[发明专利]一种高逼真度弹载雷达回波模拟方法

说明书

本发明公开一种高逼真度弹载雷达回波模拟方法，利用复杂目标的特性模型以及弹载雷达在不同场景下的运动姿态与发射信号的变化规律，定义通用的特征量，预先生成脉冲特征索引文件，控制连续或分段截取生成高逼真度的雷达回波信号。本发明适用于复杂电磁环境下和高速运动场景下进行高逼真度弹载雷达回波模拟。

技术领域

本发明涉及雷达回波信号的模拟，特别是涉及一种高逼真度弹载雷达回波模拟方法。

背景技术

通常，现代雷达具有高分辨力、远距离、高精度的能力，并且可以实现多目标的检测和跟踪，抗干扰、杂波等能力。随着雷达系统实现的功能越来越复杂、组成越来越庞大，在雷达系统的研制与测试中，对雷达回波的模拟要求也在不断提高。为了验证雷达整机的性能，通常采用半实物仿真调试和外场试验测试等方式。如果在调试初期就采用外场测试的方案，需要耗费大量的人力、财力，并且很多不可控的外场环境会延长调试周期，无法满足系统的研制进度。因此设计一种高逼真度的雷达回波模拟器，以开展雷达系统的半实物仿真调试，成为雷达系统测试的必然环节。

然而，在雷达研制过程中的半实物仿真测试阶段，受硬件平台运算精度、硬件资源规模、回波模拟实时性等的限制，回波模拟器的设计通常会对雷达回波模拟算法进行简化设计，导致回波的逼真度低于预期。相比之下，基于雷达理论推导的仿真算法设计，发展比较迅速，远远领先于雷达回波模拟的硬件实现，但受算法复杂度的影响，难以工程化应用，尤其是在复杂电磁环境下和高速运动场景下。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提出一种在复杂电磁环境下和高速运动场景下的高逼真度弹载雷达回波模拟方法

一种高逼真度弹载雷达回波模拟方法，包括如下步骤：

步骤1、回波模拟的参数设置

参数设置包括场景中雷达工作参数、弹道数据的载入、环境参数、天线方向图、目标电磁散射参数、目标运动轨迹、环境信息；参数设置通过加载现有参数文件或通过软件界面设置；参数设置完成后，选择运动轨迹预览进行导弹和轨迹预览显示，如若与预期不符，重新进行设计；

步骤2、坐标转换

首先，实现弹体位置计算、目标位置计算，然后进行弹体和目标的相对位置计算，生成弹体和目标的轨迹；

步骤3、波束照射范围计算

依据输入的弹体位置x、y、z，弹体姿态偏航角、俯仰角、滚转角，数据分辨率以及天线在弹体上的安装角度，计算数据中波束照射的起始行数、起始列数、终止行数、终止列数；

步骤4、天线增益计算

依据输入的分辨率，波束照射的起始行数、起始列数、终止行数、终止列数，弹体位置x、y、z，弹体姿态偏航角、俯仰角、滚转角，天线在弹体上的安装角度以及天线方向图，计算散射点对应的天线增益；

步骤5、回波数据生成

进行场景内各元素的布设，根据这些布设和设置的参数，模拟雷达工作过程，生成回波数据；选择已有外场数据或类似的场景提取的目标特性模型，或调用理论建模生成的目标RCS特性文件，得到目标随角度、频率变化的特性数据文件；

根据步骤2、步骤3、步骤4计算波束照射范围内目标散射点对应距离单元和散射点响应；对目标散射点进行距离单元合并；生成雷达回波数据；

步骤6、回波模拟信号的输出

为适应不同型号雷达的信号处理方式、不同天线发射极化、不同雷达发射信号类型，模拟不同场景下目标回波，用雷达发射信号对目标特性、速度、距离进行实时调制，以此获得实时目标回波；