11 雷达系统仿真方法汇总

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雷达系统设计与模拟

雷达系统设计与模拟雷达系统是一种利用电磁波来侦测物体并获得其位置、速度、大小和形状等信息的技术。

它在国防、交通、气象、地质勘探等领域有着广泛的应用。

为了更好地发挥雷达系统的作用，需要对其进行设计和模拟。

一、设计雷达系统的基本原理和步骤设计雷达系统需要首先了解其基本原理，即雷达利用电磁波与物体相互作用后，记录反射回波的时间、频率、强度等信息，从而获得物体的位置和速度等参数。

在此基础上，雷达系统的设计步骤如下：1.确定应用领域和任务需求：不同的领域和任务对雷达的性能和参数有不同的需求。

比如，军用雷达需要具有抗干扰能力和隐身侦测能力；民用雷达需要具有高精度和高灵敏度等特点。

2.确定设计参数：根据任务需求，确定雷达系统的频率、功率、天线、接收机等参数。

3.进行模拟仿真：利用仿真软件建立雷达系统模型，模拟雷达信号的传播和物体的反射。

通过仿真分析，优化雷达系统的性能和参数。

4.设计实验验证：对设计完成的雷达系统进行实验验证，验证其性能和参数是否符合预期。

二、雷达系统模拟的方法和技术雷达系统的模拟是指通过计算机软件模拟雷达信号的传播和反射等过程，从而预测雷达的性能和参数，并对其进行优化。

常用的雷达系统模拟方法和技术包括：1.有限差分时间域（FDTD）方法：FDTD方法是一种数值求解电磁场方程的方法，可以用于模拟雷达信号的传播和反射等过程。

它具有计算精度高、能耗低等优点。

2.物理光学（PO）方法：PO方法是一种基于物理光学理论的模拟方法，将电磁波视为光线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。

它具有计算速度快、适用于大尺寸目标等优点。

3.射线追踪（RT）方法：RT方法是一种基于几何光学理论的模拟方法，将电磁波视为射线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。

它具有计算快速、适用于多目标同时反射等优点。

三、雷达信号处理的方法和技术除了设计和模拟雷达系统外，还需要对雷达信号进行处理，以获得目标的位置、速度、大小和形状等信息。

某型军用雷达的仿真

某型军用雷达的仿真
为了提高军用雷达的性能，降低成本和风险，现代雷达系统设计通常会采用仿真技术进行验证和优化。

本文将介绍一种某型军用雷达的仿真方法。

为了进行仿真，需要建立雷达系统的数学模型。

该模型应包括雷达天线的特性、信号处理器的算法、目标和干扰源的模型以及环境的特征等。

雷达天线的特性包括天线增益、波束宽度和指向性等。

信号处理器的算法包括多普勒处理、脉冲压缩和目标检测等。

目标和干扰源的模型可以通过雷达反射强度的统计分布来描述。

环境的特征包括天气条件、噪声水平和信号传播等。

根据建立的数学模型，可以使用计算机仿真软件来进行雷达系统的仿真。

常见的仿真软件包括MATLAB、ADS和CST等。

仿真软件可以模拟雷达系统的运行过程，并生成相应的性能参数和图像输出。

通过对不同参数和场景的变化进行仿真，可以评估雷达系统的性能和指标，并进行优化设计。

进行仿真的结果可以用来验证和优化雷达系统的设计。

仿真结果包括雷达系统的工作性能、探测能力和跟踪精度等指标。

通过与理论计算和实验数据进行验证，可以验证雷达系统的模型的准确性和仿真的可靠性。

对于新型雷达系统的设计，仿真结果可以帮助设计人员进行参数调整和优化，提高系统的性能和可靠性。

某型军用雷达的仿真是一种有效和经济的方法，用于验证和优化雷达系统的设计。

通过建立数学模型、使用仿真软件和进行结果分析，可以评估雷达系统的性能并进行优化设计。

随着仿真技术的不断发展，军用雷达的设计和研发将更加高效和可靠。

某型军用雷达的仿真

某型军用雷达的仿真军用雷达作为现代战争中重要的电子设备，能够探测敌方目标并提供精确的目标位置信息，因此在军事上具有重要意义。

为了更好地设计和优化军用雷达系统，对其进行仿真分析是必不可少的一个环节。

本文将对某型军用雷达的仿真进行详细介绍。

一、军用雷达系统的基本原理军用雷达系统的基本原理是利用电磁波在自由空间中的传播特性，向周围环境发射脉冲电磁波，对目标进行探测，并通过接收回波信号来确定目标的位置和运动情况。

