雷达射频信号的产生及其性能评估方法研究

论文摘要

射频仿真系统在雷达研制过程中扮演越来越重要的角色,雷达目标模拟器是射频仿真系统中关键的部件之一,是射频仿真系统中产生目标,杂波和干扰信号的分系统,为被测雷达系统提供射频信号源。但研制雷达目标模拟器本身也相当复杂,传统的雷达目标模拟器电路结构复杂,研制周期很长,系统偏重于硬件实现,且性能指标不高,耗费大量财力和时间。本文研究通过软件和标准仪器设备模拟雷达目标和杂波射频信号的新方法,完成为雷达系统提供目标与杂波射频信号的任务。首先介绍基于Agilent公司仪表和ADS软件的雷达半实物仿真系统实现方法,用MATLAB和ADS软件完成基带信号建模,产生I/Q基带信号,借助Agilent E8267D矢量信号源对I/Q基带信号正交调制和上变频,最终产生射频信号。在该仿真系统中产生了雷达目标回波信号以及杂波信号。本文讨论点目标的回波信号,先在ADS软件中建立目标模型,该模型能够实现雷达发射信号延迟、幅度衰减、相位变化以及多普勒频移,最终模拟出目标回波信号。本文重点研究了用ZMNL法建立相关杂波模型,仿真产生对数正态分布杂波和威布尔分布杂波I/Q序列,并用E8267D将产生的杂波序列数字正交调制,上变频到射频信号。本文还对雷达目标模拟器所产生的射频信号性能的评估方法进行了研究。目前先进仪器可以直接测出射频信号的许多参数,如功率、脉冲重复周期(PRF)、脉冲宽度、杂散等,但是对于超出其分析能力的信号,如大带宽的线性调频信号,杂波的统计特性等,标准仪表无法完成评估工作,此时需要借助分析软件。本文采用ADS软件完成对大带宽的线性调频信号的线性度分析,而雷达杂波可视为具有一定相关性的广义平稳随机过程,具有一定的统计特性,本文用直方图法分析杂波的幅度概率分布特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 射频仿真技术
• 1.1.1 射频仿真技术概述
• 1.1.2 雷达目标模拟器发展现状
• 1.2 基于标准仪表和软件的雷达射频仿真技术
• 1.2.1 基于标准仪表和软件的雷达射频仿真技术研究意义
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 雷达射频信号的评估方法
• 1.4 论文研究内容和章节安排
• 第二章 基于仪表和软件的雷达射频仿真技术实现方法
• 2.1 标准仪器设备和软件
• 2.1.1 Agilent E8267D PSG 矢量信号发生器
• 2.1.2 89650A 矢量信号分析仪
• 2.1.3 Agilent Infiniium 54832B 数字存储示波器
• 2.1.4 Agilent ADS
• 2.2 雷达射频信号产生方法
• 2.3 雷达射频信号评估方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 雷达射频信号的产生
• 3.1 雷达目标回波信号的产生
• 3.1.1 雷达目标回波
• 3.1.2 雷达目标回波信号的产生
• 3.2 雷达杂波信号的产生
• 3.2.1 雷达杂波模型
• 3.2.2 雷达杂波信号的仿真方法
• 3.3.3 非线性滤波器的设计
• 3.3.4 基于ZMNL 方法的杂波计算流程
• 3.3.5 杂波仿真结果分析
• 3.3.6 杂波基带I/Q 序列数字正交调制和上变频
• 3.3 本章小结
• 第四章 雷达射频信号的评估
• 4.1 线性调频信号的线性度分析
• 4.2 雷达杂波信号的评估
• 4.2.1 用直方图法统计杂波幅度概率分布
• 4.2.2 杂波统计特性分析结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文