【原创】雷达杂波的建模与仿真方法研究毕业论文设计40论文41
机载PD雷达杂波建模与仿真研究
机载PD雷达杂波建模与仿真研究
杨继庚;董文锋
【期刊名称】《舰船电子对抗》
【年(卷),期】2015(038)003
【摘要】针对机载脉冲多普勒(PD)雷达地杂波仿真实现的复杂性,基于一种简化的机载PD雷达相干地杂波仿真模型,建立了机载PD雷达在地杂波中检测目标的模型.该方法能准确反映出高度线杂波、主瓣杂波、副瓣杂波、目标回波的功率关系.结合仿真结果分析了机载PD雷达对处于不同杂波区目标的检测能力,结果与实际情况符合较好.
【总页数】5页(P65-69)
【作者】杨继庚;董文锋
【作者单位】空军预警学院,武汉430019;空军预警学院,武汉430019
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.2
【相关文献】
1.机载PD雷达中重频模式的杂波视频信号仿真方法 [J], 汪军;张智军;祝锋;郭博
2.一种机载PD雷达实时地杂波功率谱仿真算法 [J], 杨俭;宋强;宛清;靳小超
3.机载PD雷达通用杂波的建模与仿真 [J], 帅明;张林让
4.一种简捷的机载PD雷达杂波仿真算法研究 [J], 张弓;朱兆达
5.自然地面场景的机载PD雷达地杂波仿真 [J], 范国忠;杨正龙;金林
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机载相控阵雷达杂波建模与仿真-Read
第二章机载相控阵雷达杂波建模与仿真§2.1引言众所周知，雷达体制及工作环境不同，雷达杂波的特性也不同。
机载雷达工作在下视状态，地（海）杂波是影响雷达探测性能的主要因素，因此，在研究AEW雷达CFAR检测算法之前，有必要获得对雷达杂波特性的充分认识。
鉴于机载雷达的杂波与反射地类有关且随时间变化，即不同的地类（如海洋和高山）有不同的分布特性，同一地类在不同时刻分布参数也有变化。
研究雷达杂波特性的方式有两种，一是对实际测量的杂波数据进行统计分析，二是结合AEW 雷达的实际体制与参数，对不同地类（如沙漠、农田、海洋、丘陵和高山等）用不同的杂波起伏模型进行建模与仿真。
相比较实测数据而言，仿真数据虽然不能完全真实地反映实际环境中的复杂情况，但其也有自身的优点，如参数可以灵活控制、代价小等。
长期以来，国内外雷达界同行在雷达杂波特性分析方面做了大量的工作，建立了一系列的杂波模型。
随着雷达新体制的不断涌现，对雷达杂波特性的研究也在不断的深入。
新一代AEW雷达采用相控阵和脉冲多普勒（PD）体制。
有关机载相控阵雷达杂波仿真问题，在以往的文献中已有涉及[115~117]。
其中，文献[115]对有关雷达杂波仿真的方法进行了较为全面和详细的介绍，文献[116]讨论了平面相控阵机载雷达二维杂波数据仿真的数学模型。
该模型考虑到了阵元幅相误差以及载机的姿态变化等因素，具有一定的通用性。
但该模型只假设杂波的功率谱为高斯分布，幅度上无起伏，而没有考虑非高斯过程。
文献[117]建立了比较了完整的杂波数据库，但该文也只重点讨论了二维杂波谱的特性。
由于我们的目的是进行CFAR检测方法研究，所以我们从另一个角度出发，重点讨论了杂波数据的概率密度函数，我们还给出了仿真杂波数据的幅度图和概率密度图以及一些结论。
本章主要对机载相控阵雷达在不同地类和不同起伏模型下的杂波进行建模与仿真，目的是建立起比较完整的杂波仿真平台和杂波数据库，为后续的CFAR算法研究提供支撑。
一种改进的球载雷达气象杂波建模方法
一种改进的球载雷达气象杂波建模方法摘要：雷达气象杂波是雷达信号处理中不可避免的干扰源。
为了有效消除雷达气象杂波对雷达信号的影响，需要对其进行建模和预测。
传统的气象杂波建模方法主要基于统计模型，存在一定的局限性。
本文提出一种改进的球载雷达气象杂波建模方法，利用深度学习算法对气象杂波进行建模，实现更精准的预测和消除。
1.引言球载雷达是一种用于进行远距离探测和监测的雷达设备。
在实际应用中，球载雷达会受到气象杂波的干扰，这对雷达信号的处理和分析带来了很大的挑战。
因此，对球载雷达气象杂波进行建模和预测具有重要意义。
传统的气象杂波建模方法主要基于统计模型，例如随机过程和谱分析等。
这些方法通常只考虑气象杂波的统计特性，无法很好地描述气象杂波的内在结构和变化规律。
因此，它们在实际应用中存在一定的局限性。
近年来，深度学习技术的快速发展为解决球载雷达气象杂波建模问题提供了新的思路。
深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法，具有很强的模型拟合能力和泛化能力。
通过深度学习对气象杂波进行建模，可以更准确地表达其内在结构和变化规律，实现更精准的预测和消除。
2.方法描述本文提出的改进的球载雷达气象杂波建模方法主要分为两个步骤：模型训练和预测消除。
2.1模型训练在模型训练阶段，我们使用深度学习方法对球载雷达气象杂波进行建模。
具体来说，我们采用了自编码器（autoencoder）作为模型，利用神经网络对气象杂波进行编码和解码。
自编码器是一种无监督学习方法，可以从数据中自动学习特征表示，适用于数据量大且结构复杂的问题。
在训练自编码器时，我们首先将气象杂波数据进行标准化和降维处理，以减小数据维度，提高训练效率和模型泛化能力。
然后，我们将标准化后的数据输入到自编码器中进行训练。
训练过程中，我们采用了均方误差（MSE）作为损失函数，最小化输入数据和输出数据之间的误差。
2.2预测消除在模型训练完成后，我们可以利用自编码器实现对球载雷达气象杂波的预测和消除。
雷达杂波建模仿真分析及目标检测研究
（申请工学硕士学位论文）（申请工学硕士学位论文）雷达杂波建模仿真分析 及目标检测研究培养单位：信息工程学院 学科专业：信号与信息处理 研 究 生：黄杰 指导老师：杨杰 教授2014年5月分类号 密 级 UDC 学校代码 10497 学 位 论 文 题 目 雷达杂波建模仿真分析及目标检测研究 英 文 Research on Radar Clutter Modeling and Simulation 题 目 Analysis and Target Detection 研究生姓名 黄 杰 姓名 杨 杰 职称 教授 学位 博士 单位名称 武汉理工大学信息工程学院 邮编 430070 申请学位级别 硕士 学科专业名称 信号与信息处理 论文提交日期 2014年4月 论文答辩日期 2014年5月 学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期 答辩委员会主席 评阅人2014年5月指导教师独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。