传统的军用雷达一般采用脉冲式工作方式，其基本原理如下：1.发射机发送脉冲信号，覆盖一定波段的频率范围；2.脉冲信号经过天线辐射出去，遇到目标后会反射回来；3.反射回来的信号被接收到，并经过一些信号处理电路后交由显示器显示出来。

1.需求分析：确定需要仿真的雷达系统的工作频段、发射功率、接收灵敏度等关键参数；2.系统建模：根据需求分析设计雷达系统电路结构，包括发射机、接收机、天线和信号处理电路等，并进行模型参数的设置；3.仿真运行：利用相应的仿真软件对雷达系统进行仿真运行，分析并记录仿真结果；4.结果分析：总结仿真结果，得出系统性能参数，并根据结果对系统进行进一步优化设计。

1.天线设计：天线是雷达系统中非常重要的部件，可以影响到雷达系统的探测范围和分辨率。

在某型军用雷达的仿真中，需要借助电磁场仿真软件对天线进行模拟设计，优化天线的工作效率和频带覆盖范围。

2.射频电路设计：射频电路是军用雷达系统中的关键部件之一，设计不当会影响到雷达系统的性能和精度。

在仿真过程中需要注意射频电路的参数设置，包括隔离度、带宽、插损等。

3.信号处理仿真：信号处理是雷达系统的重要环节，可以将采集到的电磁信号转化为可视化的图像，从而实现目标的识别和跟踪。

在某型军用雷达的仿真中，需要对信号处理电路进行详细的模拟和分析。

随着电子技术的不断发展，军用雷达的性能和功能不断提升。

目前，越来越多的军用雷达系统开始采用数字信号处理和卫星定位等技术，以提高雷达系统的精度和效率。

雷达电子战系统及其仿真

雷达电子战系统及其仿真标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]雷达电子战系统及其仿真现代高科技战争的特点是在整个战略纵深区域内大范围地争夺制电磁权、制空权及制海权，是一场强调整体的系统对系统、体系对体系的战争。

近几场以美国为主导的高技术局部战争也给我们以新的启示，那就是电子战已经从传统的一对一的设备之间的对抗，发展到系统与系统之间的对抗。

在系统对抗中，必须使用多种作战平台$多个电子战作战手段，在作战指挥中心的协调控制下，构成一个全方位、大空域、多频段、多手段的综合电子战作战体系。

1.雷达电子战的概念雷达电子战是电子战中的一个重要领域，它是以雷达及由雷达组成的系统为作战目标，以雷达干扰机、雷达侦察机等为主要作战装备，以电磁波的发射、吸收、反射、传输、接收、处理等形式展开的，是侦察、压制敌方电磁频谱的使用并增强我方电磁频谱使用有效性的作战行为。

雷达电子战系统包括雷达系统、雷达干扰系统、雷达抗干扰措施三个方面，雷达系统是测试和仿真的主要对象，雷达系统是通过向目标发射电磁波，从目标反射回来的回波信号提取目标信息，主要有远程警戒雷达、目标搜索雷达、跟踪雷达等各种不同的种类。

