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机载雷达回波模拟和动目标检测技术研究

马建春  
【摘要】: 雷达系统仿真技术为系统的研究、设计和验证节省了大量的费用和时间,也使得雷达系统的性能得到保证。它所具有的经济、灵活、可重复性、可移植性等特点,使其逐渐成为雷达系统和电子对抗系统研究中的一项关键技术。 本文以某机载雷达仿真系统的研制为背景,目标类型主要为飞机。本文通过建立机载雷达的回波模块,信号处理模块以及性能评估模块,组成了一个闭合的机载雷达数字仿真系统,通过该仿真系统可以较为真实地模拟出实际机载雷达的工作过程,并能验证机载雷达的工作性能。本文的主要内容和创新点如下: 一、对机载相控阵天线进行了深入研究,分别建立了矩形排列的机载平面阵天线数学模型和三角形排列的圆口径平面阵天线的数学模型,并将Taylor加权和Bayliss方向图综合方法运用到机载雷达天线模型中,实现了在给定副瓣电平下的和差波束天线方向图。 二、给出了机载雷达回波生成子系统的总体设计,在目标回波模拟中,考虑了载机飞行中姿态的变化,给出了一种基于运动载机模型的点目标回波仿真模型。此外,在传统的杂波和噪声的工作环境下,增加了箔条云干扰,并利用ZNML法实现了箔条云干扰的模拟,对地杂波的模拟进行了深入研究,实现了和差通道的地杂波模拟,最后通过在距离单元叠加的方法,将总的回波信号用一帧距离多谱勒平面数据表示。 三、给出了从回波信号中提取目标信息的处理流程,并利用脉压、动目标显示和动目标检测技术对强杂波下的回波信号进行了处理,通过对杂波的抑制,最终提取出了目标信号,对单脉冲测角进行了深入研究,利用正弦坐标系消除了波束指向对测角表的影响,建立了基于机载矩形平面阵天线的测角查询表。 四、对机载雷达的仿真结果进行了分析,重点利用仿真数据对测距、测速、测角的结果进行了误差分析。 本文的所有算法皆用MATLAB进行了仿真验证,并且在VC6.0开发环境下实现。


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