11 雷达系统仿真方法汇总
雷达系统设计与模拟
雷达系统设计与模拟雷达系统是一种利用电磁波来侦测物体并获得其位置、速度、大小和形状等信息的技术。
它在国防、交通、气象、地质勘探等领域有着广泛的应用。
为了更好地发挥雷达系统的作用，需要对其进行设计和模拟。
一、设计雷达系统的基本原理和步骤设计雷达系统需要首先了解其基本原理，即雷达利用电磁波与物体相互作用后，记录反射回波的时间、频率、强度等信息，从而获得物体的位置和速度等参数。
在此基础上，雷达系统的设计步骤如下：1.确定应用领域和任务需求：不同的领域和任务对雷达的性能和参数有不同的需求。
比如，军用雷达需要具有抗干扰能力和隐身侦测能力；民用雷达需要具有高精度和高灵敏度等特点。
2.确定设计参数：根据任务需求，确定雷达系统的频率、功率、天线、接收机等参数。
3.进行模拟仿真：利用仿真软件建立雷达系统模型，模拟雷达信号的传播和物体的反射。
通过仿真分析，优化雷达系统的性能和参数。
4.设计实验验证：对设计完成的雷达系统进行实验验证，验证其性能和参数是否符合预期。
二、雷达系统模拟的方法和技术雷达系统的模拟是指通过计算机软件模拟雷达信号的传播和反射等过程，从而预测雷达的性能和参数，并对其进行优化。
常用的雷达系统模拟方法和技术包括：1.有限差分时间域（FDTD）方法：FDTD方法是一种数值求解电磁场方程的方法，可以用于模拟雷达信号的传播和反射等过程。
它具有计算精度高、能耗低等优点。
2.物理光学（PO）方法：PO方法是一种基于物理光学理论的模拟方法，将电磁波视为光线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。
它具有计算速度快、适用于大尺寸目标等优点。
3.射线追踪（RT）方法：RT方法是一种基于几何光学理论的模拟方法，将电磁波视为射线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。
它具有计算快速、适用于多目标同时反射等优点。
三、雷达信号处理的方法和技术除了设计和模拟雷达系统外，还需要对雷达信号进行处理，以获得目标的位置、速度、大小和形状等信息。
某型军用雷达的仿真
某型军用雷达的仿真
为了提高军用雷达的性能，降低成本和风险，现代雷达系统设计通常会采用仿真技术进行验证和优化。
本文将介绍一种某型军用雷达的仿真方法。
为了进行仿真，需要建立雷达系统的数学模型。
该模型应包括雷达天线的特性、信号处理器的算法、目标和干扰源的模型以及环境的特征等。
雷达天线的特性包括天线增益、波束宽度和指向性等。
信号处理器的算法包括多普勒处理、脉冲压缩和目标检测等。
目标和干扰源的模型可以通过雷达反射强度的统计分布来描述。
环境的特征包括天气条件、噪声水平和信号传播等。
根据建立的数学模型，可以使用计算机仿真软件来进行雷达系统的仿真。
常见的仿真软件包括MATLAB、ADS和CST等。
仿真软件可以模拟雷达系统的运行过程，并生成相应的性能参数和图像输出。
通过对不同参数和场景的变化进行仿真，可以评估雷达系统的性能和指标，并进行优化设计。
进行仿真的结果可以用来验证和优化雷达系统的设计。
仿真结果包括雷达系统的工作性能、探测能力和跟踪精度等指标。
通过与理论计算和实验数据进行验证，可以验证雷达系统的模型的准确性和仿真的可靠性。
对于新型雷达系统的设计，仿真结果可以帮助设计人员进行参数调整和优化，提高系统的性能和可靠性。
某型军用雷达的仿真是一种有效和经济的方法，用于验证和优化雷达系统的设计。
通过建立数学模型、使用仿真软件和进行结果分析，可以评估雷达系统的性能并进行优化设计。
随着仿真技术的不断发展，军用雷达的设计和研发将更加高效和可靠。
某型军用雷达的仿真
某型军用雷达的仿真军用雷达作为现代战争中重要的电子设备，能够探测敌方目标并提供精确的目标位置信息，因此在军事上具有重要意义。
为了更好地设计和优化军用雷达系统，对其进行仿真分析是必不可少的一个环节。
本文将对某型军用雷达的仿真进行详细介绍。
一、军用雷达系统的基本原理军用雷达系统的基本原理是利用电磁波在自由空间中的传播特性，向周围环境发射脉冲电磁波，对目标进行探测，并通过接收回波信号来确定目标的位置和运动情况。
传统的军用雷达一般采用脉冲式工作方式，其基本原理如下：1.发射机发送脉冲信号，覆盖一定波段的频率范围；2.脉冲信号经过天线辐射出去，遇到目标后会反射回来；3.反射回来的信号被接收到，并经过一些信号处理电路后交由显示器显示出来。
1.需求分析：确定需要仿真的雷达系统的工作频段、发射功率、接收灵敏度等关键参数；2.系统建模：根据需求分析设计雷达系统电路结构，包括发射机、接收机、天线和信号处理电路等，并进行模型参数的设置；3.仿真运行：利用相应的仿真软件对雷达系统进行仿真运行，分析并记录仿真结果；4.结果分析：总结仿真结果，得出系统性能参数，并根据结果对系统进行进一步优化设计。
1.天线设计：天线是雷达系统中非常重要的部件，可以影响到雷达系统的探测范围和分辨率。
