《雷達信號處理》教學大綱一、課程基本信息課程名稱雷達信號處理RadarSignalProcessing課程編碼OSI322021020開課院部海洋與空間信息學院課程團隊（未設置）學分2.0課內學時32講授32實驗0上機0實踐0課外學時56適用專業電子信息工程授課語言中文先修課程信號與系統、數字信號處理課程簡介（限選）《雷達信號處理》是電子信息工程專業的選修課。該課程重點介紹信號分析和信號處理的基本理論在雷達技術領域中的應用，具有較強的工程應用背景。要求學生掌握雷達系統中的基本概念和基本原理，熟悉雷達各主要組成部件及其相互關系，掌握雷達信號的常用表示形式，理解目標主要參數的測量原理，掌握目標檢測的基本原理，熟悉距離多普勒成像算法的工作原理及處理流程。通過本課程的學習，利用將信號分析與處理基本理論應用于雷達技術領域的過程，使學生進一步加深對信號處理基本理論的理解。此外，本課程要求學生掌握與雷達技術相關的常用專業英語詞匯，還要求學生通過查閱中外文文獻并利用Matlab完成雷達信號處理仿真方面的大作業。Radarsignalprocessingisanelectivecourseofstudentsmajoredinelectronicinformationengineering.Thiscoursefocusesontheapplicationofthetheoryofsignalanalysisandsignalprocessingonradartechnology,whichhasastrongengineeringapplicationbackground.Forthestudents,theaimistograspthebasicconceptsandprinciplesofradarsystems,tobefamiliarwiththemajorpartsandtheirrelations,tomasterthepresentationofradarsignals,tounderstandtheprinciplesofmeasuringtargets'parameters,tomasterthebasictheoryoftargetdetection,andtograsptheprinciplesandprocessingprocedureofrange-Dopplerimagingalgorithms.Throughthestudyofthiscourseandtheexperienceoftheapplicationofsignalanalysisandprocessingtheoryonradartechnology,theobjectiveistomakestudentsdeepeningtheunderstandingofsignalprocessingtheories.Besides,studentsaredemandedtograspcommonlyusedEnglishvocabulariesrelatedwithradartechnology,andtoaccomplishtheircomprehensiveassignmentsrelatedwiththesimulationofradarsignalprocessingthroughconsultingChineseandEnglishliteratureanddevelopingbyMatlabsoftware.負責人大綱執筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業要求指標點任務自選1M1目標1：理解雷達系統的定義、功能、分類，了解雷達系統在國防、工農業生產、日常生活等方面的典型應用，熟悉雷達系統的內部組成與發射機、天線、接收機、顯示器等主要部件的工作原理，掌握與雷達信號處理相關的常用專業英語詞匯。是1.21.22M2目標2：熟練應用雷達方程用于分析最大作用距離、信噪比等技術指標，深入理解距離、角度、速度等目標參數的測量原理，掌握雷達信號的數學表示形式和模糊函數的定義與應用，熟練掌握目標檢測的基本原理、脈沖積累對提高檢測性能的作用、目標起伏對檢測性能的影響。是1.21.23M3目標3：理解分辨率、測繪帶寬、等效噪聲系數、旁瓣比、模糊比等雷達成像系統的主要技術指標，熟悉合成孔徑雷達系統的信號模型，熟練掌握相位駐定原理、脈沖壓縮技術、距離多普勒成像算法的工作原理，了解逆合成孔徑雷達成像的基本原理。