雷达目标回波模拟研究与实现
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21 0 2年 6月
舰 船 电 子 对 抗
SH I PBOA RD EIECTR ON I COU N TERM EA SU RE C
J n 2 1 u .02
V O . o. 1 35 N 3
第 3 卷 第 3期 5
雷达 目标 回波模 拟研 究 与实现
张坤 峰 , 杰 罗
处 的地 面 , 向 天顶 , 指 y轴 指 向北 极 , 轴 按右 手 准 X
则 指 向东 , 即通常 所 说 的 “ 天东 坐 标 系 ” 北 。其 坐 标
变 换 主要 为 直角 坐标 系和极 坐标 系之间 的变换 。
以 大 地 雷 达 测 量 直 角 坐 标 系 O- Z 为 基 准 , XY
X斗 1= X R斗 + 1・{i( 1・△丁/ 1 s V汁 n R )・sn + i0
k ・ o 0・ 1 c sV斗 A / 1] l c s F 一 o ( l・ T R斗 ) }
图 1 大 地 雷 达 测 量 坐标 系 直 角 坐标 及 极 坐 标 系定 义
( 6) 1
( )大 地雷 达测量 直 角坐标 系 到极 坐标 系 转换 1
【, 0R一0
( )大 地雷达 测量 极坐标 系 到直 角坐 标 系转 换 2 的数学模 型如 下 :
X — R ・C S O E ・sn iA Y — R ・c s o Et・c s o A
Z — R ・snEl i
() 4 () 5
() 6
标 原点建 立 的一 个 直 角 坐标 系 , Z轴 为垂 直 于 雷达
在 Xy面 内 的 投 影 与 0 轴 之 间 的 夹 角 A 0 ~ y ( 。 3 0) 义为 方 向角 , 时针 方 向为正 ; 斜 距 R 与 6 。定 顺 将 XY面之 间 的夹 角 E 定 义为 仰 角 ( 高低 角 ) 向上 或 , 为正 ( 围一 9 。 0) 即 可表 征 为极 坐标 系 , 图 范 O ~9 。 , 如
1所 示 。
天
臼 1— 0
rg, 4,局 ( =
( )左转 圆周运 动 : 2
k 一~ 1 k 2— 1 (2 1 ) (3 1 ) (4 1 )
r
Βιβλιοθήκη Baidu
V汁 = V A ・AT 1= = +
y 北 东
R升 l— V斗1・V斗 / g 1 K/
( 5 1)
型如下 : ( )直 线 运 动 : 1
V斗 1一 V A ・AT + X计 : 1= =X V斗1・△T ・sn + i0 Y斗 1一 Y V斗1・△T ・c s + o0 Z计 1一 Z () 7 () 8 () 9 (0 1)
( 1 1)
标 原点 。到 目标 T 的距 离 R 定 义为斜 距 ; 斜距 R 将
pr c s i nd m ir wa er do f e e c pr s nt he e f c i ur so i o e sng a c o v a i r qu n y, e e s t f e tfg e fsmul ton, he s s e b a i t y t ms o — t i e e a l i ulto fe t a n pr f r b e sm a i n e f c . Ke r : a r t r e ; c o sm u a i n; i u a i y wo ds r da a g t e h i l to sm l ton mod l e
1 …c () ≥ 8 t 吣> 0 a n o
9 z > 0, 一 0 0, y
A 一
8 … rn ) 0 c( t a
2 0, < 0, 一 0 7 z y
㈩
3+8.c ( < > 6 1 aa 0 0 rn t ) 0
斜距 :
R 一 x。+ y + Z () 2
2 2 运 动 航 迹 模 型 .