在某型军用雷达的仿真中，需要借助电磁场仿真软件对天线进行模拟设计，优化天线的工作效率和频带覆盖范围。
2.射频电路设计：射频电路是军用雷达系统中的关键部件之一，设计不当会影响到雷达系统的性能和精度。
在仿真过程中需要注意射频电路的参数设置，包括隔离度、带宽、插损等。
3.信号处理仿真：信号处理是雷达系统的重要环节，可以将采集到的电磁信号转化为可视化的图像，从而实现目标的识别和跟踪。
在某型军用雷达的仿真中，需要对信号处理电路进行详细的模拟和分析。
随着电子技术的不断发展，军用雷达的性能和功能不断提升。
目前，越来越多的军用雷达系统开始采用数字信号处理和卫星定位等技术，以提高雷达系统的精度和效率。
雷达电子战系统及其仿真
雷达电子战系统及其仿真标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]雷达电子战系统及其仿真现代高科技战争的特点是在整个战略纵深区域内大范围地争夺制电磁权、制空权及制海权，是一场强调整体的系统对系统、体系对体系的战争。
近几场以美国为主导的高技术局部战争也给我们以新的启示，那就是电子战已经从传统的一对一的设备之间的对抗，发展到系统与系统之间的对抗。
在系统对抗中，必须使用多种作战平台$多个电子战作战手段，在作战指挥中心的协调控制下，构成一个全方位、大空域、多频段、多手段的综合电子战作战体系。
1.雷达电子战的概念雷达电子战是电子战中的一个重要领域，它是以雷达及由雷达组成的系统为作战目标，以雷达干扰机、雷达侦察机等为主要作战装备，以电磁波的发射、吸收、反射、传输、接收、处理等形式展开的，是侦察、压制敌方电磁频谱的使用并增强我方电磁频谱使用有效性的作战行为。
雷达电子战系统包括雷达系统、雷达干扰系统、雷达抗干扰措施三个方面，雷达系统是测试和仿真的主要对象，雷达系统是通过向目标发射电磁波，从目标反射回来的回波信号提取目标信息，主要有远程警戒雷达、目标搜索雷达、跟踪雷达等各种不同的种类。
雷达抗干扰系统是通过施放或制造干扰信号破坏雷达的正常工作，使之不能正常的探测、测量和跟踪真正的目标。
根据有无源可以分为有源干扰和无源干扰。
有源干扰有脉冲干扰、连续波干扰及速度欺骗等等，无源干扰主要包括投放干扰丝形成干扰走廊、干扰云以掩护目标或欺骗对方等。
实际使用中各种干扰样式是可以组合使用的，使干扰效果更佳。
雷达电子战的发展和有效展开也离不开先进的雷达抗干扰技术和措施，雷达抗干扰的基本原理是阻止干扰环节链的形成，以及抑制干扰条件下雷达系统的输出干信比。
现代雷达的抗干扰主要在空域、时域和频域内全面开展，空域内的抗干扰措施主要有超低副瓣天线、副瓣对消、副瓣匿隐、单脉冲角度跟踪、相控阵天线扫频捷变和雷达组网等，频域的抗干扰措施主要有宽带频率捷变、窄带滤波、频谱扩展等，雷达在时域里的抗干扰措施主要有距离选通、抗距离拖拽、重频捷变等等。
雷达探测技术的建模与仿真
雷达探测技术的建模与仿真雷达探测是一种通过发射电磁波，利用物体对电磁波的反射信号来探测物体位置、速度、形状和性质的技术。
在军事、民用领域广泛应用，如导航、遥感、气象、交通等。
随着科技的快速发展，雷达探测技术也逐渐成熟。
在雷达探测技术的发展中，建模与仿真是不可或缺的环节。
建模与仿真可以模拟出雷达探测所需要的各类信号，探测效果，不同物体的反射情况，帮助设计和优化雷达系统。
一、建模建模是将实际事物或系统抽象为一定的数学或物理模型的过程。
在雷达探测的建模中，需要考虑到各类信号和反射物体的特性。
1. 信号模型雷达探测中常用的信号包括：线性调频信号（LFM信号）、相位编码信号和频率编码信号等。
在这些信号中，LFM信号是最常用的一种信号。
建立信号模型，可以方便的分析信号的特性，为后面的仿真提供数据支持。
2. 物体模型雷达探测的物体一般分为两类：散射体和目标。
在建立物体模型时，需要考虑到物体的理论反射系数、散射截面积、形状和材料等影响反射的因素。
将这些因素综合考虑，可以得到不同物体的反射特性，为后面的仿真提供数据支持。
二、仿真仿真是在计算机环境下，利用建立好的数学或物理模型进行系统模拟，以预测系统行为的技术。
在雷达探测的仿真中，需要考虑到仿真的环境和仿真的目的。
1. 仿真环境雷达探测的仿真环境一般分为两类：地面仿真和空中仿真。
地面仿真一般是在计算机软件中构建3D模拟环境，利用不同物体的局部坐标和相对位置，计算出雷达探测的反射特性，模拟出雷达扫描过程。
空中仿真则需要模拟天气、风速、飞行高度、飞行速度等因素，以获得更真实的仿真结果。
2. 仿真目的雷达探测的仿真目的一般分为两类：性能评估和仿真验证。
性能评估主要是根据系统设计指标，比如最大探测距离、空中控制指挥系统驱动优化后雷达跟踪过程的性能、远程干扰抗性等，从理论上预估雷达系统的性能。
仿真验证则是通过模拟真实环境，下小巴高平原、海面等相应地形的不同天气环境，模拟部署后的实际应用结果，验证所设计的雷达方案在实际应用中的可行性。
雷达系统仿真设计报告二
