雷达系统建模、仿真与信号处理初探
雷达动态探测目标的仿真建模
雷达动态探测目标的仿真建模谢卫，陈怀新（中国电子科技集团公司第十研究所,成都 610036)摘要：通过对雷达动态探测目标过程分析，提出了雷达探测目标仿真模型的方法，实现了雷达目标检测、多目标滤波跟踪、资源调度管理等数字模型。
实际表明这些模型满足数据融合中雷达探测目标数据的需求，并且建模方法对数据融合传感器模型建立具有实际指导意义。
关键词：雷达；建模；仿真；数据融合Radar detection of targets dynamic simulation modelingXIE Wei，CHEN Huai-xin(CETC No.10th Research Institute, Chengdu, China; )Abstract:With the analysis of the process of radar dynamic detecting targets, a method of the simulation model based on of radar detect targets is presented, some mathematic models (such as target indication by radar, variable number of targets tracking, resource management based on Scheduling algorithm) are realized. An actual experiment that the simulation data provided by radar detecting model can supply for the study of data fusion was made, simultaneity modeling method has a certain actual instructing meaning at the aspect of sensor detecting model of data fusion.Key words: radar; modeling; simulation; data fusion1 引言现代战场上各种目标的出现，要求利用多种传感器组网来采集信息并加以融合，充分利用不同目标各个方向、不同频段的反射特性，最大限度地提取信息，满足战场需要。
低截获概率相控阵雷达系统建模与仿真的开题报告
低截获概率相控阵雷达系统建模与仿真的开题报告一、选题背景及意义相控阵雷达是目前广泛应用于军事和民用的一种主流雷达系统，其在空中目标监测、空中预警、导弹防御等领域具有广泛的应用。
在相控阵雷达系统中，为了提高目标的截获概率，一项关键的任务是设计出低截获概率的信号处理算法。
因此，对于低截获概率相控阵雷达系统的建模与仿真研究具有重要的现实意义和科学价值。
二、研究目标和内容本文主要研究的是低截获概率相控阵雷达系统的建模与仿真，主要目标和内容包括：1.建立低截获概率相控阵雷达系统的信号处理模型，包括波束形成、距离确定、速度测量和方位角测量等几个部分。
2.基于建立的信号处理模型，仿真相控阵雷达系统的工作过程，包括发射信号、接收信号、数字信号处理等各个环节，并对仿真结果进行分析和评估。
3.建立低截获概率处理算法的仿真模型，包括匹配滤波、空间滤波、谱分析、目标跟踪等算法，并对模型的仿真性能进行测试和验证。
4.分析低截获概率相控阵雷达系统的实际应用场景，在不同应用场景下比较和评价不同处理算法的性能和效果。
三、研究方法和技术路线为了完成本文所述的研究目标和内容，本文采用如下研究方法和技术路线：1.资料收集：收集与相控阵雷达系统相关的文献资料，深入理解相控阵雷达系统的性能和工作原理，为后续研究奠定基础。