同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：摘要雷达的作用是对各种目标进行探测，以得到人们想要的某些信息，称为有用信息，但雷达发射信号被反射回来时包含的信息十分丰富，对于其中那些人们不想要的某些信息，称为无用信息，它们会对有用信息产生干扰，为了得到清晰准确的有用信息，必须对雷达回波信号进行必要的处理，剔除抑制那些无用信息。
毕业设计(论文)-基于Matlab的机载雷达的地杂波仿真实现及抑制技术
机载雷达的地杂波仿真实现及抑制技术摘要机载雷达由于架设在运动的高空平台上，具有探测距离远、覆盖范围大、机动灵活等特点，应用范围相当广泛，可以执行战场侦察、预警等任务。
在海湾战争、伊拉克战争中起到关键作用，在现代战争中越来越不可缺少，因此近年来受到广泛重视。
但由于机载雷达的应用面临非常复杂的杂波环境，杂波功率很强，载机的平台运动效应使杂波谱展宽。
此外，飞机运动时，杂波背景的特性会随时间变化。
因此，有效地抑制这种时间非平稳和空间非平均的杂波干扰时雷达系统有效完成地面目标和低空飞行目标检测必须解决的首要问题。
杂波研究经过几十年的发展，仍然是雷达技术的热点。
机载PD雷达地杂波强度大、杂波谱分布广，特别在下视状态下在所有的距离上都成为目标检测的背景。
本文从机载下视雷达地杂波散射机理出发，结合机载下视雷达杂波的特殊性，首先概括了机载雷达常用的杂波信号的特性即空间相关性和时间相干性，讨论了几种常用的相关杂波的模拟方法，做出了有效地模拟结果，并在Matlab平台上仿真实现，仿真结果与理论分析正好吻合，提高了杂波模拟的逼真度。
并对机载雷达波抑制技术进行研究，分析总结了地物杂波频谱的组成特性，系统的阐述了机载雷达杂波抑制的基本理论及其发展动态。
重点讨论了AMTI杂波抑制技术并给出仿真结果。
关键词：机载雷达；地杂波；杂波抑制；AMTIGround Clutter Simulation and SuppressionFor Airborne RadarABSTRACTRadar equipped in an airborne has many merits such as seeing things beyond the visibility of Ground-based radar, flexibility in application. It plays an important part and is widely used in national defense. Its value of application has been testified in the war of Gulf and Iraq. So it attracts great attention of many nations in the world. But airborne radar will face highly complicated clutter environment. The complexities of clutter back ground mainly embody in large amplitude interference of ground clutter and clutter spectrum spread caused by platform movement effect. And the characteristics of the ground clutter change as well as time change. The key to the settlement of the question of effective detection of ground and low air targets lies in adaptive of effective clutter suppression in airborne Radar.Radar clutter is still a hot topic after decades of study. Pulse-Doppler radar clutter is quite strong with widely distributed power spectrum. Especially when the radar is in the "look down mode", it is the background of target detection in all range gates.Firstly, the surface clutter scattering mechanism of airborne radar is analyzed, and the characteristics of clutter including special correlation and time correlation are summarized for airborne radar in a look down mode. Then all simulations are carried on Matlab platform and the results accord well with theoretical analysis. This dissertation focuses on studying adaptive clutter suppression of airborne Radar. The characteristics of the ground clutter are analyzed and presented. The development and the theories of clutter suppression of airborne Radar are described systematically.Key Words: airborne radar; ground clutter; clutter suppression; AMTI目录第一章绪论 (1)课题背景与研究意义 (1)杂波仿真技术的发展和研究现状 (1)主要研究内容 (2)第二章机载雷达地杂波的特性分析及仿真原理 (4)机载雷达地杂波回波谱分析 (5)2.1.1 主瓣杂波频谱 (5)主瓣杂波频谱分析 (7)机载雷达地杂波仿真原理 (8)基本雷达方程 (8)杂波信号的特性 (9)第三章机载雷达地杂波仿真实现 (12)高斯分布统计模型 (12)非高斯分布统计模型 (14)对数正态（Lognormal）分布 (14)韦布尔（Weibull）分布 (16)3.2.3 K分布和gamma分布 (18)3.3 机载雷达杂波特性 (21)机载雷达不确定场地地面杂波仿真 (22)模型假设及输入参数 (22)散射单元的划分 (23)3.4.3 杂波散射单元回波信号 (25)3.4.5 回波叠加 (27)3.4.6 机载雷达杂波仿真结果 (28)第四章机载雷达地杂波抑制技术 (30)4.1 动目标显示（MTI） (30)4.2 单延迟线对消器 (31)4.3 双延迟线对消器 (33)4.4 反馈延迟线对消器（递归滤波器） (35)第五章结论与展望 (37)参考文献 (39)附录A (41)致谢 (47)第一章绪论机载雷达是探测陆地或海面飞行的轰炸机、攻击机、巡航导弹、武器直升机等利用地物地形屏障作掩护的超低空突防武器系列的有利武器之一，在现代战争中起着举足轻重的作用。
(完整版)雷达系统中杂波信号的建模与仿真
1.雷达系统中杂波信号的建模与仿真目的雷达的基本工作原理是利用目标对雷达波的散射特性探测和识别目标。
然而目标存在于周围的自然环境中,环境对雷达电磁波也会产生散射,从而对目标信号的检测产生干扰，这些干扰就称为雷达杂波。
对雷达杂波的研究并通过相应的信号处理技术可以最大限度的压制杂波干扰，发挥雷达的工作性能.雷达研制阶段的外场测试不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且容易受大气状况影响,延长了研制周期。
随着现代数字电子技术和仿真技术的发展,计算机仿真技术被广泛应用于包括雷达系统设计在内的科研生产的各个领域，在一定程度上可以替代外场测试，降低雷达研制的成本和周期。
长期以来，由于对杂波建模与仿真的应用己发展了多种杂波类型和多种建模与仿真方法。
然而却缺少一个集合了各种典型杂波产生的成熟的软件包，雷达系统的研究人员在需要用到某一种杂波时，不得不亲自动手，从建立模型到计算机仿真,重复劳动，造成了大量的时间和人力的浪费.因此，建立一个雷达杂波库，就可以使得科研人员在用到杂波时无需重新编制程序,而直接从库中调用杂波生成模块,用来产生杂波数据或是用来构成雷达系统仿真模型，在节省时间和提高仿真效率上的效益是十分可观的。
从七十年代至今已经公布了很多杂波模型，其中有几类是公认的比较合适的模型。
而且，杂波建模与仿真技术的发展己有三十多年的历史,己经有了一些比较成熟的理论和行之有效的方法，这就使得建立雷达杂波库具有可行性。
为了能够反映雷达信号处理机的真实性能，同时为改进信号处理方案提供理论依据,雷达杂波仿真模块输出的杂波模拟信号应该能够逼真的反映对象环境的散射环境。
模拟杂波的一些重要散射特性影响着雷达对目标的检测和踉踪性能,比如模拟杂波的功率谱特性与雷达的动目标显示滤波器性能有关;模拟杂波的幅度起伏特性与雷达的恒虚警率检测处理性能有关。
因此，杂波模拟方案的设计是雷达仿真设计中极其重要的内容,杂波模型的精确性、通用性和灵活性是衡量杂波产生模块的重要指标。
杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究
杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究近年来，随着雷达技术的快速发展，对于雷达信号模拟器的需求也越来越迫切。
雷达信号模拟器是一种重要的仿真设备，可用于评估雷达系统的性能、验证算法和进行实验研究。
其中，杂波建模与仿真技术是雷达信号模拟器中不可忽视的关键因素之一。
杂波是指在雷达接收机输入端由于各种噪声因素而引入的干扰信号。
杂波建模是指对杂波的性质进行数学描述和建模。
杂波建模的准确性对于雷达信号模拟器的精度至关重要。
只有准确地建模了杂波，才能保证模拟出的信号与真实环境中的雷达接收到的信号一致，从而使得仿真结果更加真实、可信。
杂波建模的核心问题是如何准确地描述杂波的统计特性。
一般来说，杂波可以分为独立同分布的噪声和非独立同分布的干扰。
对于噪声，常用的建模方法是使用高斯分布或者瑞利分布来描述。
而对于干扰，则需要根据其特定的统计性质进行建模，例如提取其概率密度函数、功率谱密度等信息。
此外，对于不同的环境和不同雷达系统，杂波的性质也会有所不同。
因此，在进行杂波建模时，需要根据具体的应用场景和要求进行参数调整和优化。
在杂波建模的基础上，仿真技术起到了关键的作用。
仿真技术是指通过计算机软件模拟出雷达信号和杂波，并使其在仿真环境中表现出与真实环境中雷达系统相似的特性。
仿真技术可以使研究人员在实验室环境中进行大量的实验、测试和算法验证，提高工作效率和降低成本。
雷达信号模拟器是将杂波建模和仿真技术结合起来的关键设备。
通过模拟和输出不同类型、不同参数的雷达信号和杂波，雷达信号模拟器可以提供真实有效的模拟环境，用于评估雷达系统在各种复杂环境下的性能。
在军事、航空航天、交通和电子设备测试等领域中，雷达信号模拟器被广泛应用于系统设计、性能评估和算法验证。
杂波建模与仿真技术在雷达信号模拟器中的应用研究具有广阔的发展前景。
一方面，随着雷达技术的不断进步和复杂化，对于杂波建模和仿真技术的要求也越来越高。
杂波环境下雷达信号处理的systemvue建模与仿真方法研究
杂 波 环 境 下 雷 达 信 号 处 理 的 犛狔狊狋犲犿犞狌犲 建模与仿真方法研究
尹 园 威１， 刘 月 航１， 解 辉１， 刘 星２
（１． 陆军工程大学 石家庄校区，石家庄 ０５０００３；２． 河南省军区数据信息室，郑州 ４５０００３）
摘 要 ：对 雷 达 信 号 处 理 的 仿 真 建 模 方 法 进 行 研 究 ，利 用ＳｙｓｔｅｍＶｕｅ仿 真 平 台 中 专 用 的 雷 达 模 型 库 构 建 雷 达 系 统 仿 真 模 型 ，并 对杂波环境下的雷达信号处理过程进行雷达系统的建模与仿真实现；首先，分析雷达回波生成过程及雷达信号处理的基本原理； 其 次 ，研 究 雷 达 仿 真 模 型 库 中 目 标 模 型 、 杂 波／噪 声 模 型 、 脉 冲 压 缩 模 型 、 ＭＴＤ 模 型 、ＣＦＡＲ 模 型 的 功 能 作 用 及 参 数 设 置 ； 最 后 ，利 用ＳｙｓｔｅｍＶｕｅ仿 真 平 台 搭 建 杂 波 环 境 下 雷 达 系 统 仿 真 模 型 ，并 基 于 矩 阵 类 型 的 数 据 对 雷 达 信 号 处 理 过 程 进 行 仿 真 ；经 过 仿 真，雷达系统模型的信号处理结果与理论相符，验证了该仿真模型的正确性。
