一、系統簡述

    本實驗系統主要由毫米波點頻連續波/線性調頻體制雷達、毫米波輻射計、信號處理平臺、上位機、三角反射器、干擾源等實驗設備組成，可以實現一系列針對探測類、信息對抗類專業知識內容的實驗，包括連續波多普勒探測實驗、連續波線性調頻探測實驗、雷達信號處理與分析實驗、被動輻射探測實驗。系統各部分性能穩定，可單獨調節測試，實驗效果直觀，是一款理想的探測類、信息對抗類專業實驗平臺。

二、產品特點

  1.系統配備的毫米波單頻連續波/線性調頻體制雷達和毫米波輻射器，可分別對目標的運動速度、距離以及輻射特性進行有效的探測，并返回波形數據，以用于進一步數字信號處理與分析。

  2.系統利用一個毫米波主動探測器，可通過信號處理平臺產生不同的調制信號，以實現連續波多普勒和線性調頻兩種體制的探測器，簡化了實驗設備。

  3.部分實驗可以通過上位機進行Labview編程，直觀地顯示實驗結果，比傳統的通過示波器等儀器設備觀察更加方便、形象。

  4.由于探測器本身的設計制作較為復雜，系統著重于讓學生在有關雷達信號處理與分析方面進行操作設計，從而降低實驗的難度，讓學生更易于上手，同時又能對相關專業知識有更深理解。

  5.信號處理平臺的主控芯片為ALTERA公司的CYCLONE  EP3C40Q240C8N，預留了JTAG下載接口，并引出許多I/O口，便于學生進行二次開發和擴展應用，該實驗板同樣可提供給其他實驗設備使用。

三、實驗項目

（一）室內實驗（其中實驗4、5、6、7也可在室外進行）

1、 可編程數字信號產生

    主要實驗內容：了解三角波、鋸齒波、固定電壓等模擬信號產生的方法，并利用信號處理平臺編程實現，所產生的信號應滿足實驗所要求的頻率、幅值。

2、 數據采集、存儲與恢復

    主要實驗內容：通過信號處理平臺采集輸入的波形數據，并將其存儲在FLASH中。采集完畢后，將存儲在FLASH中的波形數據傳輸到上位機中進行恢復顯示。

3、 可編程數字濾波器

    主要實驗內容：利用信號處理平臺編程實現一個FIR數字濾波器，并利用此濾波器對采集到的波形數據進行數字濾波處理，并將濾波后的信號在上位機中進行顯示。

4、 連續波多普勒測速原理

    主要實驗內容：了解連續波多普勒測速原理，首先編程產生固定電壓值的數字信號，作為毫米波線性調頻體制雷達的調制信號，小車控制的角反射器作為雷達探測目標。同時將雷達輸出信號送到信號處理平臺進行采集、濾波與存儲。通過小車控制角反射器以不同的速度沿目標——雷達方向做勻速運動，從而得到一組濾波后的雷達輸出信號數據。再通過FFT處理做頻譜分析得到雷達信號的頻率，最終計算得到小車運動速度。

5、 連續波多普勒定距原理

    主要實驗內容：了解利用連續波多普勒體制定距的原理，可以利用模擬電路搭建兩路放大倍數不同的通道，并利用比較器比較得到距離。也可以通過F信號處理平臺設置數字浮動門限，篩選得到對應于門限的信號，進而得到距離。

6、 連續波線性調頻測距原理

    主要實驗內容：了解連續波線性調頻測距原理，首先編程產生一定頻率與幅值的三角波信號，作為毫米波線性調頻體制雷達的調制信號，角反射器作為雷達探測目標。同時將雷達輸出信號送到信號處理平臺進行采集、濾波與存儲。通過將角反射器放置在距離雷達不同距離的位置上，從而得到一組濾波后的雷達輸出信號數據。再通過FFT處理做頻譜分析得到雷達信號的頻率，最終計算得到角反射器與雷達之間的距離。

7、 連續波線性調頻測速原理

    主要實驗內容：基于連續波線性調頻探測系統，以小車控制的角反射器作為雷達探測目標，通過小車控制角反射器以不同的速度沿目標——雷達方向做勻速運動，從而得到一組濾波后的雷達輸出信號數據。再通過FFT處理做頻譜分析，從頻譜圖中提取得到多普勒信號的頻率，從而計算得到速度。

8、 雷達信號譜分析

主要實驗內容：在上位機中利用LABVIEW軟件編程實現對雷達回波信號的FFT處理，得到雷達信號的頻譜并將其顯示在上位機中。根據頻譜圖分析雷達信號中所含有的各頻率分量。

（二）室外實驗

9、 ※被動輻射探測原理

    主要實驗內容：了解被動輻射探測的原理，將毫米波輻射計、信號處理平臺、上位機相連，分別以天空和地面為背景探測金屬目標（模擬裝甲目標），將回波信號顯示在上位機中并觀察其波形特點。

10、※金屬目標隱身與反隱身

主要實驗內容：利用毫米波輻射計、信號處理平臺、上位機相連的探測系統，分別以天空和地面為背景探測隱身目標（覆有吸波材料），將回波信號顯示在上位機中并觀察其波形特點。

11、※目標識別

主要實驗內容：給定一組未知目標的被動輻射探測的信號數據，利用信號處理平臺對其進行一定的數字信號處理，以從中提取出目標中心位置。

12、※輻射計干擾

    主要實驗內容：了解干擾源對毫米波輻射計實施波形誘騙干擾的原理，在干擾源作用下，將輻射計回波信號進行數字濾波處理并利用上位機顯示波形。

四、實物圖片

圖1 連續波線性調頻體制原理框圖

圖2 毫米波輻射計原理框圖

圖3 毫米波點頻連續波/線性調頻體制雷達

圖4 毫米波輻射計

圖5 連續波線性調頻測距實驗

圖6 被動輻射探測實驗

圖7 信號處理平臺

圖8 線性調頻測距實驗上位機實驗結果顯示界面