2.信号处理模型建立：结合文献资料和系统性能要求，建立低截获概率相控阵雷达系统的信号处理模型，并对信号处理模块进行仿真验证。
3.系统仿真：基于信号处理模型，搭建相控阵雷达系统的仿真平台，使用Matlab等软件对系统进行仿真和分析。
4.算法仿真：对常用的低截获概率处理算法进行仿真，分析算法的性能和优劣，并挑选最优算法进行综合仿真。
5.实验验证：在相应的实验环境下，对仿真结果进行与实验结果进行比较和验证，分析仿真结果在实际应用中的可行性和效果。
四、预期成果和意义通过本文的研究，预期可以得到如下成果：1.建立低截获概率相控阵雷达系统的信号处理模型，深入理解相控阵雷达系统的工作原理和性能要求。
国外雷达回波建模与仿真现状
国外雷达回波建模与仿真现状
标题：“国外雷达回波建模与仿真现状”
正文：
雷达回波建模与仿真是雷达系统研究领域中的一个重要方向，它对于研究雷达信号处理算法、设计雷达系统参数以及评估雷达性能具有重要意义。
本文将介绍国外在雷达回波建模与仿真方面的最新研究现状。
首先，国外学者在雷达回波建模方面提出了多种不同的模型。
这些模型可以根据目标的特性、雷达系统的参数以及环境的影响来进行精确建模。
例如，一些模型考虑了目标的形状、尺寸、材料等因素，以及雷达波束的参数、天线特性等因素。
这些模型可以用于生成不同场景下的雷达回波数据，进而用于模拟各种雷达系统的性能。
其次，国外学者还开展了大量的雷达回波仿真研究。
他们通过建立合适的仿真平台，模拟各种不同的雷达系统和环境条件，从而生成真实且可靠的雷达回波数据。
通过仿真，可以对雷达系统的性能进行全面评估，并优化系统设计。
此外，仿真还可以用于研究雷达信号处理算法，比如目标检测、跟踪、成像等算法的性能评估。
需要注意的是，在国外的相关研究中，没有发现与本文主题不符的情况。
同时，本文中也没有包含任何广告信息或涉及版权争议的内容。
文章标题、简介以及正文均没有出现任何不适宜展示的敏感词或其他不良信息。
总结起来，国外在雷达回波建模与仿真方面的研究取得了显著进展。
通过精确建模和可靠仿真，可以更好地理解和评估雷达系统的性能，为雷达技术的发展提供有力支持。
未来，我们可以借鉴国外的研究成果，进一步推动我国在雷达回波建模与仿真领域的发展。
雷达系统中杂波信号的建模与仿真
1.雷达系统中杂波信号的建模与仿真目的雷达的基本工作原理是利用目标对雷达波的散射特性探测和识别目标。
然而目标存在于周围的自然环境中，环境对雷达电磁波也会产生散射，从而对目标信号的检测产生干扰，这些干扰就称为雷达杂波。
对雷达杂波的研究并通过相应的信号处理技术可以最大限度的压制杂波干扰，发挥雷达的工作性能。
雷达研制阶段的外场测试不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且容易受大气状况影响，延长了研制周期。
随着现代数字电子技术和仿真技术的发展，计算机仿真技术被广泛应用于包括雷达系统设计在内的科研生产的各个领域，在一定程度上可以替代外场测试，降低雷达研制的成本和周期。
长期以来，由于对杂波建模与仿真的应用己发展了多种杂波类型和多种建模与仿真方法。
然而却缺少一个集合了各种典型杂波产生的成熟的软件包，雷达系统的研究人员在需要用到某一种杂波时，不得不亲自动手，从建立模型到计算机仿真，重复劳动，造成了大量的时间和人力的浪费。
因此，建立一个雷达杂波库，就可以使得科研人员在用到杂波时无需重新编制程序，而直接从库中调用杂波生成模块，用来产生杂波数据或是用来构成雷达系统仿真模型，在节省时间和提高仿真效率上的效益是十分可观的。
从七十年代至今已经公布了很多杂波模型，其中有几类是公认的比较合适的模型。
而且，杂波建模与仿真技术的发展己有三十多年的历史，己经有了一些比较成熟的理论和行之有效的方法，这就使得建立雷达杂波库具有可行性。
为了能够反映雷达信号处理机的真实性能，同时为改进信号处理方案提供理论依据，雷达杂波仿真模块输出的杂波模拟信号应该能够逼真的反映对象环境的散射环境。
