沿岸建筑物对VTS雷达的遮蔽建模与仿真

为研究沿岸建筑物对VTS (vessel traffic service)雷达的遮蔽影响程度,提出雷达遮蔽盲区的数学表达模型,基于表达模型和几何关系计算得出遮蔽盲区的范围和高度;提出一种三维建模和仿真方法来研究雷达遮蔽区域。以太子湾邮轮母港建筑对蛇口雷达的影响为例,将遮蔽盲区的计算结果、仿真结果和实船试验进行对比,验证了仿真方法的正确性和工程实用性。本文的研究可用于评估建筑物对现有VTS雷达站的影响,还可为海事部门的补充监管措施以及拟建VTS雷达站选址提供重要参考。     

基于电子海图的雷达回波信号仿真

雷达回波信号的仿真是雷达模拟器模拟显示的基础。提出并构建了＂扫描数据表＂和＂扫描地图数据表＂及基于它们和电子海图高程信息的雷达回波信号模拟算法,实现了雷达回波信号的模拟,仿真了电磁波遮挡效应和雷达波束角宽度对雷达回波信号的影响。此方法运用于某型雷达模拟器的雷达回波信号仿真,通过普通PC计算机仿真显示,验证了此方法的有效性。

Abstract：

The emulation of radar echo-signal is the base of radar simulation display.Scan Data Table and Scan Map Data Table were proposed and then come to be established.On the basis of them and the elevation information of electronic sea chart,a radar echo-signal emulation algorithm was given.Then,the radar echo signal was simulated successfully,the blocking effects of electromagnetic waves and the effects of radar beam on radar echo signals could be emulated.These tables and the method involved have been applied for emulating the radar echo signals of one radar simulator,whose effectiveness has also been indeed proved in the way of conventional PC computer emulation.     

基于DEM和SAR的航海雷达地形回波仿真

由于仿真地形数据库制图工作量巨大,因此目前航海雷达仿真中物标雷达反射率模拟的工程应用受到极大限制。提出基于DEM(Digital Elevation Model)和同波段SAR(Synthetic Aperture Radar)数据反演,获取物标反射率信息,作为地表雷达反射率仿真的依据,结合雷达方程,建立航海雷达地表反射率模型;考虑雷达回波地形的高程遮挡关系,给出了航海雷达地形回波生成算法,GPU编程实现。通过与传统仿真方法和真实雷达回波图像的比较,表明该算法与真实雷达回波更接近,更能体现地表回波图像的雷达反射率细节和不同量程下的回波图像变化。     

机载火控雷达对空目标动态宽带回波仿真

为研究机载火控雷达对空目标成像和识别能力,需要通过仿真获取数据支持.针对机载火控雷达对空目标成像时,运动传感器对运动目标宽带探测的特点,建立载机和目标的飞行特性运动模型,通过姿态解算求取任意时刻雷达波对目标的入射角,建立目标的三维模型拟合目标几何外形,利用高频电磁计算模拟不同雷达视角条件下一定带宽范围内目标的多频点RCS数据,将目标的静态教射特性数据拓展成动态散射序列,并考虑复杂自然环境和电磁环境的对回波的影响,为进一步研究机载火控雷达对空目标成像能力和成像条件提供数据支撑.     

利用雷达回波仿真提高雷达高度表的测高精度

提出了宽波束雷达视频回波的仿真模型算法及仿真过程，详细介绍了仿真模型中各参数的计算，根据数字高程图做了大量的回波仿并进行了特征分析和归类，根据地面崎岖度及地表特征的不同统计天底点在仿真回波中出现位置的大致规律，从而根据仿真的结果矫正了雷达高度表的测高，并给出了矫正后的结果。     

机载前视风切变雷达回波信号的一种仿真方法

风切变是造成目前空难事故的主要原因.针对对风切变研究的必要性,提出了一种机载前视风切变雷达回波信号模型和仿真方法,该模型表示了飞机在降落或起飞阶段中低空暴流雨回波和地杂波的回波谱特征,详细介绍了仿真方法的原理和仿真流程,给出了雨回波和地杂波的仿真结果,仿真结果表明的仿真方法合理、结果正确.     