雷达抗干扰系统是通过施放或制造干扰信号破坏雷达的正常工作，使之不能正常的探测、测量和跟踪真正的目标。

根据有无源可以分为有源干扰和无源干扰。

有源干扰有脉冲干扰、连续波干扰及速度欺骗等等，无源干扰主要包括投放干扰丝形成干扰走廊、干扰云以掩护目标或欺骗对方等。

实际使用中各种干扰样式是可以组合使用的，使干扰效果更佳。

雷达电子战的发展和有效展开也离不开先进的雷达抗干扰技术和措施，雷达抗干扰的基本原理是阻止干扰环节链的形成，以及抑制干扰条件下雷达系统的输出干信比。

现代雷达的抗干扰主要在空域、时域和频域内全面开展，空域内的抗干扰措施主要有超低副瓣天线、副瓣对消、副瓣匿隐、单脉冲角度跟踪、相控阵天线扫频捷变和雷达组网等，频域的抗干扰措施主要有宽带频率捷变、窄带滤波、频谱扩展等，雷达在时域里的抗干扰措施主要有距离选通、抗距离拖拽、重频捷变等等。

雷达探测技术的建模与仿真

雷达探测技术的建模与仿真雷达探测是一种通过发射电磁波，利用物体对电磁波的反射信号来探测物体位置、速度、形状和性质的技术。

在军事、民用领域广泛应用，如导航、遥感、气象、交通等。

随着科技的快速发展，雷达探测技术也逐渐成熟。

在雷达探测技术的发展中，建模与仿真是不可或缺的环节。

建模与仿真可以模拟出雷达探测所需要的各类信号，探测效果，不同物体的反射情况，帮助设计和优化雷达系统。

一、建模建模是将实际事物或系统抽象为一定的数学或物理模型的过程。

在雷达探测的建模中，需要考虑到各类信号和反射物体的特性。

1. 信号模型雷达探测中常用的信号包括：线性调频信号（LFM信号）、相位编码信号和频率编码信号等。

在这些信号中，LFM信号是最常用的一种信号。

建立信号模型，可以方便的分析信号的特性，为后面的仿真提供数据支持。

2. 物体模型雷达探测的物体一般分为两类：散射体和目标。

在建立物体模型时，需要考虑到物体的理论反射系数、散射截面积、形状和材料等影响反射的因素。

将这些因素综合考虑，可以得到不同物体的反射特性，为后面的仿真提供数据支持。

二、仿真仿真是在计算机环境下，利用建立好的数学或物理模型进行系统模拟，以预测系统行为的技术。

在雷达探测的仿真中，需要考虑到仿真的环境和仿真的目的。

1. 仿真环境雷达探测的仿真环境一般分为两类：地面仿真和空中仿真。

地面仿真一般是在计算机软件中构建3D模拟环境，利用不同物体的局部坐标和相对位置，计算出雷达探测的反射特性，模拟出雷达扫描过程。

空中仿真则需要模拟天气、风速、飞行高度、飞行速度等因素，以获得更真实的仿真结果。

2. 仿真目的雷达探测的仿真目的一般分为两类：性能评估和仿真验证。

性能评估主要是根据系统设计指标，比如最大探测距离、空中控制指挥系统驱动优化后雷达跟踪过程的性能、远程干扰抗性等，从理论上预估雷达系统的性能。

仿真验证则是通过模拟真实环境，下小巴高平原、海面等相应地形的不同天气环境，模拟部署后的实际应用结果，验证所设计的雷达方案在实际应用中的可行性。

雷达系统仿真设计报告二

雷达系统建模与仿真设计报告雷达系统仿真设计报告设计报告二一、设计题仿真产生两到三种相关雷达杂波，并检验其概率分布和功率谱。

二、设计过程1．选择运用MATLAB 软件实现设计要求。

2．选择以下三种相关雷达杂波。

（1）相关高斯杂波；（2）非相干相关韦布尔杂波；（3）非相干相关对数正态杂波。

3．仿真产生相关高斯杂波（1）实现方法采用时域褶积法，这种方法是从给定杂波的功率谱密度着手，在时域产生相关序列的。

首先，由功率谱)(f S 求出它的采样值)(^f S n ，可以证明，离散随机过程的频谱采样间是相互独立的，于是，便可从线性滤波理论出发，将产生相关高斯随机序列看作是一种离散滤波过程，可得到滤波器的幅频响应的离散值)()(^^f S f H n n =显然，它是个实序列。