雷达系统建模与仿真设计报告雷达系统仿真设计报告设计报告二一、设计题仿真产生两到三种相关雷达杂波，并检验其概率分布和功率谱。
二、设计过程1．选择运用MATLAB 软件实现设计要求。
2．选择以下三种相关雷达杂波。
（1）相关高斯杂波；（2）非相干相关韦布尔杂波；（3）非相干相关对数正态杂波。
3．仿真产生相关高斯杂波（1）实现方法采用时域褶积法，这种方法是从给定杂波的功率谱密度着手，在时域产生相关序列的。
首先，由功率谱)(f S 求出它的采样值)(^f S n ，可以证明，离散随机过程的频谱采样间是相互独立的，于是，便可从线性滤波理论出发，将产生相关高斯随机序列看作是一种离散滤波过程，可得到滤波器的幅频响应的离散值)()(^^f S f H n n =显然，它是个实序列。
如果以)(^f X n 表示输入高斯白噪声的频谱采样值，则滤波器的输出谱可表示为)()()(^^^f H f X f y n n ∙=这样就可用傅里叶反变换表示滤波器的输出))((^f y ifft y n k =。
本设计中给出相关高斯杂波的功率谱密度函数为2exp()(22f ff S σ-=，f σ在编程中指定第3页共26页（2）相关高斯杂波仿真结果（1）参数f σ=100（3）相关高斯杂波仿真结果（2）参数f σ=20第4页共26页从图中可看出独立高斯杂波和相关杂波的区别。
3．仿真产生非相干相关韦布尔杂波（1）实现方法在对非高斯杂波的模拟中，Weibull 分布模型在很宽的条件范围内良好的与实验数据相匹配。
它能很好的描述多种杂波，包括地物杂波、海杂波和云雨杂波等。
而且瑞利分布式Weibull 分布的一个特例。
因此Weibull 分布杂波，特别是具有一定相关性的Weibull 分布杂波的模拟具有重要的意义。
Weibull 分布的概率密度函数为])(exp[)()(1p p q x q x q p x p -=-0≥x 式中，q 是尺度参数，表示分布的的中位数，p 是形状参数，表明分布的偏斜度。
雷达仿真的实施方案
雷达仿真的实施方案雷达仿真是一种重要的技术手段，它可以在雷达系统设计和研发的不同阶段发挥作用。
雷达仿真可以用于评估雷达系统的性能，优化雷达系统的设计，验证雷达系统的功能等，因此在雷达技术领域具有重要的意义。
下面将介绍雷达仿真的实施方案。
首先，进行仿真需明确仿真目标。
雷达系统的性能评估、设计优化和功能验证等都需要不同的仿真目标，因此在进行雷达仿真时，需要明确仿真的具体目标，以便对仿真结果进行准确的评估和分析。
其次，选择合适的仿真工具和模型。
在进行雷达仿真时，需要选择合适的仿真工具和模型，以保证仿真结果的准确性和可靠性。
常用的雷达仿真工具包括MATLAB、CST、FEKO等，而雷达仿真模型则包括雷达信号模型、目标散射模型、天线辐射模型等。
然后，建立仿真场景和参数。
在进行雷达仿真时，需要根据具体的仿真目标和需求，建立相应的仿真场景和参数。
这包括仿真环境的建立、雷达系统的参数设置、目标特性的定义等，以便进行仿真实验和数据分析。
接着，进行仿真实验和数据分析。
在建立好仿真场景和参数后，可以进行雷达仿真实验，并对仿真结果进行数据分析。
通过对仿真结果的分析，可以评估雷达系统的性能、验证雷达系统的功能、优化雷达系统的设计等，为雷达技术的研发和应用提供重要的参考和支持。
最后，进行仿真结果的验证和验证。
在进行雷达仿真后，需要对仿真结果进行验证和验证，以保证仿真结果的准确性和可靠性。
这包括与实际测试数据的对比分析、与理论计算结果的对比分析等，以确保雷达仿真结果的有效性和可信度。
总之，雷达仿真是一项重要的技术手段，它可以在雷达系统设计和研发的不同阶段发挥作用。
通过明确仿真目标、选择合适的仿真工具和模型、建立仿真场景和参数、进行仿真实验和数据分析、以及对仿真结果进行验证和验证，可以实施有效的雷达仿真，为雷达技术的研发和应用提供重要的支持和保障。
雷达显示器余辉仿真方法
火 力 与 指 挥 控 制
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第３ ６卷 第 １ ２期 ２１ 年 １ ０１ ２月
文 章 编 号 ： ０ ２ ０ ４ （ ０ １ １ － １ ００ １０ —６ ０ ２ １ ）２０ ８ —４
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雷达系统仿真的理论、方法与应用研究
雷达系统仿真的理论、方法与应用研究雷达系统仿真的理论、方法与应用研究摘要：雷达系统是一种重要的探测和监测工具，广泛应用于军事、航空、气象等领域。
为了提高雷达系统的性能和可靠性，在实际应用前需要进行仿真研究。
本文综述了雷达系统仿真的理论、方法和应用，并对其中的一些重要问题进行探讨。
1. 引言雷达系统是现代科技的重要成果之一，其探测原理和信号处理方式经过多年的发展和进化，已经成为现代航空、军事以及气象预报等领域的关键技术。
