机载雷达杂波模拟器设计

论文摘要

地面环境杂波严重影响着雷达性能,尤其是对于机载雷达而言,环境杂波具有强度大、频谱宽等诸多特点,决定了环境杂波在所有的距离上都会影响雷达对目标的检测,所以机载雷达地杂波模拟器的研究设计是机载雷达一项非常关键的研究。地杂波的建模仿真直接服务于机载雷达模拟器,杂波模拟的精确性、实时性直接影响雷达模拟器性能。本文介绍机载PD雷达地杂波的特性,研究地杂波的建模仿真方法,并实现机载PD雷达的地杂波仿真。本文的工作和成果如下：介绍了基于统计特性的地杂波模型,讨论了模拟杂波的SIRP法和ZMNL法,并介绍了ZMNL法仿真相干瑞利、相干对数-正态、相干Weibull分布杂波的方法和过程。分析了机载PD雷达地杂波分布特性,从机载PD雷达的工作过程出发,采用等距离-等多普勒网格划分法和地杂波功率谱闭合计算模型,基于Morchin提出的后向散射系数模型,计算了机载PD雷达地杂波功率谱分布情况,分析不同条件下的地杂波功率谱变化规律,与理论结果做比较,验证算法的有效性。在此基础上,提出离线计算、实时调用的方法确保模拟的实时性。设计了机载雷达杂波模拟器,介绍了各个模块的结构和功能；提出了在不限定杂波幅度概率密度分布并保留距离通道内频域信息的条件下,根据功率谱重构时域杂波；设计内插滤波器增加信号数据率,采用数字正交调制的方法产生中频杂波信号；介绍了射频模块的作用和结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 统计杂波建模与仿真
• 1.2.2 基于后向散射系数的杂波模型
• 1.2.3 杂波模拟实现
• 1.3 本文的研究内容
• 2 基于统计特性的雷达杂波建模仿真
• 2.1 杂波信号特性
• 2.2 杂波信号的建模与仿真
• 2.2.1 杂波的数学模型
• 2.2.2 相干统计杂波的仿真与实现
• 2.3 本章小结
• 3 机载雷达地杂波建模
• 3.1 机载雷达地杂波特性分析
• 3.1.1 主瓣杂波
• 3.1.2 旁瓣杂波
• 3.1.3 高度线杂波
• 3.2 PD雷达性能分析
• 3.2.1 低重频（LPRF）模式
• 3.2.2 高重频（HPRF）模式
• 3.2.3 中重频（MPRF）模式
• 3.3 机载PD雷达地杂波建模
• 3.3.1 后向散射系数模型
• 3.3.2 地杂波功率谱的建模
• 3.4 地杂波功率谱的计算仿真
• 3.4.1 仿真流程图
• 3.4.2 仿真分析
• 3.5 运算速度提高
• 3.6 本章小结
• 4 杂波模拟器设计
• 4.1 杂波模拟器设计
• 4.2 杂波计算模块功能仿真
• 4.3 中频调制模块设计
• 4.3.1 数字正交调制
• 4.3.2 内插扩展和数字滤波
• 4.3.3 中频调制模块
• 4.4 微波变频单元
• 4.5 仿真验证
• 4.6 本章小节
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献