如果以)(^f X n 表示输入高斯白噪声的频谱采样值，则滤波器的输出谱可表示为)()()(^^^f H f X f y n n ∙=这样就可用傅里叶反变换表示滤波器的输出))((^f y ifft y n k =。

本设计中给出相关高斯杂波的功率谱密度函数为2exp()(22f ff S σ-=，f σ在编程中指定第3页共26页（2）相关高斯杂波仿真结果（1）参数f σ=100（3）相关高斯杂波仿真结果（2）参数f σ=20第4页共26页从图中可看出独立高斯杂波和相关杂波的区别。

3．仿真产生非相干相关韦布尔杂波（1）实现方法在对非高斯杂波的模拟中，Weibull 分布模型在很宽的条件范围内良好的与实验数据相匹配。

它能很好的描述多种杂波，包括地物杂波、海杂波和云雨杂波等。

而且瑞利分布式Weibull 分布的一个特例。

因此Weibull 分布杂波，特别是具有一定相关性的Weibull 分布杂波的模拟具有重要的意义。

Weibull 分布的概率密度函数为])(exp[)()(1p p q x q x q p x p -=-0≥x 式中，q 是尺度参数，表示分布的的中位数，p 是形状参数，表明分布的偏斜度。

雷达仿真的实施方案

雷达仿真的实施方案雷达仿真是一种重要的技术手段，它可以在雷达系统设计和研发的不同阶段发挥作用。

雷达仿真可以用于评估雷达系统的性能，优化雷达系统的设计，验证雷达系统的功能等，因此在雷达技术领域具有重要的意义。

下面将介绍雷达仿真的实施方案。

首先，进行仿真需明确仿真目标。

雷达系统的性能评估、设计优化和功能验证等都需要不同的仿真目标，因此在进行雷达仿真时，需要明确仿真的具体目标，以便对仿真结果进行准确的评估和分析。

其次，选择合适的仿真工具和模型。

在进行雷达仿真时，需要选择合适的仿真工具和模型，以保证仿真结果的准确性和可靠性。

常用的雷达仿真工具包括MATLAB、CST、FEKO等，而雷达仿真模型则包括雷达信号模型、目标散射模型、天线辐射模型等。

然后，建立仿真场景和参数。

在进行雷达仿真时，需要根据具体的仿真目标和需求，建立相应的仿真场景和参数。

这包括仿真环境的建立、雷达系统的参数设置、目标特性的定义等，以便进行仿真实验和数据分析。

接着，进行仿真实验和数据分析。

在建立好仿真场景和参数后，可以进行雷达仿真实验，并对仿真结果进行数据分析。

通过对仿真结果的分析，可以评估雷达系统的性能、验证雷达系统的功能、优化雷达系统的设计等，为雷达技术的研发和应用提供重要的参考和支持。

最后，进行仿真结果的验证和验证。

在进行雷达仿真后，需要对仿真结果进行验证和验证，以保证仿真结果的准确性和可靠性。

这包括与实际测试数据的对比分析、与理论计算结果的对比分析等，以确保雷达仿真结果的有效性和可信度。

总之，雷达仿真是一项重要的技术手段，它可以在雷达系统设计和研发的不同阶段发挥作用。

通过明确仿真目标、选择合适的仿真工具和模型、建立仿真场景和参数、进行仿真实验和数据分析、以及对仿真结果进行验证和验证，可以实施有效的雷达仿真，为雷达技术的研发和应用提供重要的支持和保障。

