面向雷达数字化仿真的目标回波模拟方法研究

雷达数字化设计与仿真技术作为雷达科研的"数字孪生"技术,已成为现代雷达科研必备手段之一,雷达目标回波模拟作为雷达数字化设计与仿真中关键功能之一,应首要解决。雷达目标回波模拟主要面临雷达信号波形的描述、目标的描述和雷达回波的生成等三个技术问题。为此,针对雷达数字化设计与仿真技术中雷达回波模拟问题的技术难题,描述了参数化雷达信号波形及其与目标的相互作用,给出了雷达回波生成的具体方法,并通过仿真验证了提出方法的有效性和可行性。     

行进人体目标雷达瞬时多普勒特征分析

行进人体目标对雷达回波产生多普勒调制和微多普勒调制,提取目标雷达回波中的多普勒和微多普勒特征,可获得人体目标的运动速度及肢体摆动周期等信息,有助于人体目标的检测与识别。本文改进和完善了行进人体目标的线性刚体模型,得出连续波信号体制下人体目标雷达回波,推导出人体目标的瞬时多普勒频率,定性分析了目标的瞬时多普勒特征和瞬时运动特征的变化规律。利用公开的实测数据验证了本文模型的有效性,并利用时频分析工具对目标雷达回波的瞬时特征进行了仿真分析,提取出目标的瞬时运动特征。本文模型及特征提取方法可推广应用于其他信号体制的雷达回波信号分析,同时可推广应用于对目标其他运动状态的分析。      

面向识别的雷达回波仿真技术可信度分析

按照系统仿真技术的一般方法研究了面向识别的雷达回波仿真技术的基本原理和模型。根据目标的三维CAD模型,利用电磁计算方法得到全姿态的一维距离像模板。在凝视状态下,利用雷达发射信号和目标的一维距离像模板模拟目标低分辨率回波;在扫描状态下,利用全姿态一维距离像重构不同角区中目标的散射中心模型,结合雷达波束的扫描方式获得仿真回波。最后立足仿真结果的校验,提出了可用于分析雷达目标回波仿真技术可信度的一些准则和方法。     

空间进动目标的宽带雷达特征信号研究

 本文将空间目标进动模型、宽带电磁散射计算模型以及线性调频(LFM)雷达回波信号模型相结合,提出了一种空间进动目标宽带雷达特征信号预测与高逼真度仿真的方法.利用进动目标的微波暗室测量数据,从雷达散射截面(RCS)和高分辨一维距离像时间序列两方面对模型的逼真度进行了验证,并在此基础上仿真了空间目标的动态宽带LFM雷达回波,分析了理想点散射体仿真进动目标特征信号的局限性和成对回波对雷达成像的影响.     

雷达高度表回波模拟及扩展目标算法

雷达高度表回波信号具有时域和多普勒域二维展宽特性,将该特性作为目标检测器的先验信息是提高弹载雷达高度表检测性能的重要方法之一。将目标回波看作是若干个散射点回波信号的矢量合成,并考虑载体高速运动对各个散射点回波信号的多普勒调制,提高了目标回波仿真的可信度。仿真模拟了不同地形地貌、不同高度条件下的回波信号,分析了目标回波在时域和多普勒域的展宽及起伏特性。通过在时频域对目标散射点二维分布的估计,设计了一种适用于弹载雷达高度表的改进BS-GLRT检测算法。仿真表明,该检测算法的性能优于现有的检测算法。     

宽带运动目标回波的多普勒特性模拟方法

宽带雷达系统测试和性能评估中目标信息模拟精度和分辨率要求很高。针对宽带线性调频雷达运动目标的回波脉冲内多普勒频率呈现线性调频（LFM）变化特征、回波脉冲之间具有时移分布和相位相干特性的问题,采用基于数字射频存储（DRFM）系统的回波脉冲内LFM多普勒频率调制、多回波相参脉冲信号之间时移模拟的方法。探讨了基于宽带DRFM系统的高精度和高分辨率的运动目标多普勒频率信息实时模拟方法。采用仿真分析和实验验证方法,证实算法性能,运动目标的多普勒频率模拟精度/分辨率在特定条件下可达到Hz级。     