设计与应用
计 算 机 测 量 与 控 制 ．２０２０．２８（１） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
· １４１ ·
文章编号：１６７１ ４５９８（２０２０）０１ ０１４１ ０６ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２０．０１．０３０ 中图分类号：ＴＮ９７；ＴＮ９５５ 文献标识码：Ａ
在一部雷达的设计中运用仿真技术可以有效地解决这 一问题。随着计算机性能的提高及数字化装备的普及，数 字仿真逼真程度不断提高，以其速度快、成本低、可操作 性高的优点，成为雷达仿真中最常用的手段。在数字仿真 中，可用于雷达仿真的软件有很多。但大多数仿真软件存 在一些显而易见的缺点，如执行速度慢，不能生成可执行
机载PD雷达杂波建模与仿真研究
离上 ， 将雷 达最 小分 辨 距 离 作 为 雷达 到地 面 斜 线 的
划分 单元 ， 将此 单元 投影 到地 面上 ， 地面 等距 离线 单
元大 小为 ：
Ａ ｐ 一 Ｃ Ｚ ＂ （ ２ ）
可 以看 出 ， 等距 离 环 是 以雷 达在 地 面垂 直 投 影 点 为 圆心的 同心 圆 ， 但 是 等 距 离 线 之 间 的 间隔 随 着 俯仰 角 的变大 而 变 大 。在 同一距 离 环 内仰 角 不 变 ， 于 是有 ：
ｄ ａ ｒ ｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｚ ｏ ｎ ｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ．
杨继庚 ， 董 文 锋
（ 空军预警学 院， 武汉 ４ ３ ０ ０ １ ９ ）
摘要 ： 针对机载脉冲多普勒（ Ｐ Ｄ ） 雷达地 杂波仿真 实现 的复杂性 ， 基 于一种 简化 的机载 Ｐ Ｄ雷达相 干地杂波 仿真模
型， 建 立 了机 载 Ｐ Ｄ雷 达 在 地 杂 波 中检 测 目标 的模 型 。该 方 法 能 准 确 反 映 出 高 度 线 杂 波 、 主瓣杂 波 、 副瓣杂波 、 目标
ａ ｎｄ ｔ ａ ｒ ｇｅ ｔ ｅ ｃ ｈｏ ． Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ， ｔ ｈｅ ｔ ａ ｒ ｇｅ ｔ ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｂ ｏｒ ｎ ｅ ＰＤ ｒ ａ —
文 献标 识码 ： Ａ
雷达杂波的建模与仿真
theory a chaotic clutter model is put forward using radial basis function network (RBFN). A radar clutter library which is able to generate various coherent or correlated clutters is built. The clutters generated with the library may be Rayleigh, log-normal, Weibull, K-distributed or NG distributed, with Gaussian, Caucy or all-pole spectrum. Keyword: clutter modelling and simulation stochastic model
Abstract
Computer modelling and simulation techniques are becoming increasingly important in the design and development of modern radar systems. The main purpose of this paper is to summarize radar clutter models and generate various kinds of clutters for the laboratory simulation systems. The paper also present better simulation methods or new clutter models. The works of this paper are
《2024年杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》范文
《杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》篇一一、引言随着雷达技术的不断发展，杂波建模与仿真技术在雷达信号处理中扮演着越来越重要的角色。
杂波是雷达系统中不可避免的一种干扰信号，它会对雷达的探测性能产生严重影响。
因此，研究杂波建模与仿真技术，对于提高雷达系统的性能和可靠性具有重要意义。
本文将介绍杂波建模与仿真技术的基本原理及其在雷达信号模拟器中的应用研究。
二、杂波建模与仿真技术的基本原理杂波建模是指根据实际杂波的特性，建立相应的数学模型，以便于进行后续的仿真和分析。
杂波的来源多种多样，包括地面、海面、气象等因素产生的杂波。
因此，建立准确的杂波模型需要考虑多种因素的综合影响。
仿真技术则是利用计算机等设备，对建立的模型进行数值计算和可视化呈现，以便于观察和分析杂波的特性。
仿真技术可以帮助我们更好地理解杂波的产生机制和传播规律，为后续的雷达信号处理提供理论依据。
三、杂波建模的方法目前，常用的杂波建模方法包括统计模型、物理模型和混合模型等。
统计模型主要是根据实际测量的杂波数据，通过统计方法建立杂波的数学模型。
物理模型则是根据杂波产生的物理机制，建立相应的数学模型。
混合模型则是结合统计模型和物理模型的优点，综合考虑多种因素，建立更加准确的杂波模型。