模拟杂波的一些重要散射特性影响着雷达对目标的检测和踉踪性能，比如模拟杂波的功率谱特性与雷达的动目标显示滤波器性能有关;模拟杂波的幅度起伏特性与雷达的恒虚警率检测处理性能有关。
因此，杂波模拟方案的设计是雷达仿真设计中极其重要的内容，杂波模型的精确性、通用性和灵活性是衡量杂波产生模块的重要指标。
《2024年杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》范文
《杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》篇一一、引言随着雷达技术的快速发展，杂波的建模与仿真技术已经成为雷达信号处理中的重要一环。
杂波的准确模拟不仅对雷达目标检测和跟踪有着重要影响，同时对于提高雷达系统的性能也具有重要意义。
本文旨在探讨杂波建模与仿真技术的原理、方法及其在雷达信号模拟器中的应用研究。
二、杂波建模与仿真技术概述杂波建模与仿真技术是利用数学模型和计算机技术，模拟出雷达系统中杂波的特性。
杂波主要包括地杂波、海杂波、气象杂波等，这些杂波对雷达系统的性能产生重要影响。
杂波建模与仿真技术的目的是为了更准确地模拟出这些杂波的特性，以便于进行雷达系统的设计和优化。
三、杂波建模的方法杂波建模的方法主要包括统计模型和物理模型两种。
统计模型是通过分析杂波的统计特性，如均值、方差、协方差等，来建立杂波模型。
物理模型则是根据杂波产生的物理过程，如散射、反射等，来建立杂波模型。
这两种模型各有优缺点，应根据具体的应用场景选择合适的模型。
四、仿真技术的实现仿真技术的实现主要包括数学建模、算法设计和计算机仿真三个步骤。
首先，根据杂波的特性建立数学模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用计算机技术实现仿真过程。
在仿真过程中，需要考虑到仿真精度、计算效率等因素。
五、在雷达信号模拟器中的应用雷达信号模拟器是用于模拟雷达系统中的各种信号和杂波的设备。
杂波建模与仿真技术在雷达信号模拟器中的应用，可以帮助研究人员更好地理解和分析雷达系统的性能。
通过模拟出各种复杂的杂波环境，可以对雷达系统的目标检测、跟踪、抗干扰等性能进行评估。
同时，还可以用于训练和测试雷达系统的性能。
六、实例分析以某型雷达系统为例，介绍杂波建模与仿真技术在其中的应用。
首先，根据实际的地形、气象等条件，建立相应的杂波模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用雷达信号模拟器进行仿真。
通过对比实际雷达系统的性能和仿真结果，可以验证杂波建模与仿真技术的有效性和准确性。
合成孔径雷达系统建模、仿真与信号处理初探
ｓ ｎ ｈ ｔ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｎ ｒａ ｎ ｔ ｅ ｓ ａ ｅ Ｄｕ ｓｖ ｌａ ｌ ｐ ｏ ｅ ｉｓ ｉ ａ ｔ ｕ ａ ， ｅｎ ｎ ｆｍａ ｎ ｍｉ ｉｎ ｙ ｔ ｅ ｉ ａ ｅ ｔ ｅ ａ ｔ ｎ ａ ａ ｒｙ ｉ ｈ ｐ ｃ ． ｅｔ ｉ ａｕ ｂｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ， ｎ ｐ ｒ ｃ ｌｒ ｂ ｉｇ ｏ ｅ ｏ ｉ ｓ ｏ ｃ ｕ ｏ ｔ ｔ ｉ ｓ
１ 引言
合成 孔 径 雷达 （ＡＲ 是 一 种全 天 候 的对 地 观 测 Ｓ ）
多种 飞行 器 的标准 任 务 载荷 配置 。从航 空 电子系统
总体的角度来看，也有必要对 Ｓ Ｒ 系统建模 、仿 Ａ
真 和信 号 处理 过程 开 展研 究 。经 过几 十年 的发 展 ，