雷达导引头DBS回波信号模拟器设计

半实物仿真是雷达导引头研制过程中性能评估及验证的有效手段,为实现在实验室内对雷达导引头DBS成像算法的评估验证,设计一种基于FPGA和DSP硬件实现的DBS回波信号模拟器,实现了目标方位上回波信号的模拟。模拟器的数据采集结果经DBS成像处理后,与理论仿真结果进行对比分析,验证了所设计雷达导引头DBS回波信号模拟器的正确性。该模拟器已成功应用于导引头研制阶段DBS成像算法的评估验证。     

基于动态RCS的舰船雷达回波仿真与分析

研究电大复杂目标的雷达散射截面(RCS)计算及雷达回波模拟仿真技术具有重要意义。基于物理光学法（PO）和弹跳射线法（SBR）设计了一款仿真软件,综合考虑海杂波和噪声的作用,计算舰船动态RCS及雷达回波。针对3种形状、大小不同的船模计算RCS值并仿真分析这些船模在不同场景下的雷达回波信号。仿真结果表明,相比设定RCS均值的方法,动态RCS计算方法更适合在复杂的海面情况中识别目标特性并提取有效信息。研究结果可为雷达系统仿真中的目标识别及电磁隐身技术提供可靠计算方法。     

距离多普勒域多雷达信号融合

传统的单雷达目标检测算法在低信杂噪比(SCNR)场景下,其检测性能较差,对低空微弱目标检测时,由于杂波信号很强,目标回波信号可能在单个雷达的回波中被杂波淹没,导致不能检测到目标。所以,文中提出一种多雷达信号融合算法检测动目标,在距离多普勒域对多个雷达回波信号进行融合,增强目标信杂噪比。最后,通过仿真来验证提出的算法的有效性。     

基于微动特征关联的空间自旋目标宽带雷达三维成像

自旋目标3维成像对于空间目标识别具有重要意义。为了解决单基雷达中无法获取自旋目标真实3维结构特征的问题,该文提出一种基于微动特征关联的自旋目标宽带雷达3维成像方法。通过利用多部雷达获取目标在不同视角下的回波信号,基于目标自旋时各散射中心的微多普勒信息特征实现不同雷达回波数据的多散射中心关联,获得了能够反映自旋目标真实尺寸的3维像。仿真结果验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

基于信号特征谱的地面运动目标分类

研究低分辨、短驻留时间下地面运动车辆目标分类问题。根据微多普勒效应,使用多散射中心模型描述轮式和履带式车辆的微动部件雷达回波。指出目标回波中的谐波数是区分轮式和履带式车辆的一个稳定特征,由此提出一种基于目标回波信号特征谱的特征提取方法。该方法能够描述目标回波中的谐波信息,同时对于平动速度变化所带来的影响具有稳健性。使用仿真数据的实验结果验证了该方法的有效性,使用实测数据的实验结果表明:该方法在分类性能上优于基于主分量分析的分类方法。     

基于FEKO的频率步进导引头回波仿真

频率步进雷达(SFR)导引头通过在频域进行带宽合成,距离分辨力显著提高,可以分辨出复杂目标的细节特征,从而进行抗干扰分析与目标识别。在进行SFR回波信号仿真时,要求回波模型能符合并反映目标的细节特征,目标不能等效为点目标,而散射中心提取法则意味着散射点的舍弃和合并,对目标的细节描述并不准确,为此提出基于FEKO的复杂目标回波信号产生方法。根据频率步进雷达信号时域特征,推导出直接利用FEKO的散射场数据进行时域回波计算的数学模型,并使用FEKO提取目标在各种入射角度下的散射场幅度和相位信息进行存储,在仿真时直接调用散射场数据进行时域回波计算,从而得到复杂目标的高拟真度回波信号模型,在空空导弹数字仿真、半实物仿真和抗干扰研究中具有实用意义。     

高分辨雷达目标检测方法研究

高分辨雷达较低分辨雷达能够提供较多的目标结构信息,但是由于其目标回波和杂波的特殊性,信号检测也存在着一些新的技术问题。本文分析了高距离分辨雷达目标和杂波的回波特性,给出了回波模型,在此基础上分析了非瑞利杂波背景下高距离分辨雷达的检测方法,并进行了仿真验证,结果表明采用TM—CFAR与M／N检测相结合的方法可以很好的利用...     