目标 航迹模 型 的建立 是在大 地雷 达测量 直角 坐 标 系建立 的 , 主要包 括直线 运动 、 圆周运 动 以及 由直
将 坐标原 点 0到 目标 T 的方 向定义 为径 距方 向 , 坐
线 运动 和 圆周 运动组 合起 来 的任 意航 迹 。其 数学模
高 。新 体制 雷达 和新 型 电子 战 装备 的研 制 生 产 、 调
试 测试 、 能检测 和 评估 鉴 定 已不 能 单 纯地 依 赖 外 性 场 试验 , 在外 场不 但 无 法构 建 出复 杂 的 电 磁信 号 环
境, 而且 试验 成 本 昂 贵 。随着 现 代 雷 达 及 电子 对 抗
1 雷达 目标 回波 模 拟 分 析
雷 达 的 最 终 目 的 是 为 了 获 取 雷 达 目标 信 息 , 包
括雷 达 目标 的运动 与 轨迹 信 息 、 何 特 征 和 物理 参 几 数_ 。为 了准确 模 拟 雷达 目标 回波信 号 , 雷 达 装 1 ] 使
备能 够准 确获 取 目标 的 特 征信 息 , 需 模 拟 雷达 目 必 标 回波所 对 应 的 运 动 、 何 和 幅度 、 烁 等 特 征 信 几 闪
( 舶 重 l 团公 司 7 3所 , 州 2 5 0 ) 船 丁集 2 扬 2 0 1
摘要: 对雷达 目标 回波模拟进行 丁简要分析 , 介绍了雷达 目标 回波模拟所需 的航 迹模 型、 时延模 型、 多普 勒模型 、 幅
度起伏模型和角闪烁模型等仿真模型 , 以及 采 用 上 述 仿 真 模 型 和 基 于 宽 带 数 字 射 频 存 储 器 ( RF ) 术 、 接 数 字 D M 技 直 合 成 ( D ) 术 、 率 合 成 技 术 、 时 信 号 处 理 技 术 和 微 波 射 频 技 术 的 雷 达 目标 回 波 模 拟 系 统 , 出 了模 拟 的效 果 D S技 频 实 给
收稿 日期 :2 1 0 2—0 3—1 9
8 2
舰 船 电 子 对 抗 的数 学模 型如下 :
方位 角 :
第 3 5卷
息 。对 于具有 一定轨 迹 的运动 目标 的模拟需 建 立 目
标 运动航 迹模 型 、 目标 时延模 型和多普 勒频 移模 型 , 对 于几何 特征 和物理 参数 需建 立 目标 雷达 截面 积和 幅度起伏 模 型 。当雷 达 目标 处 于 战 场 环境 中 , 需 还 考 虑 目标 的距 离衰减 、 气衰减 等 因素 , 建立 雷达 大 应 目标 回波的 功率 衰 减模 型 。因此 , 合 工程 实 现 考 结 虑, 需模 拟 的雷达 目标 回波特 征信息 主要包 括 : ( )目标运 动航迹 ; 1 ( )回波时延 ; 2 ( )回波多 普勒 频移 ; 3 ( )回波 幅度控 制模 型 ; 4 ( )回波截 面积 及幅度 起伏 ; 5 ( )回波角 闪烁模 型 。 6
Y斗1一 Y R件l・{ i ( + + sn V[ 1・△T/ R 1 )・c s + o0
第 3期
张 坤峰 等 : 达 目标 回波模 拟研究 与实 现 雷
8 3
k sn [ c sV… ・ / 1] 2・ i0・ 1 o( AT R汁 ) )
( 7 1)
Zi +1一 Z,
式 中 : 为 目标 相对 于雷 达 的径 向速 度 , 单位 m/ ; sf
fe u n ym e r ( r q e c mo y DRFM ) d r c i i l s n h s s ( , ie t d g t y t e i DDS) f e u n y s n h ss r a t e sg a a , rq e c y t e i, e l i in l m
0 引 言
现 代雷 达技术 和 电子对 抗技 术 的飞速 发展使 得
战场 电磁信 号环 境 日趋 复 杂 , 电磁 信 号 密度 越 来 越
抗 干扰 能力试 验 、 达 侦 察 装备 的侦 察 分选 能 力 试 雷 验 和 雷达干 扰装 备 的 干扰 效 果 试 验 , 且 可 以进 行 而 雷 达 和雷达 对抗 装备 的 战场模拟 训 练 。雷 达 目标 回 波 模 拟技术 作 为雷达 及 电子对抗 模拟 仿真 领域 的一 项 重要 技术 , 内场 复 杂 电 磁环 境 构 建 中扮演 着 不 在 可或 缺 的角 色 , 雷达 目标 回波模 拟 的高 逼 真度 是 内 场 构建 逼真 战 场 电磁 环境 的需求 。
模 拟仿 真技 术 的发 展 , 通过 雷达 及 电子 对抗 模 拟 仿 真设备 可在 内场 构 建逼 真 的雷 达 信 号 、 达 目标 回 雷 波 、 达干扰 信 号和通 信 、 雷 导航 等信号 组成 的 复杂战 场 电磁 环境 , 已成为 雷 达 装 备 和雷 达 对 抗 装 备性 能 评估 、 试验定 性 和 模 拟 战场 训 练 所关 注 的焦 点 。通 过 内场 试验 不但 可 以完成 雷达装 备 的战技 性 能及其