为了提高雷达系统的性能、验证系统设计和算法，并且能够预测系统在不同环境条件下的工作效果，雷达系统仿真显得尤为重要。
本文将从雷达系统仿真的理论基础、仿真方法和典型应用等方面进行综述和讨论。
2. 雷达系统仿真的理论基础2.1 雷达系统模型雷达系统一般由发射机、接收机、天线和信号处理系统等组成，其中包含了大量的物理过程和数学模型。
通过建立雷达系统模型，可以对雷达系统的性能和效果进行分析预测。
2.2 信号处理算法雷达系统的信号处理算法直接影响到系统的探测性能和目标跟踪能力。
常用的信号处理算法包括脉冲压缩、自适应波束形成、目标特征提取等。
通过仿真可以验证和优化这些算法，进一步提高雷达系统的性能。
3. 雷达系统仿真的方法3.1 数值仿真方法数值仿真方法是使用计算机进行仿真的一种常用方法。
通过建立仿真模型，利用数值计算方法解决雷达系统的物理过程和数学模型，获得系统在不同环境下的性能数据。
3.2 物理仿真方法物理仿真方法是通过建立实物模型和实验平台，模拟雷达系统的工作过程。
该方法能够真实地反映出系统的物理特性和行为，但成本较高且实施难度较大。
3.3 混合仿真方法混合仿真方法是数值仿真和物理仿真相结合的一种方法。
在系统设计初期可以使用数值仿真方法进行系统性能评估和算法验证，而在系统设计后期可以使用物理仿真方法对系统进行实际测试验证。
4. 雷达系统仿真的应用4.1 性能评估和优化通过仿真可以对雷达系统的性能进行评估和优化。
雷达动态探测目标的仿真建模
雷达动态探测目标的仿真建模
雷达动态探测目标的仿真建模是通过模拟雷达的工作原理和目标的运动规律，来模拟雷达系统对目标的探测和跟踪过程。
该仿真建模过程主要包括以下几个步骤：
1. 设定雷达参数：首先需要设定雷达的工作参数，包括雷达的频率、功率、天线方向性等。
这些参数将直接影响雷达的探测性能。
2. 目标运动建模：根据目标的运动规律，可以对目标的位置和速度进行建模。
常见的目标运动模型有匀速模型、加速模型等。
3. 目标与雷达的相互关系：根据雷达的位置和目标的位置，可以计算目标与雷达之间的距离和方位角。
同时还需考虑雷达的工作范围和工作方向限制。
4. 探测和跟踪算法：根据目标和雷达之间的距离和方位角，可以利用目标跟踪算法来判断目标是否被雷达探测到，并实现目标的跟踪。
5. 仿真结果评估：通过对仿真过程的结果进行评估，可以分析目标的探测率、误报率、跟踪精度等指标，评估雷达系统的性能。
通过雷达动态探测目标的仿真建模，可以帮助研究人员和工程师更好地理解和分析雷达系统在不同条件下的工作效果，为雷达系统的设计和优化提供参考。
雷达系统建模与仿真报告
设计报告一十种随机数的产生一概述.概论论是在已知随机变量的情况下，研究随机变量的统计特性及其参量，而随机变量的仿真正好与此相反，是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。
下面对雷达中常用的模型进行建模：均匀分布高斯分布指数分布广义指数分布瑞利分布广义瑞利分布Swerling分布t分布对数一正态分布韦布尔分布二随机分布模型的产生思想及建立.产生随机数最常用的是在(0,1)区间内均匀分布的随机数，其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。
均匀分布1>（0，1）区间的均匀分布：用混合同余法产生 (0,1)之间均匀分布的随机数，伪随机数通常是利用递推公式产生的，所用的混和同余法的递推公式为:1 n x =nx +C （Mod m ）其中，C 是非负整数。
通过适当选取参数C 可以改善随机数的统计性质。
一般取作小于M 的任意奇数正整数，最好使其与模M 互素。
其他参数的选择(1)的选取与计算机的字长有关。
(2) x(1)一般取为奇数。
用Matlab 来实现，编程语言用Matlab 语言，可以用 hist 函数画出产生随机数的直方图（即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数），直观地看出产生随机数的有效程度。
其产生程序如下：c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000;x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x)运行结果如下：均值 = 方差 =2> （a,b ）区间的均匀分布：利用已产生的（0，1）均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生（a,b ）均匀分布的随机数。
其概率密度函数如下：⎪⎩⎪⎨⎧-=01)(ab x p b x a x b x a ≥≤≤≤, 其产生程序如下：c=3;lamade=4*201+1; a=6;b=10; x(1)=11;M=2^36; for i=2:1:10000;x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% i=2:1:10000; y(i)=(b-a)*x(i)+a; n=5::11;hist(y,n),axis([a-1 b+1 0 max(hist(y,n))+20]); mean(y) var(y)上面程序中取 a = 6,b = 10 .即（6，10）区间上的均匀分布。
