雷达目标模拟的方案设计与实现

论文摘要

随着雷达技术的迅速发展,现代雷达系统正变得日益复杂、功能多样,因此对于雷达系统的部分调试工作也变得越来越难。加上外场进行雷达检测的技术难度大、成本也高,于是模拟技术就被广泛应用于对雷达部分系统的调试、性能评价。采用雷达目标模拟技术可以缩短雷达的研制周期,减少雷达的研制费用,同时现代雷达越来越多的性能指标,与越来越强的功能,也让雷达目标模拟逐渐发展成为雷达自身的一种功能。雷达目标模拟作为雷达的一种辅助功能,它的通用性和操作简单化越来越受到人们的重视,所以对雷达目标模拟功能的研究也逐渐的丰富起来。雷达目标模拟技术是系统模拟技术与雷达技术相结合的产物,雷达目标模拟的对象是雷达的目标和环境,模拟的结果则是复现包含雷达目标及目标环境信息的雷达回波信号。实际上,这些雷达回波信号可以认为是由发射波形经过延迟和多普勒频移后的复现波形所构成。本文首先介绍了雷达目标模拟的发展状况以及雷达目标模拟的各种分类。并对雷达目标模拟产生所需要运用的基本雷达原理做了简单必要的论述。随后以目标模拟产生的基本原理为依据,设计了在一个频扫相参脉冲多普勒体制雷达平台上,充分利用雷达自身的软件、硬件资源,给出了目标模拟的具体方法,包括目标距离模拟、目标速度模拟、目标角度模拟、和雷达截面积模拟等。本文同时考虑了目标重叠的极端情况,即在同一个频点照射下,多个目标在距离,速度,角度或者雷达截面积上的信息相同或相近,并且模拟了发现概率与虚警概率,还原了真实目标信号的能量损耗,也讨论了相关随机序列的产生方法,包括均匀分布的概率密度函数、任意连续概率密度函数、指数分布的概率密度函数等。文中最后验证了雷达目标模拟所描述的相关算法,给出了目标模拟在本雷达平台上的应用,包括雷达目标模拟最重要的功能:点迹模拟与航迹模拟,其主要作用是验证雷达跟踪,对雷达进行功能性检验。同时本文经过对模拟应用的实际测试,验证了雷达目标模拟所具备的经济性、灵活性、可重复性的特点,从而达到了雷达目标模拟方案的设计目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的选题背景
• 1.2 本文研究概要
• 1.3 本文的章节安排
• 第二章 雷达目标模拟概述
• 2.1 雷达目标模拟的发展
• 2.2 雷达目标模拟的分类
• 2.2.1 按照系统结构区分
• 2.2.2 按照实现电路区分
• 2.2.3 按照实现平台区分
• 2.2.4 按照模拟节点区分
• 2.2.5 按照数学模型区分
• 2.3 本章小结
• 第三章 目标模拟产生的基本原理
• 3.1 距离
• 3.1.1 雷达作用距离
• 3.1.2 脉冲雷达的测距
• 3.2 速度
• 3.2.1 多普勒频率
• 3.2.2 相参脉冲雷达的测速
• 3.3 角度
• 3.3.1 相位法
• 3.3.2 振幅法
• 3.4 雷达截面积
• 3.4.1 雷达目标截面积定义
• 3.4.2 截面积起伏特性
• 3.5 本章小结
• 第四章 目标模拟在雷达平台上的实现
• 4.1 雷达平台介绍
• 4.1.1 显控单元
• 4.1.2 数据处理机
• 4.1.3 总站时序
• 4.1.4 频率综合器
• 4.1.5 发射系统
• 4.1.6 接收系统
• 4.1.7 信号处理机
• 4.2 雷达目标模拟总体设计
• 4.3 目标模拟的实现
• 4.3.1 距离模拟
• 4.3.2 速度模拟
• 4.3.3 角度模拟
• 4.3.4 雷达截面积模拟
• 4.3.5 目标重叠
• 4.3.6 发现概率与虚警概率模拟
• 4.4 随机序列产生
• 4.4.1 均匀分布
• 4.4.2 任意连续概率密度
• 4.4.3 指数分布的随机序列算法
• 4.4.4 爱尔朗分布的随机序列算法
• 4.5 本章小结
• 第五章 目标模拟的应用
• 5.1 运动模型
• 5.2 模拟点迹
• 5.3 模拟航迹
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文