雷达图像仿真中海量地形数据动态调度技术研究

在基于数字地形的雷达图像仿真中,海量数字地形数据调度成为影响仿真实时性的瓶颈。分析了数字地形在雷达图像仿真中的特点,提出了基于规则格网的分块地形组织形式,基于内存映射文件技术,采用数据地形预加载与实时加载相结合的数据调度策略,解决了海量地形数据调度的难题,提高了系统仿真的性能。该方法目前已应用于某型机载雷达仿真系统设计中,取得了较好的效果。     

基于大地回波仿真的回波模拟器设计实现

为了客观评估雷达高度表信号处理器及其系统性能,提出一种基于对大地回波仿真的雷达高度表大地回波模拟器设计方法。该方法通过对大地回波仿真获得模拟器所需的源数据。在模拟器的设计上,采用了大容量数据存储器和再配置FPGA逻辑控制的正交基带回波合成方法,使得回波模拟器具有结构简单、使用灵活等特点。给出了大地回波仿真以及模拟器设计的具体实施步骤,通过对实际回波模拟器测试验证了本设计方法的有效性。     

基于粒子模型的飞机尾流雷达回波仿真

飞机尾流探测是国际航空安全领域研究的热点.研究飞机尾流雷达回波信号仿真技术,提出了基于粒子模型的尾流雷达回波信号仿真方法,给出了尾流目标的对数螺线运动模型和尾流粒子脉冲多普勒雷达回波模型,分析了尾流各演化段的粒子分布特点.最后仿真结果表明尾流雷达回波频谱是展宽的,具有独特的时频分布演化特点.该仿真研究将有助于机场飞机尾流检测,对预防飞机事故,提高机场飞行容量具有积极意义.     

机载阵列雷达风轮机回波信号建模与分析

针对机载雷达风电场杂波建模及影响分析研究相对较少的问题,将机载阵列天线回波模型与风轮机散射点叠加模型相结合,研究雷达处于机载平台时的风轮机回波信号建模问题.首先,建立了任一观测点处的风轮机回波信号模型,然后对风轮机回波在距离-多普勒域、时频域和空时域的特征进行了分析,并与理论分析结果进行对比,最后验证了回波模型的有效性...     

基于改进wk算法的弹载SAR斜视成像

为提高弹载导引头成像精度,研究分析大斜视成像具有重大意义。针对传统wk算法在构造Stolt映射关系时未考虑等效速度变化以及进行方位校正时运算复杂等问题,提出基于改进wk算法的弹载合成孔径雷达斜视成像模型。首先,详细推导基于Stolt插值的wk算法,辨析在成像参数、多普勒中心校正和统一相位补偿等三个环节中易存在的混淆,为算法改进提供严谨模型。然后,针对非参考点目标的等效速度随着距离向不断变化,构造新的Stolt映射关系减小残余相位误差。在此基础上,针对较难精确实现多个点目标的方位位置校正函数,通过引入参考目标点构造近似校正函数,避免进行复杂的二维插值或坐标转换。最后,以大斜视成像为例,对多个点目标进行仿真,验证该算法的有效性。     

基于级数反演的俯冲加速运动状态弹载SAR成像算法

根据弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)俯冲加速运动的特点,使用高阶逼近模型建立了SAR的回波信号模型,分析了目标斜距在单个孔径时间内随时间的变化关系。结合级数反演的思想,推导出了弹载SAR回波信号的二维频域的精确表达式。在此基础上,提出了一种适用于俯冲加速运动下的弹载SAR成像算法。理论分析和实验结果表明,该算法精度较高,取得了较好的成像效果。     

调频连续波弹载SAR成像方法

调频连续波(frequency-modulated continuous-wave, FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)具有体积小、重量轻、峰值功率低等优点,因此FMCW-SAR在精确制导领域具有较大的应用潜力。针对俯冲下降阶段的弹载SAR成像,建立了FMCW-SAR回波信号模型;通过分析可知,与常规机载FMCW-SAR不同,弹载条件下雷达平台相对较高的运动速度给差频输出信号引入特有的剩余二次相位,影响距离向的聚焦;针对该问题,提出了一种子孔径成像处理方法,通过在二维频域构造相应的剩余二次相位补偿函数,较好地改善了距离向的聚焦质量和成像效果。成像处理不涉及插值,所有操作均由快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)和相位点乘构成,运算效率较高。最后的点目标成像仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于近场散射模型的超低空目标雷达回波模拟