雷达系统仿真个人总结
第一章1、雷达的基本任务可以概括为：探测、定位、成像、识别。
2、系统仿真的定义: 系统仿真就是进行模型试验，通过系统模型的试验去研究一个已经存在的或正在设计中的系统的过程。
这个模型是对系统的简化提炼，能反映问题的本质或主要矛盾，这种建立在模型系统上的试验技术称之为仿真技术。
3、系统模型：是系统某种特定性能的一种抽象形式。
系统模型实质是一个由研究目的所确定的，关于系统某一方面本质属性的抽象和简化，并以某种形式来描述。
模型可以描述系统的本质和内在的关系，通过对模型的分析研究，达到对原型系统的了解。
系统模型的建立是系统仿真的基础。
4、计算机仿真的步骤：1）模型建立阶段：系统分析与描述、建立系统的数学模型2）模型转换阶段：数据收集、建立系统的仿真模型、模型验证、模型确认3）模型试验阶段：试验设计、仿真运行研究、仿真结果分析清楚仿真每一步步骤，知道关键步骤。
请简述系统仿真、系统模型的概念以及系统仿真的步骤。
第二章1、蒙特卡洛方法，也叫随机抽样法或统计试验方法，又称计算机随机模拟方法，其基本原理是事件发生的“频率”来决定事件的“概率”。
2、蒙特卡洛（Monte Carlo ）方法实现步骤：构造或描述概率过程、实现从已知概率分布抽样、建立各种估计量。
3、蒙特卡洛方法的理论基础是概率论中的基本定律——大数定律。
4、重要抽样技术——小概率事件仿真。
重要抽样技术的基本思想：通过尺度变换（Change of Measure ，CM ）来修改决定仿真输出结果的概率测度，使本来发生概率很小的稀有事件频繁发生，从而加快仿真速度，能够在较短的时间内得到稀有事件。
5、重要抽样技术利用修改了的概率密度函数进行抽样，得到以较高概率出现的样本，然后通过对其输出结果加权来补偿由修改密度函数带来的偏差。
按以上思路，可以在较短的时间内得到稀有事件。
6、请按照蒙特卡洛方法的步骤计算下面的积分 sinxdx π，并用数学公式解释重要抽样技术的思想。
雷达系统仿真设计报告一
雷达系统建模与仿真设计报告一、设计题仿真产生十种概率分布的随机序列，并进行参数检验，概率分布检验和独立性检验。
二、设计过程1．选择运用MATLAB软件实现设计要求。
2．选择以下十种概率分布，实现其随机序列的数据仿真。
3．具体实现方法 （1）[0,1]区间均匀分布运用乘同余法产生[0,1]区间均匀分布随机数序列的递推公式)(mod 1M x x n n λ≡+式中：λ、M 为两个参数，0x 为初始值。
此处取352=M ，10=x ，155=λ，产生100000个随机数组成的序列，并设置显著水平为5%进行频率（均匀性）检验，参数（一阶矩、二阶矩、方差）检验，相关系数（独立性）检验。
通过检验后，方可认为产生的[0,1]区间均匀分布随机数序列符合设计要求。
通过编写MATLAB 语言代码，产生的序列做直方图如下：检验结果：从表中可以看出，该[0,1]区间均匀分布的随机数序列通过了各项检验。
以下的十种概率分布的随机数序列均以[0,1]区间上的均匀分布随机总体为基础。
根据相关理论，只要给定的均匀分布随机数序列满足均匀且独立的要求，在对其经过严格的数学变换或者严格的数学方法后，所产生的任何分布的简单子样都会满足相同的总体分布和相互独立性的要求。
据此，以下产生的十种概率分布的随机数序列均不再进行检验，仅画出概率分布直方图作为参考。
（2）高斯（标准正态）分布在雷达系统仿真中，正态分布有着非常重要的地位。
因为雷达接收机的内部噪声、雷达的各种测量误差等均服从正态分布，并且还可由正态分布获得指数分布、瑞利分布、韦布尔分布和对数—正态分布等许多非高斯分布表达式。
当随机变量i u 为[0,1]区间上的均匀分布随机变量，所要求的高斯分布的均值为1)(m y E i =，方差21)(σ=i y D 。
运用近似抽样法，则所求的高斯分布随机变量的表达式为111)2(12m Nu N y Ni i j +-=∑=σ。
当均匀分布随机变量的数目N=12时，简化式为6121-=∑=i i j u y ，本设计中采用了该简化式。
雷达系统建模与仿真
摘要ｆ利用ＥＤＡ软件平台对雷达系统的建模、仿真和设计方法进行研究，并建立一套相对完整的、具有统一框架的雷达系统软件库，可以为高效率地完成雷达系统的方案论证和性能评估。
以及新的算法研究提出新的思路，并提供了一条有效的途径，使雷达系统设计人员避免了重复劳动，可以将更大的精力投入到新课题的研究中去，从而实现系统设计的方便、高效和优化一本文基于工作站硬件平台和ＥＤＡ软件平台环境，在已有研究成果的基础上，对雷达系统软件库的进一步完善作了详细的探讨。
