性能和雷达系统中调试监测的数据不可能直接从现实的数据里直接实验获取，否则会耗费大量的精力，以及费用这么做没有必要，所以雷达杂波的数字模拟及仿真对于此项工作有着极其重大作用及意义。在国内的近十几年中经过专家及学者的不断深入研究及探索，在提出统计模型相关和非相干后对于雷达杂波的建模是实用性上大大的提高了。还提出了一些比很有用的的模拟方法运用到实际的生活中以及一些比较合理的模型也在社会生活中使用的较为广泛。受到雷达杂波的建模及仿真大热话题的影响国内的许多科研单位科研公司也在进行着真是杂波的仿真模拟方法的研究工作中。
1.3 课题研究的意义
仿真技术与计算机建模技术在现代的雷达系统的设计与研究过程中变得越发的重要。例如：开始设计雷达设计的时候，建立仅仅对于具有统计性的预测系统的性能可以用传统的数学建模的建立，但是现在的科研及工作需求不能被传统的数学建模所满足，所以对于需要对目标和周围环境进行逼真的模型建立时就要用到新的信号处理的方法。
首先，对雷达样机进行系统性能的检验在雷达研制过程中是不可或缺的重要操作步骤。而在现实的场景中进行雷达试验是不仅仅是需要耗费大量人力物力资源，还有时一些雷达的试验是不可行性的。所以为了这一问题的解决就用到了内场的仿真实验，并很好地解决了这个问题。而此时就需要用软件或者硬件再配合一些方法来实现对现实的雷达环境进行模拟建立与实际雷达环境一致的模型，而在研制雷达时其中最重要的关键是当对雷达杂波进行建模时，建模的的准确性和仿真的程度若是这项工作完成度极高，那么雷达研制的工作也就是成功一半了。这由于雷达杂波是雷达环境中重要的组成部分。
本课题总结了对数正态分布统计模型杂波模拟方法，希望进一步解释雷达杂波的形成机制，学习并深入了解雷达杂波的特性。数学模型的的建立其实是近似的实现我们的世界，但其实现实的生活中雷达杂波是极为复杂的，要在现实的试验学习中要在透过复杂缤纷的表面现象来建立较为精准的数学模型其是一件非常不容易的事情。
第二章 杂波仿真原理
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