是1.21.24M4目標4：能夠運用信號與系統、數字信號處理等課程的知識建立雷達系統的數學模型，用于表達雷達檢測、目標參數測量、雷達成像等方面的復雜工程問題。是2.22.25M5目標5：掌握應用Matlab等工具軟件開發雷達信號處理仿真系統的流程與方法。是5.15.1三、課程內容序號章節號標題課程內容/重難點支撐課程目標課內學時教學方式課外學時課外環節1第1章第1章雷達基礎本章重點難點：目標測速原理。/////21.11.1雷達的定義、組成與分類雷達的定義及功能，雷達的組成，雷達的分類。課程思政環節：雷達在世界反法西斯戰爭中發揮的重要作用。M11講授1自學31.21.2雷達的主要應用雷達的主要應用范圍，雷達的應用示例。M11講授1自學41.31.3雷達的基本原理雷達的工作頻段，目標檢測基礎，目標參數測量基礎。M12/2自學5大作業1大作業1雷達的歷史、應用與發展趨勢綜述及我國雷達事業的奮進之路。M1//2查閱資料，撰寫報告6第2章第2章雷達的主要部件本章重點難點：電掃描的原理，接收機靈敏度與噪聲系數，匹配濾波器。////72.12.1發射機功能及主要質量指標，波段及工作頻率的選擇，輸出功率，信號形式，信號的穩定度，發射機效率，脈沖雷達發射機的兩大類型。M11講授1自學82.22.2天線功能及分類，波束寬度，天線增益，天線方向圖，常見天線波束形狀和波束掃描方式，機械掃描與電掃描，極化方式。M13講授3自學92.32.3接收機功能與基本組成，相干性，靈敏度與噪聲系數，匹配濾波器。M13講授3自學102.42.4信號處理機和數據處理機概述信號處理機概述，數據處理機概述。M10.5講授0.5自學112.52.5顯示器傳統顯示器，綜合顯示器，光柵掃描顯示器。M10.5講授0.5自學12大作業2大作業2早期雷達探測系統的Simulink仿真。M1//2查閱資料，編程仿真，撰寫報告13第3章第3章雷達方程與雷達作用距離本章重點難點：基本雷達方程，雷達方程的推導。/////143.13.1基本雷達方程第1種形式的基本雷達方程，其它形式的基本雷達方程。M2,M4,M51講授1自學15課外編程作業1課外編程作業1雷達方程的應用。M2,M4,M5//2查閱資料，編程仿真，撰寫報告163.23.2專用雷達方程二次雷達方程，雙基地雷達方程，搜索雷達方程，跟蹤雷達方程。M21講授1自學17第4章第4章目標基本參數的測量本章重點難點：脈沖法測距，幅度法測角，距離跟蹤原理。////184.14.1距離的測量脈沖法測距，調頻法測距，距離跟蹤原理。M2,M4,M51.5講授2自學19課外編程作業2課外編程作業2三重高重復頻率解模糊距離法的應用。M2,M4,M5//3查閱資料，編程仿真，撰寫報告204.24.2角度的測量測角原理概述，相位法測角，幅度法測角。M21.5講授1.5自學21第5章第5章模糊函數本章重點難點：固定載頻信號的模糊函數，線性調頻信號的模糊函數。////225.15.2模糊函數的定義與性質一維模糊函數的定義，二維模糊函數的定義，模糊函數的性質。M20.5講授0.5自學235.25.3固定載頻信號的模糊函數模糊函數表示式的導出，模糊函數特點的分析。M20.5講授0.5自學245.45.4線性調頻信號的模糊函數模糊函數表示式的導出，模糊函數特點的分析。M2,M4,M50.5講授1自學25大作業3大作業3三角波調頻連續波信號模糊函數的計算。M2,M4,M5//4查閱資料，編程仿真，撰寫報告26第6章第6章雷達信號目標檢測基礎本章重點難點：噪聲中信號的檢測、脈沖積累，恒虛警率檢測。////276.16.1信號檢測基本原理信號檢測原理要點，虛警概率和檢測概率，奈曼-皮爾遜準則，檢測概率的計算。M21講授1自學286.26.2脈沖積累相干積累和非相干積累的特點與比較，積累改善因子與積累損失，檢測性能的計算示例，非起伏目標非相干積累時的檢測性能，斯威林（Swerling）模型下起伏脈沖串的檢測性能。M22講授1自學29課外編程作業3課外編程作業3檢測概率和虛警概率的蒙特卡洛模擬。M2,M4,M5//3查閱資料，編程仿真，撰寫報告306.36.3恒虛警率檢測（CFAR）恒虛警率檢測原理要點，單元平均CFAR（CA-CFAR），其它形式的CFAR。M21.5講授1.5自學316.46.4動目標檢測與多目標跟蹤技術基礎動目標檢測技術基礎，多目標跟蹤技術基礎。M20.5講授0.5自學32第7章第7章雷達成像技術基礎本章重點難點：脈沖壓縮原理，距離多普勒算法。////337.17.1合成孔徑雷達的基本概念合成孔徑雷達簡介，主要技術指標，信號模型。課程思政環節：合成孔徑雷達技術在地震減災中的應用。