[发明专利]一种相控阵雷达数字仿真系统

权利要求书

1.一种相控阵雷达数字仿真系统，其特征在于，包括：

主控及显控模块，用于为其他模块提供参数配置、工作模式设置与控制，在接收其他模块状态正常的反馈后开始仿真，仿真过程中选择性显示信号处理和数据处理环节的重要数据；

天线模块，用于模拟出和差通道及辅助通道上的天线方向图，通过傅里叶迭代算法对天线阵列进行优化，计算天线增益；

信号生成模块，用于模拟产生常规脉冲、线性调频、非线性调频、相位编码、相参脉冲串及捷变频雷达信号样式的雷达发射信号；

回波生成模块，用于根据目标运动状态和目标电磁散射特性实时计算点目标、起伏目标、扩展目标回波信号，并考虑大气衰减、各种损耗带来的回波能量变化，模拟目标回波信号、干扰信号和杂波信号的空间功率合成并形成雷达回波数据；

资源调度模块，用于接收来自显控、数据处理的控制参数信息，完成编排资源调度任务，调度雷达的搜索和跟踪模式，进行波位控制和波形设置；

信号处理模块，用于根据控制命令对雷达回波数据进行脉冲压缩、MTI及MTD处理、CFAR处理及目标信息提取处理；

数据处理模块，用于对信号处理模块处理后的数据进行搜索、跟踪模式下的数据处理，完成点迹凝聚、航迹起始、数据关联、跟踪滤波及航迹终止。

2.如权利要求1所述的相控阵雷达数字仿真系统，其特征在于，天线模块中，通过傅里叶迭代算法对天线阵列进行优化的步骤包括：

步骤S1，设定天线阵列大小为M×N，对阵列因子由阵元激励Amn通过傅里叶变换表示，规定迭代傅里叶的迭代次数、天线孔径中阵元总个数Mtot、阵列的填充因子f、最大旁瓣电平PSL以及对超过PSL的幅值重新设置为NPSL，幅值为1的阵元个数为T＝int eger(f×Mtot)；

步骤S2，阵列初始化，将{Amn}初始化为0和1的集合；

步骤S3，对{Amn}作K×K点的二维IFFT变换，求{Amn}对应的阵列方向图AF，其中K＞max(M，N)；

步骤S4，对方向图AF进行调整，根据设定的最大旁瓣电平PSL将超过PSL的幅值置为NPSL；

步骤S5，对调整后的阵列方向图AF进行K×K点的二维FFT计算，得到新的阵元激励幅值{Amn}，保留与阵列大小匹配的前Mtot个样本，其余置为0；

步骤S6，对Mtot个样本，根据阵列稀疏因子，将前T个具有较大幅值的阵元激励置为1，其余为0；

步骤S7，对比当前迭代得到的阵元分布与上一次迭代结果，如果阵元分布没有发生变化，在得到最优的阵元分布后退出迭代循环，否则执行步骤S8；

步骤S8，重复步骤S3到步骤S7，若超过设定的迭代次数或者方向图的最大旁瓣电平小于PSL则结束迭代过程。

3.如权利要求2所述的相控阵雷达数字仿真系统，其特征在于，步骤S1中，对阵列因子由阵元激励Amn通过傅里叶变换表示的表达式

其中λ为波长；为方向余弦，θ、分别为阵面球坐标系下的俯仰角和方位角；Amn的值为0或1，表示(m，n)处阵元开或关。

4.如权利要求2所述的相控阵雷达数字仿真系统，其特征在于，步骤S2包括：通过密度加权算法获取天线阵元分布并作为迭代傅里叶算法的初始分布；步骤S7包括：对比当前迭代得到的阵元分布与上一次迭代结果，如果阵元分布没有发生变化，则添加扰动，随机选取部分阵元位置，与对称的其余阵元作异或运算并替代原有阵元幅值，如果添加扰动的次数达到3次则退出迭代循环，否则执行步骤S8。