依照ＥＤＡ平台上ＳＰＷ建模的软件规范，本文在第三章讲述创建干扰信号库的相关工作，主要包括遮盖性干扰和欺骗性干扰的建模和仿真；第四章主要讲述建立数据处理库的工作，主要包括状态估计、机动目标跟踪和杂波环境下的目标跟踪方法的建模仿真，另外介绍使用ＳＰＷ的交互式仿真工具创建的一个对跟踪滤波进行动态演示的仿真界面。
本文的工作进一步完善了雷达系统软件库，为今后的雷达系统的建模、仿真和算法研究提供了方便并积累了、—一，—＿－’，一经验。
，关键词：ＥＤＡ雷达库建模与仿真数据处彰干扰ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｌｉｂｒａｒｙｏｆｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｕｎｉｔｉｖｅｆｒａｍｅｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｗｉｄｅａａｎｄａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｉｎｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｒｅａｓｏｎｉｎｇｏｆｐｒｏｊｅｃｔａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｅｒｓＣａｎｂｅｆｒｅｅｆｒｏｍｈａｒｄｍａｎｕａｌｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇａｎｄｒｅｐｅａｔｅｄｗｏｒｋＳＯｔｈａｔｍｏｒｅｍａｎｐｏｗｅｒｃａｌｌｂｅｄｅｖｏｔｅｄｔｏｎｅｗｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｔｗｉｌｌａｃｈｉｅｖｅｓｕｃｈａｄｖａｎｔａｇｅｓａｓｔｈｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ，ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ．ＡｄｏｐｔｉｎｇｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎａｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄＥＤＡｔｏｏｌａｓｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｔｈａｔｈａｖｅｂｅｅｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｆｎｒｔｈｅｒｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｌｉｂｒａｒｙｏｆｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ．Ｃｈａｐｔｅｒ３ｉｓｍａｉｎｌｙｃｏｎｃｅｍｅｄｗｉｍｔｈｅｃｒｅａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｓｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇｊａｍｍｉｎｇｓｉｇｎａｌｓ．Ｃｈａｐｔｅｒ４ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｒｅａｔｉｏｎａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｏｄｅｌｓｉｎｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，ｔｒａｃｋｉｎｇｏｆｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇｔａｒｇｅｔａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｏｆｔａｒｇｅｔｓｉｎｃｏｍｐｌｅｘｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄａｌｓｏｔｈｅＩＳＬｔｏｏｌｏｆＳＰＷｉＳｕｓｅｄｔｏｃｒｅａｔｅａｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｄｙｎａｍｉｃｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ．ＴｈｅＷＯｒｋｏｆｔｈｅｐａｐｅｒｅｘｔｅｎｄｅｄａｎｄｐｅｒｆｅｃｔｅｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｌｉｂｒａｒｙｏｆｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｔｏｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｉｅｓｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥＤＡｒａｄａｒｌｉｂｒａｒｙｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｊａｍｍｉｎｇ丑０５２６２＿堡创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
