雷达运动目标回波模拟技术

论文摘要

本文在叙述雷达系统、目标模拟器的工作原理以及运动目标数学模型等基础上,针对雷达平时训练情况,进行了雷达运动目标回波模拟技术的研究,并具体设计了目标信号模拟器。论文研究了用乘同余法和概率变换方法来生成满足幅度概率密度分布的随机数序列,设计了生成高斯功率谱密度的FIR成型滤波器；详细分析了运动目标回波信号的数学模型,相干视频模拟的实现方法；对噪声统计模型、杂波分布机理模型及应用零记忆非线性方法建模进行了研究；分析研究了运动目标幅度起伏Swerling数学模型,并探讨了产生Swerling起伏的方法；研究了运动目标轨迹的模拟实现方法,用VC++软件设计了基于分段逼近模拟运动目标轨迹的MFC界面；讨论了模拟器的实现方案,在对运动目标视频回波信号数字仿真的基础上,用FPGA设计了可变延时模块,对多普勒数字调制方法进行了仿真；基于FPGA平台对叠加有高斯噪声、瑞利杂波的运动目标回波进行了模拟。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 雷达概述
• 1.2 雷达目标模拟器的简介
• 1.3 雷达目标模拟器的发展动态
• 1.4 雷达目标模拟器的主要实现方法
• 1.5 本论文研究的背景及意义
• 1.6 本论文研究的主要内容
• 2 雷达目标模拟的理论基础
• 2.1 随机数生成及变换理论
• 2.1.1 均匀分布随机数的产生
• 2.1.2 随机数的变换
• 2.2 雷达系统的基本理论
• 2.2.1 雷达对距离的测量
• 2.2.2 雷达对角位置的测量
• 2.2.3 雷达对运动目标速度的测量
• 2.2.4 雷达基本方程
• 2.3 雷达截面积
• 2.4 运动目标幅度起伏模型
• 2.4.1 运动目标RCS视角起伏
• 2.4.2 运动目标RCS统计模型
• 3 雷达运动目标回波模拟理论
• 3.1 功能模拟
• 3.2 相干视频信号模拟
• 3.3 雷达发射波形
• 3.3.1 单频脉冲信号
• 3.3.2 线性调频信号
• 3.3.3 相位编码信号
• 3.4 雷达回波模拟
• 3.4.1 雷达接收目标回波信号模型
• 3.4.2 静止点目标回波信号
• 3.4.3 运动点目标回波信号
• 3.4.4 目标多散射中心理论
• 3.4.5 复杂目标的运动回波信号
• 3.5 噪声模型及模拟
• 3.6 杂波信号模型
• 3.6.1 杂波统计模型
• 3.6.2 杂波谱模型
• 3.6.3 算法实现
• 3.6.4 成型滤波器的设计
• 3.6.5 杂波建模仿真
• 3.6.6 杂波模拟方法
• 4 运动目标轨迹模拟及仿真
• 4.1 分段逼近模拟法
• 4.1.1 匀加速直线运动
• 4.1.2 匀角速度圆弧运动
• 4.2 坐标转换
• 4.2.1 平移变化
• 4.2.2 坐标旋转变化
• 4.3 目标运动的雷达坐标
• 4.4 运动轨迹的软件仿真
• 5 雷达运动目标模拟器的系统实现方案
• 5.1 模拟器的总体功能框图
• 5.2 目标视频回波数字信号处理
• 6 目标运动特性仿真
• 6.1 运动目标模拟实现原理
• 6.2 目标的距离特性模拟
• 6.2.1 雷达距离延时的实现方案
• 6.2.2 基于FPGA延时模块的设计
• 6.3 运动目标速度模拟实现方案
• 6.4 目标信号幅度起伏模拟
• 6.5 雷达运动目标回波模拟仿真
• 6.6 基于FPGA模拟实现
• 7 总结
• 致谢
• 参考文献