[发明专利]一种基于多散射点的高逼真体目标模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于多散射点的高逼真体目标模拟方法，采用多层快速多极子算法计算典型目标对应不同微波频段的电磁散射特性，获得雷达回波数据；提取目标在强散射点的空间位置分布，建立目标回波特性模型库；通过数据库实时得到目标的强散射点数量、位置和强度，实时计算每个强散射点距离、径向速度，获取每个强散射点的延时、微多普勒频率和发射功率；由分数阶高精度延时电路、数字正交上变频电路、数字正交调制电路模拟各散射点的回波特性；通过数字卷积和数字AGC电路实现各散射点数据的矢量合成和归一化处理，最终形成具有时域延展性和频域扩展性的面目标或体目标信号。本发明可以逼真模拟各典型目标的电磁波反射特性。

技术领域

本发明涉及电子对抗技术，特别是一种基于多散射点的高逼真体目标模拟方法。

背景技术

雷达被誉为“三军之眼”，是国土防御和火力打击的重要组成部分。一方面部队需要开展常态化对抗演习，训练雷达操作手的作战素养和战场应变能力；另一方面，随着雷达在部队服役时间的增加，其性能也会逐步下降，也需要定期评估雷达的作战性能和技术指标，为后续的维修和改进提供依据。为了节约成本，减少各种目标飞行器的升空时间，需要研制不同种类的雷达目标模拟器，配合雷达性能测试和作战训练。

目前，行业范围内的雷达目标模拟器主要包括点目标模拟和SAR/ISAR目标模拟两类，点目标模拟通过采样和存储雷达发射信号，经过路径延时、多普勒调制和Swerlling调制后转发出去，该信号不包含目标反射信号的细微特性(如多径、微多普勒、闪烁等)，对于大型目标和具有微动特性的目标(如战斗机、直升机、导弹等)，不能精确反映目标的多散射点距离延展性和多普勒扩展特性；SAR/ISAR目标模拟虽然能够模拟目标的细微特征信息，但运算量大，工程上无法实时模拟。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于多散射点的高逼真体目标模拟方法，采用专用目标电磁散射特性分析软件分析典型目标在不同频段、不同姿态条件下的电磁波反射数据，提取目标的在上述条件下的强散射点数量、位置和散射大小，获得各散射点精确的距离、多普勒和幅度等信息，并用暗室实测数据进行修正。再通过FPGA电路精确模拟每个强散射点的回波信号，包括各散射点的时域延展性和频域扩展特性，以及所有强散射点信号的矢量合成信号，从而逼真模拟各典型目标的电磁波反射特性。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于多散射点的高逼真体目标模拟方法，步骤包括：

1)采用多层快速多极子算法计算典型目标对应不同微波频段的电磁散射特性，获得不同方位、俯仰和横滚角度的雷达回波数据；

2)提取目标在不同位置和不同频段下的强散射点的空间位置分布，各散射点的距离、角度和反射强度，建立目标回波特性模型库；

3)雷达目标模拟过程中，规划雷达与目标的三维空间态势，通过数据库实时得到目标在不同时刻的强散射点数量、位置和强度，并通过VPX总线实时下载给DRFM模块；

4)DRFM模块根据下传数据，实时计算每个强散射点距离、径向速度，获取每个强散射点的延时、微多普勒频率和发射功率；

5)由分数阶高精度延时电路、数字正交上变频电路、数字正交调制电路模拟各散射点的回波特性；

6)通过数字卷积和数字AGC电路实现各散射点数据的矢量合成和归一化处理，最终形成具有时域延展性和频域扩展性的面目标或体目标信号。

分数阶延时电路产生精度优于1ns的各散射点回波信号；DDS电路产生精度优于0.1Hz的微多普勒信号；正交调制电路独立控制各散射点幅度；复数卷积电路实现各散射点数据的矢量合成。最终形成具有多散射点调制特性的面目标和体目标信号，各强散射点的强度、距离和速度独立可设。