雷达系统与仿真
(3) e AT (2) 有： ( k 1)T AT x(k 1)T e x(kT) e A( k 1)T Bu( ) d
x(0)
( k 1)T
0
eA( k 1)T Bu( )d
x(k 1)T eAT x(kT) eA(T )B du(kT)
利用一阶微分方程组的解法可求解高阶微分方程。
1系统的数学模型及其仿真方法
连续系统输出响应的计算
◆微分方程模型：利用数值计算方法求解高阶微分方程 ◆状态方程模型：利用数值计算方法求解一阶微分方程组 ◆传递函数模型：可转换为高阶微分方程，或利用拉布拉斯变换。 ◆冲击响应模型：可转换为传递函数模型，或利用数值积分。 数值积分仿真法的特点 ◆优点：计算误差容易控制 ◆缺点：算法复杂，计算量大。
1系统的数学模型及其仿真方法
◆龙格-库塔法
其中：
h yk 1 yk (k1 2k2 2k3 k4 ) 6
k1 f (t k , yk )
h k k3 f t k , yk 2 h 2 2
h k k 2 f t k , yk 1 h 2 2
n i 0 n i i 0 i
i
i
系统零状态相应的z变换为： Y ( z ) H ( z )U ( z ) 1.1.4状态方程
x(k ) Ax(k 1) Bu(k 1) y(k ) Cx(k )
四种模型之间可相互转换 离散系统的输出计算是代数运算或矩阵运算，最简单。
1系统的数学模型及其仿真方法
T 0
1系统的数学模型及其仿真方法
At A (T ) Φ ( T ) e , Φ ( T ) e Bd ，则有 m 令 0 T
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I
cos0t
中频回波信号
相干振荡器
r (t ) a(t ) cos0t (t )
900移相器
sin0t
相位检波器 低通滤波
A/D
Q
通过正交双通道处理获得基带信号（零中频信号、视频信号）：
I(t) + jQ(t) = aБайду номын сангаасt)exp[jφ(t)]
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雷达系统仿真
类比模拟——物理仿真
[美]R.L.米切尔著，陈训达译，雷达系统模拟，科学出版社，1982.7 TN955 M68 (Richard L. Mitchell, Radar Signal Simulation, Artech House, Inc. 1976)
2018/12/17 哈尔滨工业大学电子工程系 4
相参视频信号仿真
基带信号仿真
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哈尔滨工业大学电子工程系
17
相参视频信号仿真
基带目标回波信号仿真
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
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相参视频信号仿真
基带目标回波信号仿真
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
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相参视频信号仿真
基带杂波仿真 相参杂波产生方法（ZMNL、SIRP）
1、点目标模型 2、延伸目标散射模型
雷达系统组成及功能
现代雷达系统框图
T/R
伺服控制
发射信号
发射机
激励信号
激励器
终 端 显 示 系 统
系统控制中心
回波 信号
定时器
解调参考信号
上级作战 指挥系统
接收机
信号处理机
数据处理机
通信接口
单基地机械扫描相参雷达系统组成框图
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雷达系统仿真
类比模拟——物理仿真
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
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雷达系统仿真
数字计算机模拟——数字仿真（数学仿真的一种）