四、仿真技术在雷达信号模拟器中的应用雷达信号模拟器是雷达系统研发和测试的重要工具，它可以模拟各种复杂的雷达信号和环境，以便于对雷达系统进行性能评估和优化。
在雷达信号模拟器中，杂波建模与仿真技术可以应用于以下几个方面：1. 杂波背景模拟：通过建立准确的杂波模型，可以在雷达信号模拟器中模拟各种复杂的杂波背景，以便于评估雷达系统的抗干扰能力。
2. 杂波抑制算法验证：利用仿真技术，可以生成大量的杂波数据，用于验证和优化杂波抑制算法的性能。
3. 雷达系统性能评估：通过仿真技术，可以模拟不同环境下的雷达系统性能，以便于对雷达系统的性能进行全面评估。
五、实例分析以某型雷达系统为例，我们采用了混合模型的方法建立了杂波模型，并利用仿真技术对杂波背景进行了模拟。
两种机载雷达的地杂波模型与仿真方法_苏卫民
描而进行机械扫描 , 仍然可以等效为常规的单天线 ,
见图 1 .1 。 将其与图 2 .1 进行比较可以发现 , 单天
线的情况可以看作是阵列天线只有一个参考阵元 1
接收杂波 信号时的特例 。 令(2 .1)式中 ΔΥ(u , θ,
φ)=0 , 得
∫π
X (t)= G(θ, φ)· A(θ)exp(JB(θ))·
图 2.3 仿真地杂波功率谱(α=π/ 6) Fig .2.3 Simulated clutter spectrum(α=π/ 6)
3 机载合成孔径雷达的杂波模型与仿真
与机载预警雷达不同 , 机载合成孔径雷达一般
采用的是常规的单天线体制 , 尽管有些情况下为了
实现和 、差波束而采用阵列天线 , 一般也不进行电扫
傅立叶导引矢量 , 则二维傅立叶导引矢量 s 即定义 为矢量a 和b 的 Kronecker 积 , 即 s =a b .对杂波 协方差矩阵 R 的变量[ θ, f d] 在[ 0 , π] ×[ - f r/ 2 , f r/ 2] 区间上作遍历就得到地杂波的极大似然功率
谱
P
(cos
θ,
2
f
d
/
f
1 地面杂波特性分析
首先分析地杂波的多普勒特性 。常规的单天线 机载雷达与地面某杂波单元的 几何位置关系 如图 1.1 所示 。设雷达载机 A 沿 y 轴方向匀速直 线飞 行 , 速度为 v , 雷达主波束方位角为 θ, 俯仰角为 φ, 主波束中心线与地面的交点为 P , 雷达与 P 点的斜 距为 R , 天线主波束 3dB 宽度为 β , 雷达发射信号波 长为 λ.位于 P 点处的地面杂波单元引入的多普勒
高精度雷达海杂波建模和仿真
高精度雷达海杂波建模和仿真段海龙;任淑艳;胡山;李静【摘要】海杂波作为一种具有统计特性的随机变量,它的特性可以用幅度分布特性和语特性来描述,这里提出了基于K分布的高精度雷达海杂波模型和仿真算法.零记忆非线性变换法ZMNL(zeromemory nonlinearity)可以产生相关和非相关的雷达杂波.对高精度雷达产生的海杂波利用K分布进行了仿真,对这种算法的思路和实现步骤进行了说明,并利用ZMNL方法产生符合该分布的海杂波,同时详细地给出了杂波产生的方法及过程.%Sea clutter is described as random processes statistical characterization of the clutter requires marginal probability density functions of its samples. The paper proposes a sea clutter model and a simulation method based on K - distribution for high - precision radar. Zero memory nonlinearity can generate coherent correlation radar clutter.The paper simulated the radar sea clutter in highprecision radar by K - distribution and presented the sea clutter according with K- distribution following ZMNL. The method to produce the clutter was detailed. The clutter used the method had a good match with real sea clutter signal. It has a important meaning to the radar- electronic- war simulation and the design of radar detector.【期刊名称】《机械与电子》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】4页(P74-77)【关键词】海杂波;K分布;零记忆非线性变换法【作者】段海龙;任淑艳;胡山;李静【作者单位】天津市信息传感与智能控制重点实验室,天津,300222;天津职业技术师范大学,天津,300222;天津市信息传感与智能控制重点实验室,天津,300222;天津职业技术师范大学,天津,300222;天津市信息传感与智能控制重点实验室,天津,300222;天津职业技术师范大学,天津,300222;天津市信息传感与智能控制重点实验室,天津,300222;天津职业技术师范大学,天津,300222【正文语种】中文【中图分类】TN950 引言雷达在搜索和跟踪低空海面目标时,天线波束的主瓣或旁瓣打地形成的杂波信号严重影响了对它们的检测和跟踪。
雷达杂波建模与仿真
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林澄清;赵修斌;张光景
【期刊名称】《现代防御技术》
【年(卷),期】2010(038)004
【摘要】雷达的环境杂波在雷达环境模拟中具有重要的作用,其特性可以用幅度分布特性和频率分布特性来描述.详细分析并建立了Rayleigh, LogNormal, Weibull 分布和K分布等几种概率分布的雷达杂波模型,并对雷达中常见的地杂波、气象杂波、箔条杂波、海杂波等各种雷达杂波类型进行建模仿真,重点是结合ZMNL的方法特点给出具体的实现过程.最后给出了模拟杂波数据的概率密度和功率谱密度曲线,进一步验证了ZMNL杂波建模的有效性和准确性,该方法产生的杂波信号可以用于杂波模拟系统.