雷达显示器余辉仿真方法

Ｖｏ．３Ｎｏ１１６．．２Ｄｅ，０１ｃ２１
火力与指挥控制
Ｆｒｏｔｏ＆ＣｍｍａｄＣｎｒｌｉＣｎｒｌｅｏｎｏｔｏ
第３６卷第１２期２１年１０１２月
文章编号：０２０４（０１１－１００１０ —６０２１）２０８ —４
ＡｂｔａｔＲａａｉｐａｉｕａｉｎｉｈｍｐａｅｎｉｉｕｔｓｏａａｉｌｔｎｔｉａｅｓｒｃ：ｄｒｄｓｌｙｓｍｌｔｓｔｅｅｈｓｓａｄｄｆｃｌｉｆｒｄｒｓｍｕａｉ，ｈｓｐｐｒｏｆｅｏｍａｎｙｄｓｕｓｓｔｅｒａｉａｉｎｍｅｈｄｏｈｃｎｉｇｌｅａｔｒｌｗｓＤｅａｌｄｒｄｒｄｓｌｙａｔｍａｉａｌｉｌｉｃｓｅｈｅｌｔｏｔｏｆｅｓａｎｎｉｆｅｇｏ．ｔｉａａｉｐａｕｏｔｃｌｚｔｎｅｙｓａｃｉｇａｄｍａｕｌｅｒｈｎｆｆｅｇｏＳｍｕａｉｎ，ｓｌｅｈｒｂｅｆｔｅｄｓｌｙｓｍｕａｉｎｎｅｒｈｎｎｎａａｃｉｇｏｔｒｌｗｉｌｔｏｓａｏｖｄｔｅｐｏｌｍｓｏｈｉｐａｉｌｔ。ＩｏｔｉｐｐｒｔｅｓｍｕａｉｎｏａａｉｐａａｅｎＯｐｎｉｕａｉｎ，ａｄｐｅｅｔｈｏｒｓｏｄｎｈｓａｅ，ｈｉｌｔｆｒｄｒｄｓｌｙｉｂｓｄｏｅＧＬｓｍｌｔｏｓｏｎｒｓｎｓｔｅｃｒｅｐｎｉｇｏｅａｉｎｒｓｌ．Ｒｅｌｅｉｈｑａｉｉｕａｉｎｒｓｌｓｈｓｍｅｈｄａｈｅｅｏｄｓｍｕａｉｎｒｓｌ．ｐｒｔｅｕｔｏｓａｉｄｈｇｕｌｙｓｍｌｔｅｕｔ，ｔｉｔｏｃｉｖｓａｇｏｉｌｔｏｅｕｔｚｔｏＫｅｒｓｒｄｒｄｓｌｙ，ｆｅｇｏｃｎｎ３ｉｕａｉｎ，ｅｙｗｏｄ：ａａｉｐａａｔｒｌｗｓｓａｉｇ，ＤｓｍｌｔｏＯｐｎＧＬ