M33講授3自學347.27.2脈沖壓縮技術駐定相位原理，脈沖壓縮原理，Matlab仿真代碼。M31.5講授1.5自學357.37.3距離多普勒算法算法概述，距離向壓縮，距離徙動校正，方位向壓縮，二次距離壓縮，Matlab仿真代碼。M3,M4,M53講授3自學36大作業4大作業4合成孔徑雷達成像處理算法的MatlabGUI仿真。M3,M4,M5//8查閱資料，編程仿真，撰寫報告377.47.4逆合成孔徑雷達簡介逆合成孔徑雷達與合成孔徑雷達的對比，逆合成孔徑雷達的基本原理簡介。M30.5講授1自學四、考核方式序號考核環節操作細節總評占比1平時作業1、共布置3次編程作業，要求學生利用Matlab軟件完成。2、成績采用百分制，根據作業完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。15%2大作業1、共布置4次大作業，其中1次要求學生查閱資料撰寫調研報告，另外3次要求學生利用Matlab或Simulink軟件完成。2、根據軟件開發情況、大作業報告的撰寫情況評分。35%3期末考試1、閉卷考試，成績采用百分制。2、考核學生對雷達信號處理基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力。題型包括專業英語考察題、填空題、名詞解釋、簡答題、證明題、計算題等。50%五、評分細則序號課程目標考核環節大致占比評分等級1M1大作業40%A-軟件功能滿足要求，大作業報告質量高，軟件界面美觀；B-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量較好，軟件界面比較美觀；C-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量一般；D-軟件功能不滿足要求，大作業報告質量差。2M1期末考試60%見期末考試評分標準3M2平時作業15%A-獨立思考、按時完成，編程實現的功能正確，軟件界面美觀；B-獨立思考、按時完成，編程實現的功能比較正確，軟件界面比較美觀；C-獨立思考、按時完成，編程實現的功能基本正確；D-作業抄襲，未能按時完成4M2大作業25%A-軟件功能滿足要求，大作業報告質量高，軟件界面美觀；B-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量較好，軟件界面比較美觀；C-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量一般；D-軟件功能不滿足要求，大作業報告質量差。5M2期末考試60%見期末考試評分標準6M3大作業40%A-軟件功能滿足要求，大作業報告質量高，軟件界面美觀；B-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量較好，軟件界面比較美觀；C-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量一般；D-軟件功能不滿足要求，大作業報告質量差。7M3期末考試60%見期末考試評分標準8M4平時作業50%A-獨立思考、按時完成，編程實現的功能正確，軟件界面美觀；B-獨立思考、按時完成，編程實現的功能比較正確，軟件界面比較美觀；C-獨立思考、按時完成，編程實現的功能基本正確；D-作業抄襲，未能按時完成9M4大作業50%A-軟件功能滿足要求，大作業報告質量高，軟件界面美觀；B-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量較好，軟件界面比較美觀；C-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量一般；D-軟件功能不滿足要求，大作業報告質量差。10M5平時作業50%A-獨立思考、按時完成，編程實現的功能正確，軟件界面美觀；B-獨立思考、按時完成，編程實現的功能比較正確，軟件界面比較美觀；C-獨立思考、按時完成，編程實現的功能基本正確；D-作業抄襲，未能按時完成11M5大作業50%A-軟件功能滿足要求，大作業報告質量高，軟件界面美觀；B-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量較好，軟件界面比較美觀；C-軟件功能基本滿足要求，大作業報告質量一般；D-軟件功能不滿足要求，大作業報告質量差。評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];