【总页数】6页(P116-121)
【作者】林澄清;赵修斌;张光景
【作者单位】空军工程大学,电讯工程学院,陕西,西安,710077;中国人民解放军94750部队,福建,龙岩,366200;空军工程大学,电讯工程学院,陕西,西安,710077;中国人民解放军94750部队,福建,龙岩,366200
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51;TP391.9
【相关文献】
1.基于ZMNL法的雷达杂波建模与仿真 [J], 刘明鑫;房梦旭
2.机载PD雷达杂波建模与仿真研究 [J], 杨继庚;董文锋
3.基于MATLAB的雷达杂波建模与仿真研究 [J], 赵瑶瑶;周天
4.杂波环境下雷达信号处理的System Vue建模与仿真方法研究 [J], 尹园威; 刘月航; 解辉; 刘星
5.海南发射场测控雷达海杂波建模与仿真 [J], 周敏;蔡红维;阮航;龚建泽
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SIRP法相干相关K分布雷达杂波的建模与仿真
SIRP 法相干相关K 分布雷达杂波的建模与仿真gjj_hit@所谓杂波仿真，实际上就是要生成一系列在幅度上服从特定的概率密度分布（pdf ）的相关随机序列，常见的杂波仿真方法有两种：零记忆非线性变换法（ZMNL ）和 球不变随机过程法（SIRP ）。
ZMNL 方法的基本思想是：首先产生相关的高斯随机过程，然后经过某种非线性变换得到所求的相关随机序列。
这种方法的缺点就是输入序列与输出序列间有复杂的非线性关系,因此必须寻找输入序列与输出序列的相关函数间的非线性对应关系。
SIRP 方法的基本思想是：产生一个相关的高斯随机过程，然后用具有所要求的单点概率密度函数的随机序列进行调制。
这种方法的缺点则是受所求的序列的阶数及自相关函数的限制,同时这种方法的计算量非常大,不易形成快速算法。
ISAR 是一种相干雷达，其海杂波必然是相干且时空相关的。
对于相干相关杂波，以往的方法都是将非相干的ZMNL 方法加以推广得到相干的ZMNL 模型。
这种方法得以应用的一个前提是已知非线性变换前后杂波相关系数的非线性关系，然而对于相干相关K 分布杂波却很难找到这样一种非线性变换，于是我们采取SIRP 方法来仿真ISAR 的海杂波。
K 分布适用于描述高分辨雷达的非均匀杂波，多用于对海杂波的模拟。
K 分布可以由一个均值是慢变化的瑞利分布来表示，其中这个慢变化的均值服从Γ分布。
K 分布的概率密度函数为：()()()12;,K /,(0,0)2x f x x x ννανανανα-⎛⎫=∙∙>> ⎪Γ⎝⎭(1)其中，ν是形状参数，α是尺度函数，()Γ 是伽马函数，K ν是第二类修正贝赛尔函数。
杂波平均功率2σ，ν和α之间的关系可表示为：222σαν= (2)对于大多数杂波来说，形状参数的取值范围是0ν<<∞，对于较小的ν的取值，如0.1ν→时，杂波有较长的托尾，ν→∞时的分布接近于瑞利分布。
图1给出了K 分布杂波序列的实现结构。
雷达杂波模型的建立与仿真
机序列方法有两种。 １ 球 不变 随机 过 程 ＳＲ ） Ｉ Ｐ方 法 。 本 思 想 是 ： 生 一个 相 基 产
景下进行信号处 理是 雷达 的基本 任务 。 据不 同 的杂波 情 根
形 ， 达杂波幅度有瑞利分布、 雷 对数正态分布 、 韦布尔分布 以 及 Ｋ分 布等 ， 功率谱分布有高斯型 、 其 立方型和指数型等 Ｊ 。 通常杂波信号 的强度远远超过 目标信号 的强度 ， 并且 杂
中 图分 类 号 ： Ｐ９ ． Ｔ ３ １９ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｍ ｏ ｌｎｇ ａ ｉ ｕｌ ｔｏ ｆＲ ａ ｄｅｉ ｎｄ Ｓ ｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｄａｒ Ｃｌ ｔｅ ｕｔｒ
相控阵雷达杂波模拟与信号处理研究
相控阵雷达杂波模拟与信号处理研究电子科技大学硕士学位论文相控阵雷达杂波模拟与信号处理研究姓名:曹玉梅申请学位级别:硕士专业:电路与系统指导教师:马建国20090501摘要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,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。
本文以相控阵雷达软件仿真系统为背景,对杂波模块和信号处理子系统的建模和实现进行了分析和研究。
主要工作如下:.雷达仿真系统中采用的是相控阵天线,文中分析了相控阵雷达天线主要参数,研究了相控阵天线波束的栅瓣,天线加权函数,在此基础了给出了相控阵天线设计方法。
.研究了雷达仿真系统中的杂波仿真模块,根据目前最常用杂波模拟方法:法和法,文中具体分析了瑞利分布杂波、对数正态分布杂波、分布杂波和分布杂波的产生原理和流程,并采用法和法对以上几种模型进行了仿真,仿真结果与理论结果吻合得很好。
.研究了雷达系统仿真中的信号处理子系统的相关算法,并给出了信号处理流程,采用了数字化正交解调、脉冲压缩、动目标显示和动目标检测、恒虚警处理、相参积累等信号处理算法。
本文重点对线性调频脉冲压缩进行了分析和研究。
分析了线性调频脉信号脉压后距离旁瓣抑制,研究了不完全脉压和多普勒频率对脉压的影响;分析了分别用和两种方法实现处理;研究了快、慢门限恒虚警处理,比较了两种方法处理效果以及相参积累对信噪比改善。
最后,根据所研究的信号处理算法,利用的图形用户界面动态显示了信号处理过程,效果良好,验证了所研究的算法的可行性。
关键字:雷达系统仿真,相控阵天线,杂波模拟,信号处理, ’ .?., :. : ?......, . ., ,,. ,. ., .,. ,Ⅱ,.,: ,?独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
基于MATLAB的雷达杂波建模与仿真研究
基于MATLAB的雷达杂波建模与仿真研究赵瑶瑶;周天【摘要】为评估杂波对雷达探测目标的影响,方便后续设计雷达探测算法,对雷达杂波信号特性进行研究.从杂波幅度分布模型、杂波功率谱模型、杂波仿真方法三个角度做了深入论述,并采用高斯杂波功率谱模型.通过MATLAB Simulink对威布尔分布、对数-正态分布以及K分布的幅度分布和数据序列进行仿真实验;实验结果与理论分析基本一致,证明了杂波模型的准确性,为雷达探测目标和抑制杂波干扰的设计提供参考依据.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2018(047)003【总页数】6页(P75-80)【关键词】雷达;MATLAB Simulin;杂波高斯谱【作者】赵瑶瑶;周天【作者单位】合肥工业大学安徽宣城242000;合肥工业大学安徽宣城242000【正文语种】中文【中图分类】TN950 引言雷达杂波通常指的是除雷达探测目标以外的散射回波。