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I
cos0t
中频回波信号
相干振荡器
r (t ) a(t ) cos0t (t )
900移相器
sin0t
相位检波器低通滤波
A/D
Q
通过正交双通道处理获得基带信号（零中频信号、视频信号）：
I(t) + jQ(t) = aБайду номын сангаасt)exp[jφ(t)]
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雷达系统仿真
类比模拟——物理仿真
[美]R.L.米切尔著，陈训达译，雷达系统模拟，科学出版社，1982.7 TN955 M68 (Richard L. Mitchell, Radar Signal Simulation, Artech House, Inc. 1976)
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相参视频信号仿真
基带信号仿真
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
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相参视频信号仿真
基带目标回波信号仿真
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
18
相参视频信号仿真
基带目标回波信号仿真
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
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相参视频信号仿真
基带杂波仿真相参杂波产生方法（ZMNL、SIRP）
1、点目标模型 2、延伸目标散射模型
雷达系统组成及功能
现代雷达系统框图
T/R
伺服控制
发射信号
发射机
激励信号
激励器
终端显示系统
系统控制中心
回波信号
定时器
解调参考信号
上级作战指挥系统
接收机
信号处理机
数据处理机
通信接口
单基地机械扫描相参雷达系统组成框图
2018/12/17 哈尔滨工业大学电子工程系 2
雷达系统仿真
类比模拟——物理仿真
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
5
雷达系统仿真
数字计算机模拟——数字仿真（数学仿真的一种）
2018/12/17
哈尔滨工业大学电子工程系
6
雷达系统仿真
数字计算机模拟——数字仿真（数学仿真的一种）
两种基本的雷达系统数字仿真方法：
功能仿真、相参视频信号仿真
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功能仿真
功能仿真
雷达方程基本形式
丁鹭飞等，雷达原理(3rd)，西安电子科技大学出版社，2002，P128
功能仿真
雷达方程基本形式
PtGt Ar R [ ] 2 (4 ) Pr
2 0 2
1 4
1 4
G
4Ar
2
PtG R [ ] 3 (4 ) Pr
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雷达目标散射模型
延伸目标模型
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雷达目标散射模型
延伸目标模型
但当每个分辨单元内存在有几个散射体时，它们之间将产生干涉作用，所以每个散射体的相位就都很重要。因此当延伸目标上的散射体无法分辨时，采用纯确定性模型来估计雷达接收信号便存在困难。因此人们必须采用统计性方法来研究分辨单元内所产生的相位矢量的相干现象。
信号处理机：完成回波信号的分辨与处理（距离/速度/方位，检测估值）
数据处理机：完成目标的数据与情报处理（点迹、航迹等）终端显示系统：人机交互界面处理结果在终端显示器上显示系统控制中心：所有工作在系统控制中心控制下完成通信接口单元：完成与外部系统的数据通信
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11、雷达系统仿真方法
雷达系统组成及功能
1、雷达系统组成框图 2、雷达各分系统功能
功能仿真——实信号
1、基本雷达方程——威力范围估算 2、雷达门限检测——包络检测性能仿真
相参视频信号仿真——复信号+杂波
1、相参雷达正交双通道处理框图 2、基带目标回波信号仿真 3、基带杂波仿真
雷达目标散射模型
右图2.1为模拟检测过程的一般步骤组成的流程图。采用功能仿真方法时，大量的精力都花在根据目标与雷达的交会几何关系来计算信号及干扰的功率上。
功能仿真
雷达门限检测
功能仿真
雷达门限检测
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相参视频信号仿真
相参雷达正交双通道处理框图
相位检波器低通滤波 A/D
将P r
2 Pt A0 R [ ] 2 (4 ) Pr
1 4
Smin KT0 Bn Fn (S0 N0 )min
代入基本形式的雷达方程中，有：
Rmax
2 2 1 P G t 0 4 [ ] (4 )3 KT0 Bn Fn ( S0 N 0 ) min
Rmax
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雷达系统组成及功能
雷达各分系统功能
激励器：产生满足探测要求的雷达信号定时器：为测量提供时间同步和参考标准发射机：功率放大，满足探测目标的能量需求
发射天线：向空间定向辐射，系统功率转换成空间电磁能量
接收天线：接收目标回波，空间电磁能量转换成电信号接收机：完成对回波信号的模拟处理（变频/中频放大滤波）；
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雷达目标散射模型
延伸目标模型
2 1 P A t 0 4 [ ] (4 ) 2 KT0 Bn Fn ( S0 N 0 ) min
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功能仿真
雷达门限检测
1）门限检测雷达接收机组成
P (v )
P(r )
包络检波器门限
匹配接收机
kT0
（Ga, Bn, Fn)
检测器
数据处理及显示单元
门限电压 vT
需给定的杂波先验信息：
相参杂波幅度PDF 相参杂波PSD
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雷达目标散射模型
雷达目标散射模型
点目标模型
雷达目标散射模型
点目标模型
雷达目标散射模型
点目标模型
由于目标起伏性质对雷达性能影响很大，除振幅分布外，还必须规定起伏的速率。通常有脉间不相关、完全相关、部分相关等情况。
门限检测雷达接收机功能性原理框图 2）接收机噪声
◆噪声来源外部噪声：大气噪声、工业噪声、银河噪声、天线噪声；内部噪声：电路元、器、部件产生的噪声(振幅和相位随机起伏)；
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功能仿真
雷达门限检测
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雷达门限检测