基于极化特征的抗箔条干扰方法研究

针对箔条干扰导致制导雷达目标识别能力降低的实际问题,以及制导雷达希望充分利用目标雷达回波信号提高目标识别能力的迫切需求,建立了救生艇、飞机和服从空间球均匀分布的箔条云模型,将电磁场数值计算方法引入到不同类型目标的雷达回波信号以及极化特征的计算,得到不同目标在不同接收极化方式、不同观察角度下的雷达回波信号,以及不同目标之间的极化比特征差别,结果表明船、飞机等目标的雷达回波极化比远大于箔条干扰的回波极化比。研究结论有助于雷达导引头实现基于极化特征的目标识别,改善雷达性能和目标识别能力。     

小波变换在雷达回波信号消噪处理中的应用

分析了雷达回波信号中所含噪声的特点、小波变换的原理,在此基础上着重论述了小波变换应用于雷达回波信号消噪处理的原理和方法,并从仿真试验中验证:将小波变换应用于雷达回波信号的消噪处理,可以极大地改善回波的信噪比,提高目标信号的可检测性.     

高分辨率雷达目标的随机参量脉冲串检测方法

本文从最佳检测理论和高分辨率雷达目标回波特征出发,将目标上各散射点形成的在时域上分离的回波看成具有随机参量的脉冲串信号,提出了适用于高分辨率雷达目标单次回波检测的随机参量脉冲串(RPPT)检测方法.计算机仿真结果表明,在高分辨率雷达中,这种检测方法比雷达经典检测方法有2dB以上的检测性能改善.     

宽带与窄带雷达对飞机目标回波特性对比研究

根据飞机目标对宽带信号和窄带信号的不同散射特性 ,完成了窄带雷达回波信号等效为宽带雷达回波信号矢量合成的建模 ,并对宽带信号和窄带信号的单脉冲检测进行了仿真比较。结果表明 ,用单脉冲进行检测时 ,假设雷达发射功率和接收机噪声系数相同 ,对同一飞机目标 ,宽带雷达通过脉内非相参积累后的检测性能仅比窄带雷达的检测性能差 0dB～ 2dB     

高分辨雷达目标回波信号模拟与分析

对高频区复杂目标的散射特性进行分析,建立了基于多散射中心的高分辨雷达目标回波模型,在此基础上对线性调频信号进行模拟,生成目标的回波数据,同时给出了脉冲体制雷达数据采集和存储方法的模型。为验证回波模型的有效性,对仿真的回波数据分别进行脉冲压缩和多普勒处理,处理结果正确反映出目标特征,表明模型可行有效。研究结果可为目标特征提取、目标识别提供技术基础。     

基于Simulink的目标回波信号模拟与实现

分析了雷达目标相干视频回波信号的特征参数,借助Simulik分别建立了目标回波子模块、机内噪声子模块和相控阵天线子模块,形成了目标相干视频信号模型。模型用户可以方便地设定不同的雷达参数和目标参数,得到相应的相干视频回波信号,为相控阵雷达系统仿真及性能分析提供了一种有效的手段。     

基于Simulink的相参雷达目标回波信号仿真

雷达目标回波信号是发射信号经目标散射调制后的延迟,可以从中提取目标的距离、速度、方位等信息.该文研究了基于Simulink的相参雷达目标回波信号仿真,研究内容包括仿真采用的原始模型、仿真的实现方法、仿真实验结果分析等.在对仿真结果分析的基础上,修正了相关文献给出的原始模型,实现了信号波形相位连续、频谱图中目标速度和多普勒频率相关.