俯 仰角 :
E,一
2 仿 真 模 型
2 1 坐标 系及坐 标转 换模型 . 雷 达 目标运 动航迹 的建立 和表 征首 先需建 立确 定 的坐 标系 , 此处 选 用 的坐 标 系 为 大地 雷 达测 量 坐 标 系 。所谓 大地雷 达测 量坐标 系是 以雷 达天线 为坐
一 a R O ( r R ≠ 3 j c s )
ZHANG u —e g。 UO i K n fn I Je
( e 7 3 I s iu e o I Ya g h u 2 5 0 , i a Th 2 n t t fCS C, n z o 2 0 1 Ch n ) t
Absr c : ta t Thi pe ify a a y e he s multo fr da a ge c s pa rbre l n l z s t i a i n o a r t r t e ho,nt o c s t i u a i n i r du e he sm l to m o l h t t a a a ge c i des t a he r d r t r t e ho s multo e uc s t a k mo l tm e dea a i n ne ds s h a r c de , i l y mod l Dop e e, plr m o l a p iud l t ato de nd a gulrgln de , m lt e fuc u i n mo la n a i tmod l a l a her d rt r e c o smul— e , swe l st a a a g te h i a ton s s e sa o i bo i ulto i y t m d ptng a vesm a i n mod l nd t e hni e s d on br a a gia a o e sa het c qu sba e o db nd di t lr di
图 , 得 了较 好 的模 拟 效 果 。 取
关键 词 : 雷达 日标 ; 回波模拟 ; 仿真模 型
中 图分 类 号 : N 5. T 952
文献标 识码 : A
文 章 编 号 : N 211(020—01 4 C 3—4321)308— 0
Re e r h a a i a i n o d r Ta g tEc i u a i n s a c nd Re lz to f Ra a r e ho S m l to
舰 船 电 子 对 抗
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第 3 卷 第 3期 5
雷达 目标 回波模 拟研 究 与实现
张坤 峰 , 杰 罗
处 的地 面 , 向 天顶 , 指 y轴 指 向北 极 , 轴 按右 手 准 X
则 指 向东 , 即通常 所 说 的 “ 天东 坐 标 系 ” 北 。其 坐 标
变 换 主要 为 直角 坐标 系和极 坐标 系之间 的变换 。
以 大 地 雷 达 测 量 直 角 坐 标 系 O- Z 为 基 准 , XY
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图 1 大 地 雷 达 测 量 坐标 系 直 角 坐标 及 极 坐 标 系定 义
( 6) 1
( )大 地雷 达测量 直 角坐标 系 到极 坐标 系 转换 1
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( )大 地雷达 测量 极坐标 系 到直 角坐 标 系转 换 2 的数学模 型如 下 :
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Βιβλιοθήκη Baidu
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型如下 : ( )直 线 运 动 : 1
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( 1 1)
标 原点 。到 目标 T 的距 离 R 定 义为斜 距 ; 斜距 R 将
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斜距 :
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2 2 运 动 航 迹 模 型 .