随着雷达研究的不断深入、以及现代战场复杂密集的电磁环境信号，使得雷达环境杂波问题日益突出。
因此，通过预先模拟研究复杂环境下的雷达杂波特性，不仅为雷达探测目标算法设计提供依据[1]，而且有利于减少雷达开发时间、节约成本，具有非常重大的实际意义。
1 杂波幅度分布模型自从雷达杂波被定义以来，人们对杂波特性做了大量研究和试验，并建立了多种统计模型来更进一步分析杂波的形成机制。
其中，常见的杂波幅度分布模型有：瑞利分布、威布尔分布、对数-正态分布和 K分布[2]。
当雷达的杂波主要来源于气象干扰或雷达分辨率较低，此时杂波包络服从瑞利分布。
瑞利分布是一种极限分布，且分布主要受单一参数影响，同时该分布理论上可由中心极限定理推导得出。
由于瑞利分布拖尾最短，且杂波的同相与正交分量均满足高斯序列，故又称为高斯杂波[3]。
随着科技的不断进步，今后雷达分辨率在逐步提高的同时其分辨率模块体积越来越小，当雷达工作在小后坐角时，杂波具有更长的拖尾、且大多不符合高斯分布[4]。
混响室雷达杂波模拟器设计与仿真
混响室雷达杂波模拟器设计与仿真涂鹏;梁玉英;韩壮志【期刊名称】《计算机仿真》【年(卷),期】2016(033)002【摘要】雷达背杂波的幅度统计特性直接影响目标探测,雷达杂波模拟器主要针对杂波时频特性进行仿真.针对大型杂波模拟器空间场分布难以控制,提出一种采用最小均方误差的遍历方法对混响室有效工作空间进行模拟控制.通过研究时谐本征模式和混沌概率分布,分析发射天线空间位置变动对混响室场统计分布特性影响.利用FEKO软件对混响室进行等比例建模仿真和电磁场计算,引入均方根误差作为实验场与标准Rayleigh场分布拟合程度优化指标,最后在混响室中设置实验对仿真结果进行验证.结果表明:在算法基础上找到了发射天线的最优位置,实现了经典Rayleigh型分布杂波在混响室空间的模拟控制,并且在优化位置处,实验与仿真结果一致.通过仿真和实验实现了混响室杂波模拟器设计,完成了Rayleigh分布雷达杂波的幅度特性模拟,为雷达设备的抗杂波干扰测试提供理论参考.【总页数】6页(P32-36,51)【作者】涂鹏;梁玉英;韩壮志【作者单位】军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TN955【相关文献】1.基于混响室的雷达瑞利杂波模拟研究 [J], 王皓;韩壮志;高建栋2.混响室雷达地杂波统计特性模拟 [J], 梁玉英;涂鹏;韩壮志;李嘉诚;谢鑫3.雷达训练模拟器中气象杂波图像生成算法研究 [J], 徐晓晗;古华栋4.航海雷达训练模拟器中海杂波图像生成算法研究 [J], 徐晓晗; 古华栋5.基于混响室的雷达杂波多普勒频谱模拟 [J], 王皓;韩壮志;何强;高建栋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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毕业设计（论文）雷达杂波的建模与仿真方法研究燕山大学毕业设计（论文）任务书摘要现代雷达系统越来越复杂，难以用直观的方法来进行研究，因此雷达模拟应用广泛。
雷达系统模拟是数字模拟技术与雷达技术结合地产物。
也就是用计算机软件来建立雷达系统的模型，然后在计算机上复现雷达系统中信号的产生、传递、处理等动态工作过程。
雷达模拟的核心是建立雷达目标回波信号及各种杂波信号散射、传播特性的模型。
杂波伴随这雷达产生而产生，对于雷达的设计有着重要的影响。
所以通过对杂波性质的研究，建立合适的模型，对于雷达设计和分析有重要意义。
对数正态分布、韦伯分布、K-分布是三种适于描述雷达杂波的非高斯分布模型，快速、准确地模拟各种杂波，对雷达研究是十分重要的。
文中讨论了上述三种相关非高斯分布杂波的建模与仿真，在三种非高斯分布与高斯分布的相关系数之间的非线性关系的基础上，利用ZMNL法，模拟产生了三种相关的非高斯分布随机序列。
本文正文部分先论述了雷达杂波的性质和分类，然后介绍了几种常用的概率分布模型，接着介绍了有关ZMNL法的原理和应用，最后具体阐明了在指定杂波功率谱情况下，幅度服从瑞利分布、对数正态分布、韦伯分布和K-分布的杂波的建模与仿真方法，并根据不同分布的特点，将其应用到地杂波、海杂波、气象杂波和箔条干扰的仿真中。
仿真结果证明了这种仿真方法是有效可靠的。
关键词雷达杂波仿真；ZMNL；概率分布；功率谱AbstractWith the more complexity of modern radar system, it is difficult to analysis as usual methods. So Radar simulation is widely used. Radar System Simulation is combined with digital-analog techniques and radar technology. That is, Modeling radar system with software, and then recurring the produce, transmission processing by computer .The core of RES is modeling the scatter and transmission of radar echo signal and varied radar clutter signals. So it is very important to study the character of radar clutter, to find a proper model. And it is very sienificant to radar design and analysis.Radar clutter can be statistically modeled by using three kinds of non-Gaussian probability density functions (PDF) of lognormal, Weibull and K-distributed. It is important to correctly simulate radar clutter. Modeling and simulation of three kinds of correlated non-Gaussian clutter are discussed in is paper. Based on the correlation coefficient nonlinearity between