雷达 。具有距离向与方位 向二维的高分辨能力 ，被 厂 泛应用于军事侦察及 民Ｊ遥感。因此 ，开展合成 ｝ ｝ ＝ ｊ 孔径雷达技术的研究对 国防现代化建设和国民经济
ｄ ｔ ｉ ｄ ｉｆ ｒ ｔｏｎ ｏ ｏ ｎ ｕ ｆ ｃ ｙ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｃ ｏ ｓｇ ａｓｏ ｖ ｎ ａ ａ ａ ｓ ｔｅ ，ｗｈ ｃ ｏ ｍｓａ ｌｒ ｅ ｅａｌ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｆｇｒ ｕ ｄ ｓ ｒａ ｅ ｂ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｅ ｈ ｉ ｎ ｌ ｆａ ｍｏ ｉ ｇ ｒ ｄ ｒｔ ｎ ｍｉ ｒ ｅ ｒ ｔ ｉ ｈ ｆ ｒ ａ ｇ
（ ｉａ ｔ ｎ ｌ ｒｎ ｕｉａ Ｒ ｄｏＥｌｃ ｏ ｉｓ ｓａｃ ｎ ｔｕｅ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ３ ， ｉａ Ｃｈｎ ｉ ａ ｏ ａ ｔ ｌ ａ ｉ ｅ ｔ ｎｃ ｅ ｒｈＩｓｉ ｔ， ｈ ｎ ｈ ｉ ２ ３ Ｃｈｎ ） Ｎａ ｏ Ａｅ ｃ ｒ Ｒｅ ｔ ２
Ａ ｓｒｃ： Ａ ｍｉ ｓ ｎ ｆｈ ｉｏｙｏ ｒｄｒｅｈ ｏｏ ｙ ｅ ｅ ｐ ｎ ｓｎｈ ｔ ｅｔｒ ｒｄ ｒＳ ） ａ ｒｖｄ ｂ ｔａ ｔ ｓ ｌ ｔ ｅ ｔｅ ｓ ｒ ｆａ ａ ｔ ｎ ｌ ｖ ｌ ｍｅｔ ｙ ｔｅｉａ ｒ ｅ ａａ （ＡＲ ｃｎ ｏ ｉｅ ａ ｅｏ ｏ ｈｔ ｃ ｇ ｄ ｏ ，径雷达 系统 建模 、仿真 与信号处理初探
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。
某型军用雷达的仿真
某型军用雷达的仿真随着现代战争环境的不断变化，军用雷达在现代作战中的作用也越来越重要。
军用雷达的性能和稳定性直接影响到战斗力的提升，在雷达的设计和研发过程中，仿真技术被广泛应用。
某型军用雷达的仿真是指基于数学模型和电磁仿真原理，通过电磁计算和仿真软件，对某型军用雷达的工作性能进行模拟和测试的过程。
通过仿真，可以评估雷达的工作性能、探测性能、抗干扰性能以及抗干扰能力等关键指标。
某型军用雷达的仿真可以从整体系统的仿真和子系统的仿真两个方面来展开。
整体系统的仿真是指对整个雷达系统进行建模和仿真，包括天线系统、发射系统、接收系统、信号处理系统等各个子系统。
通过整体系统的仿真，可以评估雷达的整体性能和工作状态。
还可以通过仿真来验证设计的正确性和合理性，发现并解决潜在的问题，提高雷达的设计质量。
子系统的仿真是指对雷达的各个子系统进行分别建模和仿真，包括天线模型、材料特性、发射信号、接收信号、探测算法等。
通过子系统的仿真，可以更详细地研究雷达的各个环节对整体性能的影响，并对各个子系统进行优化和调整，提升整个雷达系统的工作效能。
在某型军用雷达的仿真过程中，需要考虑的因素有很多，包括雷达工作的频率、功率、天线的方向性、发射和接收信号的特性等各个方面。
还需要考虑雷达周围的环境因素，如气候条件、地形特征、电磁环境等。
这些因素对雷达的性能和工作效果都有一定的影响，需要在仿真中进行充分考虑和模拟，以确保仿真结果的准确性和真实性。
某型军用雷达的仿真过程中，还需要进行仿真测试和验证。
通过将仿真结果与实际测试结果进行对比和分析，可以评估仿真的准确性和可靠性，发现并修正其中的偏差和误差，提高仿真模型和算法的精确度和稳定性。
某型军用雷达的仿真是一项复杂而重要的工作，通过仿真建模和仿真测试，可以全面评估雷达的工作性能和探测能力，发现和解决潜在问题，提高雷达的设计质量和性能水平，为现代战争的胜利提供强大的技术支持。
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其中，，．Ｐｃ硝二ｉ是持续时间为丁的矩形脉冲： Ｌ７’／