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
6
雷达系统仿真
数字计算机模拟——数字仿真（数学仿真的一种）
两种基本的雷达系统数字仿真方法：
功能仿真、相参视频信号仿真
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功能仿真
功能仿真
雷达方程基本形式
丁鹭飞等，雷达原理(3rd)，西安电子科技大学出版社，2002，P128
功能仿真
雷达方程基本形式
PtGt Ar R [ ] 2 (4 ) Pr
2 0 2
1 4
1 4
G
4Ar
2
PtG R [ ] 3 (4 ) Pr
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雷达目标散射模型
延伸目标模型
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雷达目标散射模型
延伸目标模型
但当每个分辨单元内存在有几个散射体时，它们之间将产生干涉作用，所 以每个散射体的相位就都很重要。因此当延伸目标上的散射体无法分辨时，采 用纯确定性模型来估计雷达接收信号便存在困难。因此人们必须采用统计性方 法来研究分辨单元内所产生的相位矢量的相干现象。
信号处理机：完成回波信号的分辨与处理（距离/速度/方位，检测估值）
数据处理机：完成目标的数据与情报处理（点迹、航迹等） 终端显示系统：人机交互界面处理结果在终端显示器上显示 系统控制中心：所有工作在系统控制中心控制下完成 通信接口单元：完成与外部系统的数据通信
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11、雷达系统仿真方法
雷达系统组成及功能
1、雷达系统组成框图 2、雷达各分系统功能
功能仿真——实信号
1、基本雷达方程——威力范围估算 2、雷达门限检测——包络检测性能仿真
相参视频信号仿真——复信号+杂波
1、相参雷达正交双通道处理框图 2、基带目标回波信号仿真 3、基带杂波仿真
雷达目标散射模型
右图2.1为模拟检测过程的 一般步骤组成的流程图。采用 功能仿真方法时，大量的精力 都花在根据目标与雷达的交会 几何关系来计算信号及干扰的 功率上。
功能仿真
雷达门限检测
功能仿真
雷达门限检测
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相参视频信号仿真
相参雷达正交双通道处理框图
相位检波器 低通滤波 A/D
将P r
2 Pt A0 R [ ] 2 (4 ) Pr
1 4
Smin KT0 Bn Fn (S0 N0 )min
代入基本形式的雷达方程中，有：
Rmax
2 2 1 P G t 0 4 [ ] (4 )3 KT0 Bn Fn ( S0 N 0 ) min
Rmax
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雷达系统组成及功能
雷达各分系统功能
激励器：产生满足探测要求的雷达信号 定时器：为测量提供时间同步和参考标准 发射机：功率放大，满足探测目标的能量需求
发射天线：向空间定向辐射，系统功率转换成空间电磁能量
接收天线：接收目标回波，空间电磁能量转换成电信号 接收机：完成对回波信号的模拟处理（变频/中频放大滤波）；
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雷达目标散射模型
延伸目标模型
2 1 P A t 0 4 [ ] (4 ) 2 KT0 Bn Fn ( S0 N 0 ) min
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功能仿真
雷达门限检测
1）门限检测雷达接收机组成
P (v )
P(r )
包络 检波器 门限
匹配接收机
kT0
（Ga, Bn, Fn)
检测器
数据处理 及显示单元
门限电压 vT
需给定的杂波先验信息：
相参杂波幅度PDF 相参杂波PSD
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雷达目标散射模型
雷达目标散射模型
点目标模型
雷达目标散射模型
点目标模型
雷达目标散射模型
点目标模型
由于目标起伏性质对雷达性能影响很大，除振幅分布外，还必须规定起伏 的速率。通常有脉间不相关、完全相关、部分相关等情况。
门限检测雷达接收机功能性原理框图 2）接收机噪声
◆噪声来源 外部噪声：大气噪声、工业噪声、银河噪声、天线噪声； 内部噪声：电路元、器、部件产生的噪声(振幅和相位随机起伏)；
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功能仿真
雷达门限检测
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雷达门限检测