近区超低空目标具有更为复杂的电磁散射机理,需要建立更为精细灵活的回波模型.基于改进的物理光学与等效电磁流方法建立了目标的近场散射模型,结合面元模型与"四路径"模型提出环境与多径的近区散射计算方法.利用建立的电磁模型,以雷达导引头探测近区超低空目标为应用背景,建立了雷达回波信号模型.验证了近场电磁模型的有效性,仿真分析了...     

末制导雷达对舰船目标成像转角分析

着重针对弹载雷达对舰船目标进行逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)成像的转角条件进行研究。ISAR成像依靠雷达与目标的相对转角,转角太大或太小都会导致成像质量下降。在弹载雷达平台和舰船目标同时运动的情况下,ISAR成像总转角是由导引头按弹道飞行形成的转角和舰船航行、晃动所导致的转角的合成,可以依据回波信号进行估计。分析了ISAR成像所需转角范围,在对弹目相对转角建模的基础上,针对弹目相对转动非匀速的情况进行转角估计,判断任意时刻弹目相对转角是否满足成像转角条件。     

基于光延迟线的星载SAR目标回波信号模拟

针对高精度星载SAR目标回波信号模拟要求大带宽、长延时的特点,介绍了一种基于光延迟线的高精度星载SAR目标回波信号模拟源,采用光延迟技术模拟产生雷达目标回波信号,对SAR进行成像性能测试仿真,可实现宽带信号的长时间延迟,同时大大减小了回波信号模拟系统引入的附加幅频和相频误差,提高了目标成像性能仿真的准确度和有效性。     

基于FPGA的SAR回波仿真快速实现方法

回波仿真是进行合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）研究的重要途径,但其计算量巨大,所需的时间较长。为了快速实现SAR回波仿真,提出一种改进的同心圆方法进行快速计算,同时考虑到运算较为规整的特点,采用现场可编程门阵列（field programmable gate array,FPGA）作为主处理芯片。设计了专用于SAR回波信号模拟的数字信号处理板卡,并在板卡上编程实现整个回波模拟算法,给出资源使用情况和量化噪声影响,实际应用结果显示,采用FPGA来实现SAR回波仿真可以在保证精度的前提下大大加快仿真速度。     

基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模与仿真

利用计算机仿真技术的可控制性、可重复性、安全性、经济性、无破坏性等特点进行仿真与效能评估,是当前雷达与电子对抗领域研究中的重要手段,为此建立了一个基于Simulink的雷达仿真模块库。当仿真某种雷达系统时,只要从模块库中取出所需要的模块,修改参数后将它们连接起来,就可以迅速地搭建成所需的系统并进行仿真,极大地节省了建模的时间和人力物力。以一个脉冲多普勒雷达系统为例,介绍了搭建系统和仿真的过程。     

地形遮挡对GNSS干扰范围影响的高效仿真算法

在卫星导航对抗效能的仿真中,真实地理环境的地形遮挡对全球导航卫星系统(global navigtion satellite system, GNSS)干扰源干扰范围影响的仿真计算是个重要问题。通常情况下,地形遮挡对GNSS干扰范围影响的计算通过基于视线可视域分析的算法得到,但该方法存在大量冗余计算。为了减少计算量,提出一种基于参考面可视域分析的GNSS干扰范围高效仿真计算方法,利用干扰源与目标点附近可视高程值对应的辅助格网点建立参考面,通过目标点实际高程值与参考面映射高程值判断目标点的受干扰情况,避免了目标点与干扰源视线方向上多个采样点的插值计算。仿真分析表明,当待分析区域半径约为145 290 m时,该算法与传统基于视线可视域分析的GNSS干扰范围仿真计算方法相比, Matlab耗时大幅减少了97.38%,但结果差异并不明显,仅为0.94%。因此,所提方法可以高效、准确地计算出地形影响下GNSS干扰范围,为干扰源优化部署、战场环境仿真分析等提供理论指导。