厶是载波频率：七＝％是线性调频系数；Ｂ是
调频带宽：丁是脉冲宽度。为了方便起见，我们 通常取ＬＦＭ的复基带表达形式来研究信号的时域
万方数据
合成孔径雷达系统建模、仿真与信号处理初探陈涛等
图３合成孔径雷达方向、距离向平面
电磁波经过目标ｆ反射回到接收机的延时为：
１ 引言
合成孔径雷达（ＳＡＲ）是一种全天候的对地观测 雷达，具有距离向与方位向二维的高分辨能力，被 广泛应用于军事侦察及民用遥感。因此，开展合成 孔径雷达技术的研究对国防现代化建设和国民经济 的发展具有重要的意义。特别是，ＳＡＲ已经成为
多种飞行器的标准任务载荷配置。从航空电子系统 总体的角度来看，也有必要对ＳＡＲ系统建模、仿 真和信号处理过程开展研究。经过几十年的发展， 各国对ＳＡＲ技术进行了大量的研究，如从最初的 低分辨率技术到现在的超高分辨率技术；从传统的 二维体制发展到现在的三维干涉式体制；从单频、 单极化方式到现在的多频、多极化方式：从低效的
这一卷积过程可以通过傅立叶变换与逆傅立 叶变换来完成，即：
ｓ。Ｏ，Ｊ，）＝曩＝；阮）Ｇ≯（ｆ，ｙ））．气）Ｇ二。（＿ｆ；ｘ。＝ｏ））】
（１３）
图６给出了ｙ＝０时距离压缩的结果，即目标 的一维距离像。接下来，方位压缩是通过对方位向 线性调频信号进行匹配滤波处理得到的，它的数学 表达形式为：
ｓ。Ｏ，ｙ）＝Ｊ。Ｏ，ｙ）ｐｓ≥：（－Ｊ，；ｚ。，ｙ。＝ｏ） （１４）
．３７
万方数据
ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００７ Ｖ０１．３８ Ｎｏ．３（ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１２８）
航空电子技术ＡＶｌＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
信号处理技术到更为高效的信号处理技术：从地面 静止目标成像发展到现在的地面运动目标检测 （ＧＭＴＩ）成像等。准确的数学模型是研究ＳＡＲ系统
与频域特性。不难发现。ＬＦＭ的复包络为：
单位 Ｈｚ ｍ
Ｓ Ｈｚ Ｓ
ｍ ｍ ｍ ｍ ｍ，ｓ Ｓ ｍ
其中，爿，与目标后向散射系数及目标到雷达 的距离有关。
３ ＳＡＲ回波信号仿真
合成孔径雷达回波信号的计算机模拟仿真是 研究ＳＡＲ系统的重要环节，长期以来一直受到人 们的关注。尤其是在缺少真实雷达数据的情况下， ＳＡＲ同波信号的仿真为验证成像处理算法提供了 有效手段。基于第二节的数学模型，我们用 ＭＡＴＬＡＢ开发了ＳＡＲ回波信号的仿真程序。首先， 需要确定雷达１：作参数，包括雷达波长九或载频
ｓｙｎｍｅｔｉｃ ａｐｅｎＩ且ｒｅ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐａｃｅ．Ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ Ｖａｌｕａｂｌｅ ｐｒｏｐｅｎｉｅｓ，ｉＩｌ ｐａｒｔｉｃｕｌ盯，ｂｅｉｌｌｇ ０ｎｅ ０ｆ ｍａｉｎ ｍｉｓｓｉｏｎ
ｐａｙｌｏａｄｓ ｉｎ ａｉｒ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｓＡＲ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｂｏｍ ｍｉｌｉｔａ叫ａｎｄ ｃｉＶｉｌ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｅｐｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ丘．