three non-Gaussian and Gaussian distribution, three kinds of correlated non-Gaussian random sequences are generated by zeros memory nonlinearity (ZMNL).In the first part of the paper, the nature and classification of a radar clutter are discussed, and then we introduce several common probability density models, followed with the principle and application of ZMNL. In the end, we illuminate the simulated modeling way of Rayleigh, Log-norm, Weibull, K-distributed clutter with special power spectrum. All these models are used into the practical simulation of ground clutter, cloud-rain clutter and chaff jammer according to their features. The validity of scheme is proved by our simulated results.Keywords radar clutter simulation; ZMNL; probability distribution;power spectrum目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1本课题的背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本文研究的主要内容 (3)第2章雷达杂波性质与分类 (5)2.1杂波的性质 (5)2.1.1散射系数的定义 (5)2.1.2杂波的一般特性 (6)2.1.3幅度时间特性 (7)2.2杂波的分类 (8)2.2.1大气杂波 (8)2.2.2地面杂波 (10)2.2.3海面杂波 (11)2.3本章小结 (13)第3章基于ZMNL的杂波仿真 (15)3.1引言 (15)3.2ZMNL方法简介 (16)3.3几种分布杂波的ZMNL产生 (18)3.3.1对数正态分布 (18)3.3.2韦伯分布 (19)3.3.3 K-分布 (21)3.4本章小结 (22)第4章仿真结果及分析 (23)4.1瑞利分布杂波的仿真 (23)4.2对数正态分布的仿真 (24)4.3韦布尔分布的仿真 (26)4.4K分布的仿真 (28)4.5结论 (28)4.6本章小结 (28)结论 (29)参考文献 (31)附录1 开题报告 (33)附录2 文献综述 (37)附录3 外文译文及原文复印 (41)致谢 (52)第1章绪论1.1本课题的背景和意义雷达的主要任务是获取目标信息，其信号处理系统的首要任务是干扰抑制和信号检测。
由于雷达所面临的杂波环境通常是错综复杂的，它不仅随不同的雷达，在不同的地理位置而不同，还会因为在不同的时间里天气的变化而不同。
另外，随着科学技术的发展，各种与雷达相对抗的高技术兵器的出现，导致了现代雷达工作环境的日益复杂与恶化，基于经典目标与杂波统计假设的信号检测理论己不能有效解决新体制雷达中的信号处理与检测问题。
雷达除直接受到的积极干扰外，以往的平稳、大雷达截面积目标将为非平稳、小目标甚至隐身目标所取代，如武装直升机、反辐射导弹、隐身飞机等；经典的平稳高斯分布的单一模型杂波为非平稳非高斯分布的复合杂波所取代，如时变杂波、循环平稳杂波、韦布尔、对数正态和K 分布杂波及其组合等。
为了能在这些杂波中对目标信号进行有效的检测，需综合运用现代信号处理的各种方法，研究雷达信号检测的新概念、新机理，提出新方法、新技术。
对雷达杂波的研究自然是其中一个重要的环节，且己经越来越受到人们的重视。
雷达总是工作于各种不同的杂波环境，如何最佳地在雷达杂波中对回波信号进行检测是现代雷达信号处理的一个重要课题。
随着雷达技术的发展，人们根据不同的要求，从不同的角度提出了各种不同形式的雷达杂波模型，以尽量逼真地再现雷达工作环境。
随着计算机应用技术的飞速发展，利用计算机进行建模、仿真与评估己在科学研究和工程实践领域得到了非常广泛的应用。
对于雷达等大型电子装备而言，由于实验设备的缺乏和测试上存在的困难，模拟与仿真技术更是显得尤为重要。
1.2国内外研究现状雷达接收信号一般包括下面三个组成部分：(1) 有用的雷达回波信号；(2) 由天电干扰和雷达设备本身等形成的噪声；(3) 地面、海面及空中的云雨、干扰箔条等背景形成的杂波。
由于杂波信号的强度一般远超过目标信号，并且杂波谱常常接近于目标，同时还受到雷达设备参数的影响，这些因素增大了雷达对杂波的处理难度。
由此可见，杂波是雷达信号检测和处理的固有环境，在杂波背景下进行雷达信号的检测，先决条件就是对杂波性质的掌握。
目前使用的杂波模型主要有三种方式[1]：(1) 描述杂波散射单元机理的σ的概率密度函数的分布模型；机理模型；(2) 描述杂波后向散射系数σ与频率，极化，俯角，环境参数等物理量的依(3) 描述由实验数据拟和赖关系的关系模型。
对于单通道数据，由于杂波的起伏统计特性对杂波相消处理器输入信杂比的计算有重大影响，杂波的频谱特性直接关系到MTI滤波器的设计，σ的概率密度函数的分布模型也即统计故多采用描述杂波后向散射系数模型的表示方法。
目前利用统计模型仿真相关雷达杂波的方法，较有代表性的主要有三种]2[，即：(1) 球不变随机过程法(Spherically Invariant Random Processes，简称SIRP)；(2) 无记忆非线性变换法[2](Zero Memory Nonlinearity，简称ZMNL )；(3) 随机微分方程法(Stochastic Differential Equations，简称SDE)；SIRP模型属于外生模型，能够独立控制序列的概率密度函数和协方差矩阵。
在相关雷达杂波仿真中，可以用SIRP法仿真相关瑞利、韦布尔和K 分布杂波。
它的缺点是受所需仿真序列的阶数及自相关函数的限制，因此，当所需仿真序列较长时，计算负荷很大，不易形成快速算法。
SIRP法在国内受到的关注不多，基本上停留在基本原理的理解上]8~7[。
ZMNL法可以实现用于描述雷达杂波的几种常用分布的仿真，但其应用受到功率谱形状等因素的制约。
由于它易于实现且在相关高斯序列产生以后，速度较快，是目前在相关雷达杂波仿真中最引人注目的方法，并己得到广泛应用。