一種目標(biāo)回波仿真方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種目標(biāo)回波仿真方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)的性能在不斷的提高，研制先進(jìn)的雷達(dá)是各個(gè)國(guó)家國(guó) 防中最重要的任務(wù)之一。在研制雷達(dá)的過程中，需要通過多次實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)雷達(dá)的性能。傳統(tǒng) 的方法是使用飛行器來做外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來提供雷達(dá)的測(cè)試數(shù)據(jù)，由于收發(fā)天線規(guī)模較大，使用 外場(chǎng)合作目標(biāo)方式檢驗(yàn)雷達(dá)性能成本較高且重復(fù)性交叉，因此高頻雷達(dá)性能檢驗(yàn)需要仿真 器。仿真器具有可重復(fù)性好、目標(biāo)可任意添加等特點(diǎn)，這樣有利于雷達(dá)的快速研制。雷達(dá)目 標(biāo)仿真器就是為了滿足雷達(dá)在研制過程中的調(diào)試以及測(cè)試的需求而產(chǎn)生的
[0003]雷達(dá)目標(biāo)仿真器是雷達(dá)技術(shù)與數(shù)字模擬技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是檢驗(yàn)雷達(dá)性能的重 要雷達(dá)設(shè)備，它用來模擬仿真各種雷達(dá)目標(biāo)信號(hào)及雷達(dá)環(huán)境。雷達(dá)目標(biāo)仿真是通過向被測(cè) 試?yán)走_(dá)提供大量空間假想目標(biāo)及所處環(huán)境的模擬回波信號(hào)，來模仿戰(zhàn)爭(zhēng)情況下雷達(dá)可能處 于的各種各樣的工作環(huán)境。
[0004] 而在當(dāng)前雷達(dá)目標(biāo)仿真中，使用的目標(biāo)主要是人為假設(shè)的符合特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的目 標(biāo)，缺乏真實(shí)性，仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種目標(biāo)回波仿真方法和裝置，以利用真實(shí)的飛行航線進(jìn)行目 標(biāo)回波仿真，以提高仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0006] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種目標(biāo)回波仿真方法，包括：
[0007] 根據(jù)航線數(shù)據(jù)確定至少一個(gè)軌跡點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)；
[0008] 根據(jù)所述至少一個(gè)軌跡點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)和每個(gè)軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)速度構(gòu)造雷達(dá) 回波信號(hào)；
[0009] 根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行仿真，得到仿真飛行航線。
[0010] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種目標(biāo)回波仿真裝置，包括：
[0011] 經(jīng)煒度坐標(biāo)確定單元，用于根據(jù)航線數(shù)據(jù)確定至少一個(gè)軌跡點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)；
[0012] 雷達(dá)回波信號(hào)構(gòu)造單元，用于根據(jù)所述至少一個(gè)軌跡點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)和每個(gè)軌跡 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)速度構(gòu)造雷達(dá)回波信號(hào)；
[0013] 雷達(dá)回波信號(hào)仿真單元，用于根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行仿真，得到仿真飛行航 線。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，利用真實(shí)的航線信息，構(gòu)造符合真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的 雷達(dá)回波信號(hào)，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行仿真處理，得到仿真飛行航線。由于利用了真實(shí)的航線信息 進(jìn)行目標(biāo)回?fù)芊抡?，因此目?biāo)回波仿真更為接近現(xiàn)實(shí)，提高了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性， 為更準(zhǔn)確的測(cè)試?yán)走_(dá)設(shè)備提供依據(jù)。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種目標(biāo)回波仿真方法的流程示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種Google地球上航線及設(shè)定的雷達(dá)方位示意圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的線性調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域和頻域圖；
[0019] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種目標(biāo)回波仿真方法的流程示意圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種目標(biāo)回波仿真方法的流程示意圖；
[0021] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例三提供的軌跡點(diǎn)的R-D圖；
