[發明專利]一種基于MATLAB的雷達導引頭仿真分析系統及方法

在審

• 申請號: 202211218173.1
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115470652A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 張靜;任靜晶
• 申請（專利權）人: 貴州航天電子科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/14;G06K9/00
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 石麗

1.一種基于MATLAB的雷達導引頭仿真分析系統，包括參數輸入模塊和仿真結果輸出模塊，其特征在于，所述參數輸入模塊分別與依次連接的回波信號建模模塊、天線建模模塊、接收機建模模塊、信號處理器建模模塊、伺服系統建模模塊相連接，回波信號建模模塊、天線建模模塊、信號處理器建模模塊和伺服系統建模模塊分別與仿真結果輸出模塊連接。

2.一種基于MATLAB的雷達導引頭仿真方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：參數輸入模塊接收目標參數、系統級參數、模塊級參數；

步驟2：回波信號建模模塊讀入目標參數，根據目標參數中的不同波形類型建立對應波形的基本模型，并計算每個脈沖周期對應的彈目距離所產生的延遲時間，將對應的延遲時間加入基本模型中，獲得回波模擬信號；

步驟3：天線建模模塊從參數輸入模塊中獲取模塊級參數中的方向圖測試數據，采用最小二乘法將數據擬合成多項式系數矩陣P＝[a1 a2 a3 a4]，并建立方向圖模型：

y＝a4x³+a3x²+a2x+a1

其中，y為天線增益，x為目標角度，a1、a2、a3、a4為方向圖測試數據擬合出來的多項式系數；

此方向圖模型為一個通道的方向圖模型，三個通道采用同樣的方法建立方向圖模型，將目標角度送入方向圖模型得到對應的和、差三通道增益，將回波模擬信號分別與和、差三通道增益相乘，得到和、差三通道信號；

步驟4：接收機建模模塊從參數輸入模塊獲取模塊級參數，利用模塊級參數中的中頻頻率、帶寬、噪聲系數建立接收濾波器，將和、差三通道信號進行接收濾波；

步驟5：信號處理器建模模塊從參數輸入模塊獲取模塊級參數，利用模塊級參數中的采樣頻率、等效時間常數、檢測信噪比、積累點數，對濾波后的和、差三通道信號進行快速傅里葉變換、脈沖壓縮、動目標檢測處理，在時域或頻域進行恒虛警檢測，檢測到信號凸點且信號大于檢測信噪比門限即確認為是目標信號，對目標信號進行處理實現單脈沖測角、多普勒頻率測速、脈沖延遲測距。

脈沖延遲測距，在時域檢測目標信號獲得脈沖延遲信息；

多普勒頻率測速，在頻域檢測目標信號獲得多普勒頻率信息。

單脈沖測角，通過對比目標信號的和、差三通道信號的和差信號幅度比值，與天線建模模塊中得到的和、差三通道的和差信號幅度比值，從而得到信號偏離的角度大小。

步驟6:信號處理器建模模塊將單脈沖測角、多普勒頻率測速、脈沖延遲測距得到的仿真結果送至仿真結果輸出模塊，形成數據文件保存，并以數據、圖表的形式顯示仿真結果。

3.根據權利要求2所述的一種基于MATLAB的雷達導引頭仿真方法，其特征在于，步驟2所述的不同波形類型波形包括間斷連續波、固定頻率脈沖信號、線性調頻脈沖信號，其中間斷連續波和固定頻率脈沖信號基本模型為：

式中A為信號幅度、為寬度為τ的矩形脈沖，w₀為連續波頻率。

線性調頻脈沖信號基本模型為：

式中，τ為信號脈寬、為寬度為τ的矩形脈沖、f₀為雷達中心頻率、μ為線性調頻系數，B是線性調頻信號帶寬。

延遲時間為：

其中，R₀為初始距離，V為目標徑向相對速度，T_r為脈沖重復周期，n為脈沖序號，c為光速；

將延遲時間加入基本模型中，間斷連續波和固定頻率脈沖信號為：

線性調頻脈沖信號為：

。

4.根據權利要求3所述的一種基于MATLAB的雷達導引頭仿真方法，其特征在于，對不同波形類型的信號進行處理，其中：

間斷連續波，進行快速傅里葉變換處理；

線性調頻信號，進行脈沖壓縮、動目標檢測處理；

固定頻率脈沖信號，進行快速傅里葉變換、動目標檢測處理。