脈沖多普勒雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著雷達(dá)干擾與反干擾技術(shù)的快速發(fā)展,雷達(dá)干擾對抗技術(shù)的測試成為眾多工程技術(shù)人員面臨的重大課題。主要原因包括測試成本高,組織實(shí)施難,附帶風(fēng)險(xiǎn)大。針對這些原因,人們開始研究雷達(dá)模擬裝置以縮減成本,簡化程序,降低風(fēng)險(xiǎn)。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)模擬具有經(jīng)濟(jì)、高效、安全、可重復(fù)、易控制等優(yōu)點(diǎn),目前已成為雷達(dá)系統(tǒng)方案論證、設(shè)備研制與調(diào)試,雷達(dá)對抗技術(shù)試驗(yàn),武器性能測試與評估等方面的先導(dǎo)技術(shù),是雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。而脈沖多普勒雷達(dá)作為先

2、進(jìn)體制雷達(dá)的代表,對其模擬系統(tǒng)的開發(fā)與研究最為廣泛和深入。
　　 本文從干擾對抗試驗(yàn)角度出發(fā),利用PC機(jī)從模擬PD雷達(dá)系統(tǒng)的底層功能和顯控終端兩個層面進(jìn)行了PD雷達(dá)仿真實(shí)驗(yàn)平臺的建模與仿真研究。從信號處理角度討論了實(shí)驗(yàn)平臺中模擬雷達(dá)系統(tǒng)部分關(guān)鍵技術(shù)的仿真模型與實(shí)現(xiàn)方法,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)平臺顯控界面。論文的主要工作在于:
　　 首先,參照雷達(dá)工作過程將雷達(dá)系統(tǒng)模擬分為信號環(huán)境模擬,信號處理過程模擬,數(shù)據(jù)處理過程模擬以及顯示

3、控制終端模擬四個部分。根據(jù)PD雷達(dá)的基本原理與實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)目標(biāo)給出了實(shí)驗(yàn)平臺的整體構(gòu)架及其基本要素,并最終完成了實(shí)驗(yàn)平臺信號環(huán)境模擬,回波信號處理以及顯控終端等三個方面的建模與仿真工作。
　　 其次,在信號環(huán)境模擬部分,本文從信號和干擾兩個方面討論了雷達(dá)發(fā)射信號,接收機(jī)噪聲和雷達(dá)雜波的建模與仿真工作。在發(fā)射信號方面,結(jié)合幾種典型的波形,給出了PD雷達(dá)發(fā)射信號的設(shè)計(jì)指標(biāo),重點(diǎn)研究了恒單頻相參脈沖串的計(jì)算機(jī)模擬過程;在接收機(jī)噪聲方面

4、,重點(diǎn)研究了采用線性同余法生成[0,1]區(qū)間均勻分布隨機(jī)變量,并在此基礎(chǔ)上討論了基于統(tǒng)計(jì)近似抽樣法產(chǎn)生高斯型隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)模型與仿真算法;在雷達(dá)雜波部分,主要研究了基于零記憶非線性變換(ZMNL)法生成相關(guān)瑞利分布雜波的實(shí)現(xiàn)過程。最后,仿真實(shí)現(xiàn)了以相參脈沖串為發(fā)射信號,以高斯噪聲為接收機(jī)噪聲,以幅度瑞利分布、功率譜高斯型雜波為雷達(dá)雜波的模擬信號環(huán)境。
　　 第三,在回波信號處理部分,本文對雷達(dá)接收機(jī)信號處理單元中的正交相干檢波,

5、距離門存儲,多普勒濾波,恒虛警處理等模塊的功能,原理與實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入討論。重點(diǎn)研究了基于正交混頻低通濾波法進(jìn)行相干檢波,基于快速傅里葉變換(FFT)進(jìn)行多普勒濾波以及兩側(cè)單元平均選大法恒虛警處理(CAGO-CFAR)等關(guān)鍵技術(shù)的仿真過程。最后,結(jié)合模擬的雷達(dá)回波,通過中頻信號采樣與正交相干檢波,利用二維數(shù)組完成了距離門重排,采用FFT和CAGO-CFAR先后進(jìn)行了多普勒濾波以及恒虛警處理。通過對仿真結(jié)果進(jìn)行分析,驗(yàn)證了各功能模塊數(shù)學(xué)

6、模型的準(zhǔn)確性和仿真方法的有效性。
　　 最后,在顯控終端設(shè)計(jì)部分,本文分別從終端的顯示部分,控制邏輯部分以及接口和外圍部分的整體布局,邏輯關(guān)系和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入研究。在顯示部分,基于單文檔界面框架實(shí)現(xiàn)了具有余輝效果的模擬P型雷達(dá)顯示器、用于對比雷達(dá)處理結(jié)果的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)參照圖以及實(shí)驗(yàn)平臺參數(shù)的顯示窗口;在控制邏輯部分,闡述了實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)菜單、工具按鈕等控制單元的設(shè)計(jì)步驟與實(shí)現(xiàn)方法,重點(diǎn)研究了平臺運(yùn)行過程中,各控制單元間的使能狀態(tài)關(guān)