[0022]圖7是本發(fā)明實(shí)施例三提供的軌跡點(diǎn)的距離-多普勒-幅度三維圖；
[0023] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例三提供的入射角與幅度的坐標(biāo)圖；
[0024] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例三提供的真實(shí)飛行航線軌跡圖；
[0025] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例三提供的真實(shí)飛行航線與仿真飛行航線對(duì)比圖；
[0026] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種目標(biāo)回波仿真裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下將參照本發(fā)明實(shí)施例中的附 圖，通過實(shí)施方式清楚、完整地描述本發(fā)明的技術(shù)方案，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一 部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] 實(shí)施例一
[0029] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種目標(biāo)回波仿真方法的流程示意圖。所述方法可 適用于對(duì)雷達(dá)回波進(jìn)行構(gòu)造和仿真的過程中，可由目標(biāo)回波仿真裝置來執(zhí)行，所述裝置可 由軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)。參見圖1，本實(shí)施例提供的目標(biāo)回波仿真方法具體包括如下步驟：
[0030] S110、根據(jù)航線數(shù)據(jù)確定至少一個(gè)軌跡點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)。
[0031] 航線數(shù)據(jù)可以是從飛機(jī)真實(shí)飛行航線信息中提取的數(shù)據(jù)，一般包括飛機(jī)飛行時(shí)的 經(jīng)煒度信息、時(shí)間信息以及速度信息等。
[0032] 航線的數(shù)據(jù)可以從航空相關(guān)的網(wǎng)站獲取，也可以通過相關(guān)飛行的軟件獲取。參見 圖2,圖上顯示的是從哈爾濱到杭州的真實(shí)飛行航線，可以從Google地球中獲取包含有該航 線信息的kmz文件，并通過MATLAB編寫出讀寫函數(shù)將kmz文件轉(zhuǎn)化為地理經(jīng)煒度坐標(biāo)。經(jīng)過 轉(zhuǎn)化，得到1002組經(jīng)煒度坐標(biāo)。飛機(jī)在該航線的飛行總時(shí)間為3小時(shí)10分鐘，即190分鐘，得 到的每組經(jīng)煒度坐標(biāo)之間時(shí)間間隔是均勻的，為11.38秒。
[0033] S120、根據(jù)所述至少一個(gè)軌跡點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)和每個(gè)軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)速度構(gòu)造 雷達(dá)回波信號(hào)。
[0034] 雷達(dá)回波信號(hào)的構(gòu)造與雷達(dá)的工作原理相關(guān)。
[0035] 1、高頻雷達(dá)的基本工作原理如下：
[0036] 雷達(dá)以發(fā)射出去的電波經(jīng)目標(biāo)反射的回波的方式工作，回波信號(hào)的特性提供有關(guān) 目標(biāo)的信息。通過測(cè)量電波傳播到目標(biāo)并返回的時(shí)間可得到目標(biāo)的距離。目標(biāo)的方位通過 方向性天線(具有窄波束的天線）測(cè)量回波信號(hào)的到達(dá)角來確定。如果目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的，多普 勒效應(yīng)使接收的回波信號(hào)產(chǎn)生頻移，使得雷達(dá)能推導(dǎo)出目標(biāo)的軌跡或航跡，并能預(yù)測(cè)它將 來的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)雷達(dá)具有足夠高的分辨力時(shí)，在結(jié)合原有目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，能識(shí)別出 目標(biāo)的尺寸和形狀。
[0037] 雷達(dá)基本方程:設(shè)雷達(dá)發(fā)射功率為Pt，在自由空間中用各向均勻輻射天線發(fā)射時(shí)， 距雷達(dá)R遠(yuǎn)處任一點(diǎn)的功率密度式等于發(fā)射功率P t除以假想球的面積4JIR2，即
[0038]
(1-1)
[0039] 雷達(dá)天線增益為Gt時(shí)，距離雷達(dá)R處目標(biāo)被照射的功率密度Si為
[0040]
(1
[0041 ]雷達(dá)截面積σ表示目標(biāo)截獲雷達(dá)功率，假設(shè)目標(biāo)均勻地輻射，則在雷達(dá)處輻射回的 回波信號(hào)功率密度32為
[0042]
(1- 3)
[0043] 設(shè)天線有效接收面積為Ar，則雷達(dá)接收到回波功率Pr為
[0044] Pr = ArXS2 (1-4)
[0045] 當(dāng)接收到的回波功率Pr = Smin時(shí)，達(dá)到雷達(dá)最大作用距離Rmax，即最大探測(cè)距離，超 過這個(gè)距離后，雷達(dá)就不能有效地檢測(cè)到目標(biāo)了，其中，S min為雷達(dá)自身所能接收最小信號(hào) 功率。
[0046]
(1-5)
[0047] 雷達(dá)方程的基本形式：
[0048]
(U)
[0049] 高頻雷達(dá)用作目標(biāo)探測(cè)的主要信號(hào)形式為線性調(diào)頻信號(hào)。該信號(hào)頻率隨時(shí)間按線 性變化，線性調(diào)頻信號(hào)的實(shí)時(shí)頻率為
[0050] f = f〇+kt (1-7)
[0051 ]其中，f ο為載波頻率，則發(fā)射信號(hào)為
[0052]
(1 81 2 η
[0053] 回波信號(hào)為發(fā)射信號(hào)經(jīng)過m--時(shí)延后所得，故回波信號(hào)為 e
[0054]
0-9)
[0055] 2、脈沖壓縮過程
[0