目标 航迹模 型 的建立 是在大 地雷 达测量 直角 坐 标 系建立 的 , 主要包 括直线 运动 、 圆周运 动 以及 由直
将 坐标原 点 0到 目标 T 的方 向定义 为径 距方 向 , 坐
线 运动 和 圆周 运动组 合起 来 的任 意航 迹 。其 数学模
高 。新 体制 雷达 和新 型 电子 战 装备 的研 制 生 产 、 调
试 测试 、 能检测 和 评估 鉴 定 已不 能 单 纯地 依 赖 外 性 场 试验 , 在外 场不 但 无 法构 建 出复 杂 的 电 磁信 号 环
境, 而且 试验 成 本 昂 贵 。随着 现 代 雷 达 及 电子 对 抗
1 雷达 目标 回波 模 拟 分 析
雷 达 的 最 终 目 的 是 为 了 获 取 雷 达 目标 信 息 , 包
括雷 达 目标 的运动 与 轨迹 信 息 、 何 特 征 和 物理 参 几 数_ 。为 了准确 模 拟 雷达 目标 回波信 号 , 雷 达 装 1 ] 使
备能 够准 确获 取 目标 的 特 征信 息 , 需 模 拟 雷达 目 必 标 回波所 对 应 的 运 动 、 何 和 幅度 、 烁 等 特 征 信 几 闪
( 舶 重 l 团公 司 7 3所 , 州 2 5 0 ) 船 丁集 2 扬 2 0 1
摘要: 对雷达 目标 回波模拟进行 丁简要分析 , 介绍了雷达 目标 回波模拟所需 的航 迹模 型、 时延模 型、 多普 勒模型 、 幅
度起伏模型和角闪烁模型等仿真模型 , 以及 采 用 上 述 仿 真 模 型 和 基 于 宽 带 数 字 射 频 存 储 器 ( RF ) 术 、 接 数 字 D M 技 直 合 成 ( D ) 术 、 率 合 成 技 术 、 时 信 号 处 理 技 术 和 微 波 射 频 技 术 的 雷 达 目标 回 波 模 拟 系 统 , 出 了模 拟 的效 果 D S技 频 实 给
收稿 日期 :2 1 0 2—0 3—1 9
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舰 船 电 子 对 抗 的数 学模 型如下 :
方位 角 :
第 3 5卷
息 。对 于具有 一定轨 迹 的运动 目标 的模拟需 建 立 目
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张 坤峰 等 : 达 目标 回波模 拟研究 与实 现 雷
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式 中 : 为 目标 相对 于雷 达 的径 向速 度 , 单位 m/ ; sf
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现 代雷 达技术 和 电子对 抗技 术 的飞速 发展使 得
战场 电磁信 号环 境 日趋 复 杂 , 电磁 信 号 密度 越 来 越
抗 干扰 能力试 验 、 达 侦 察 装备 的侦 察 分选 能 力 试 雷 验 和 雷达干 扰装 备 的 干扰 效 果 试 验 , 且 可 以进 行 而 雷 达 和雷达 对抗 装备 的 战场模拟 训 练 。雷 达 目标 回 波 模 拟技术 作 为雷达 及 电子对抗 模拟 仿真 领域 的一 项 重要 技术 , 内场 复 杂 电 磁环 境 构 建 中扮演 着 不 在 可或 缺 的角 色 , 雷达 目标 回波模 拟 的高 逼 真度 是 内 场 构建 逼真 战 场 电磁 环境 的需求 。
模 拟仿 真技 术 的发 展 , 通过 雷达 及 电子 对抗 模 拟 仿 真设备 可在 内场 构 建逼 真 的雷 达 信 号 、 达 目标 回 雷 波 、 达干扰 信 号和通 信 、 雷 导航 等信号 组成 的 复杂战 场 电磁 环境 , 已成为 雷 达 装 备 和雷 达 对 抗 装 备性 能 评估 、 试验定 性 和 模 拟 战场 训 练 所关 注 的焦 点 。通 过 内场 试验 不但 可 以完成 雷达装 备 的战技 性 能及其
俯 仰角 :
E,一
2 仿 真 模 型
2 1 坐标 系及坐 标转 换模型 . 雷 达 目标运 动航迹 的建立 和表 征首 先需建 立确 定 的坐 标系 , 此处 选 用 的坐 标 系 为 大地 雷 达测 量 坐 标 系 。所谓 大地雷 达测 量坐标 系是 以雷 达天线 为坐
一 a R O ( r R ≠ 3 j c s )
ZHANG u —e g。 UO i K n fn I Je
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图 , 得 了较 好 的模 拟 效 果 。 取
关键 词 : 雷达 日标 ; 回波模拟 ; 仿真模 型
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文 章 编 号 : N 211(020—01 4 C 3—4321)308— 0
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