[發明專利]超高速目標雷達回波的模擬方法及模擬器

在審

• 申請號: 201910163669.5
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109765535A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 黃海波
• 申請（專利權）人: 上海志良電子科技有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 上海大視知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31314
• 代理人: 蔡沅

本發明涉及一種超高速目標雷達回波模擬方法及模擬器，屬于雷達技術領域。采用了該發明的超高速目標雷達回波模擬方法及模擬器，其下變頻模塊利用正交解調技術將中頻信號解調至零中頻；再由時延與尺度變換模塊添加距離信息及超高速回波特性；由多普勒模塊添加速度信息；而后由上變頻模塊將零中頻信號調制至中頻產生回波模擬信號。從而能夠反應超高速目標回波的尺度變換現象和多普勒色散現象，大幅提高了雷達回波信號的模擬精度，特別適用于超高速目標雷達回波信號模擬，且本發明的超高速目標雷達回波模擬方法的實現方式簡單，實現成本低廉，本發明的超高速目標雷達回波模擬器的結構簡單，應用范圍也相當廣泛。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，特別涉及雷達模擬器技術領域，具體是指一種超高速目標雷達回波的模擬方法及模擬器。

背景技術

隨著軍事技術的發展，飛行器的運動速度不斷提高，研制針對超高聲速目標的雷達迫在眉睫。而驗證一款雷達的性能是否能夠滿足要求，需要實際測試。傳統的方法是使用飛行器來進行外場實驗，靈活性差，研發周期長，不利于現代雷達的快速研制。雷達模擬器是雷達技術與模擬仿真技術相結合的產物，通過軟硬件結合的方式產生目標回波信號，復現雷達回波信號的產生、傳遞等過程，用以模擬真實目標。

雷達發射的電磁波經目標反射后，波形會因目標的運動速度而發生變化，因此雷達回波包含了目標的速度信息，而目標相對于發射波的時間延遲則反映了目標和雷達之間的距離信息，雷達正是根據這兩個特征來探測目標。

對于運動目標，回波相對于發射信號在時域上存在壓縮或展寬效應，當目標靠近雷達運動時，呈現壓縮效應；當目標遠離雷達運動時呈現展寬效應。這種時域上的變化必然會引起信號頻譜的變化，即為多普勒色散現象。當目標速度較低且雷達信號積累時間較短時，回波的尺度變換現象對雷達系統檢測性能的影響很小，可以忽略；當目標速度較低且雷達信號帶寬較窄時，多普勒色散現象對雷達系統性能的影響很小，也可以忽略；但當目標做超高聲速運動時，回波的尺度變換現象和多普勒色散現象就不能忽略了。

設目標相對于雷達的徑向速度隨時間的變化關系為v(t)，0時刻目標與雷達之間的距離為R，電磁波的發射時刻為t_s，接收時刻為t_r，電磁波與目標相遇時刻為t，光速為c，根據雷達與目標之間距離的變化與電磁波傳播規律，可以得到

上式描述了t時刻打在目標上的電磁波分別是在什么時刻發射和接收的，發射時刻t_s和接收時刻為t_r都是時刻t的函數，令t_s和t_r對t求導并相除得到

上式即為回波相對于發射信號的瞬時尺度變換因子，它由電磁波打到目標上時目標的徑向速度決定。

令則有

dt_s＝α(t_r)dt_r

其中，α(t_r)的物理意義是t_r時刻接收到的回波相對于發射波時間t_s的尺度變換因子。對上式兩邊求積分可得：

式中，Δt₀時一個常數，其值可令t_r＝0求解。因此t_r時刻接收到的電磁波時在時刻發射的，設發射波形為S_s(t)，回波信號表達式為S_r(t)，則有

若已知發射信號S_s(t)，雷達回波信號由目標速度v(t)和0時刻目標與雷達間距離R唯一確定。