[发明专利]一种相控阵雷达仿真系统及方法

权利要求书

1.一种相控阵雷达仿真系统，其特征在于，包括目标探测子系统，信号产生与处理子系统，数据处理子系统；所述目标探测子系统用于识别被探测目标，得到所述被探测目标特征信号，并将所述特征信号发送到信号产生与处理子系统；所述信号产生与处理子系统用于根据所述特征信号计算得到特征参数，并将所述特征参数发送到所述数据处理子系统；所述数据处理子系统用于对所述特征参数进行处理，得到被探测目标的航迹；

所述目标探测子系统还包括坐标系转换模块、相对位置计算模块、位置判断模块，所述坐标系转换模块用于将在大地系中的目标描述，转化成在地心系中的目标描述，将目标的经纬度转化成地心系中的三维坐标；所述相对位置计算模块用于根据本机雷达在地心系中的位姿参数，得到目标在本机雷达阵面直角系中的参数，得出在阵面直角系中目标相对本机雷达的俯仰角、方位角、斜距；所述位置判断模块用于当判断所述目标相对本机雷达的俯仰角、方位角和斜距在探测范围内时，输出目标坐标值到信号产生与处理子系统；

所述信号产生与处理子系统还包括，发射波发生模块、回波接收模块、计算模块；所述发射波发生模块用于产生雷达发射信号；所述回波接收模块用于接收反射的回波信号；所述计算模块用于根据所述发射信号的发射时间与对应回波接收的时间，得到目标相对本机雷达的斜距、目标在球坐标系的俯仰角和方位角；

发射信号模型为：

回波信号模型为：

其中：P_t为发射功率，L_t为发射综合损耗，g_vt(θ)为发射天线方向图，T_p为脉冲宽度，BW_rg为调频带宽，G_t为发射天线增益，G_r为接收天线增益，λ为载波波长，δ为目标散射截面积，R(t)为t时刻目标斜距，L_s为等效损耗，K_RF为射频放大系数；

信号干扰模型为高斯白噪声；

所述数据处理子系统用于根据所述斜距、俯仰角和方位角生成动态航迹列表和自由点迹列表，根据所述航迹列表计算空间统计距离，对所述空间统计距离筛选后得到航迹；

若航迹已完成Kalman滤波器的初始化，则先按当前仿真时间进行预测，得到目标预测位置，再计算与所有点迹观测位置的空间统计距离；

若航迹还未建立Kalman滤波，则直接用该航迹最近一次观测位置计算与所有点迹的空间统计距离。

2.一种相控阵雷达仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、识别被探测目标，得到所述被探测目标特征信号；

S2、根据所述特征信号计算得到特征参数；

S3、对所述特征参数进行处理，得到被探测目标的航迹；

所述步骤S1具体包括：

S11、将在大地系中的目标描述，转化成在地心系中的目标描述，将目标的经纬海拔转化成地心系中的三维坐标；

S12、根据本机雷达在地心系中的位姿参数，得到目标在本机雷达阵面直角系中的参数，得出在阵面直角系中目标相对本机雷达的俯仰角、方位角、斜距；

S13、当判断所述目标相对本机雷达的俯仰角、方位角和斜距在探测范围内时，输出目标坐标值；

所述步骤S2具体包括：

S21、产生雷达发射信号；

S22、接收反射的回波信号；

S23、根据所述发射信号的发射时间与对应回波接收的时间，得到目标相对本机雷达的斜距；

发射信号模型为：

回波信号模型为：

其中：P_t为发射功率，L_t为发射综合损耗，g_vt(θ)为发射天线方向图，T_p为脉冲宽度，BW_rg为调频带宽，G_t为发射天线增益，G_r为接收天线增益，λ为载波波长，δ为目标散射截面积，R(t)为t时刻目标斜距，L_s为等效损耗，K_RF为射频放大系数；

信号干扰模型为高斯白噪声；

所述步骤S3具体包括：根据所述斜距、俯仰角和方位角生成动态航迹列表和自由点迹列表，根据所述航迹列表计算空间统计距离，对所述空间统计距离筛选后得到航迹；

若航迹已完成Kalman滤波器的初始化，则先按当前仿真时间进行预测，得到目标预测位置，再计算与所有点迹观测位置的空间统计距离；

若航迹还未建立Kalman滤波，则直接用该航迹最近一次观测位置计算与所有点迹的空间统计距离。