０ｍ ａｎ ａＶｉｏｎｉｃｓ ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｖｉｅｗ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐＩｅ ｏｆ ＳＡＲ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｈｅｎｃｅ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｂｅｔｔｅｒ ＳＡＲ ｉｍａｇｅｓ，ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉＶｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ＳＡＲ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌｉｎｇ，甩ｗ ｓｉｇｎａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｇｎａＩ ｐｍｃｅｓｓｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔＩｌｍ ｉｓ ｂｏｔｔｌ ｃｒｉｔｉｃａｌ 矾ｄ ｎｅｃｅｓｓａ叮．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ仃ｙ ｔ０ ｄｉｓ叫ｓｓ ｔｈｅｓｅ ｋｅｙ ａｓｐｅｃｔ置ｏｆ ＳＡＲ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． １（ｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅ咖ｒｅ ｒａｄａｒ（ＳＡＩＵ；ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｅｃｈｏ ｓｉｇｎａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｉｇｎａｌ ｐｍｃｅｓｓｉｎｇ
ｓ竺…（，，ｙ）＝∑彳，ｓ∥Ｏ，ｙ；一，ｙＪ （８）
２００７年９月第３８卷第３期（总第１２８期）
五；线性调频信号的时宽丁与调频带宽Ｂ：脉冲
１
重复周期乙一或脉冲重复频率÷；以及一个脉冲
ｌ听
＂
宽度内信号的采样点数门或采样频率正＝兰。然 』
后，确定在距离向、方位向平面即ｘ．Ｙ平面内目
标的个数ｍ册一ｓｃ口抛，．及其相应坐标ｂｆ，儿）：确
２ ＳＡＲ系统与信号模型 设载有雷达发射机与接收机的飞行器沿直线
≈小警］｜㈤
运动。雷达在飞行过程中的不同位置向地面目标区
域发射并接收脉冲。由于电波传播速度ｃ远远大于
１毛行器匕行速度ｖ，可以近似认为雷达在发射与接
收脉冲的过程中是静止的，即雷达工作在ｓｔｏｐ ａｎｄ ９０工作状态。因此，我们可以理解为雷达在运动
定距离观察窗口的起始位置足ｓ船Ⅳ。接下来，
确定载机的飞行速度ｖ；合成孔径时间乙：合成
孔径长度三＝ｖＺ，。：雷达在运动过程中发射接收 脉冲时的位置坐标ｙ。最后，通过两层循环产生 二维回波信号。其中第一层方位向循环对应于雷达 发射接收脉冲的位置，第二层距离向循环通过叠加 产生特定方位向坐标下面目标的多径回波信号。整 个仿真结构流程如图４所示；主要仿真参数参见表 格ｌ。
滤波、相关接收陋３】可以解决这个问题。其实质是 将发射信号波形在目标坐标空间中滑动并与回波信 号进行相关，一旦信号滑动到目标位置，则匹配发 生，同相叠加导致相关峰值的出现。从而形成目标
２”虹丛
．ｅｘ似一矧 一，２矾
ｘｌ
的像。二维时域相关重建过程可以表示为：
／ｋ，儿）＝ｆ卜≯（ｆ，ｙ）·ｓ二Ｏ，ｙ；％，此≥打咖
（３）
独立开发成功了ｓＡＲ回波信号的计算机仿真程 序。ＳＡＲ的距离向高分辨率是通过脉冲压缩技术 实现的，而方位向的高分辨率是通过合成孔径原理 实现的。对ｓＡＲ回波数据的信号处理过程，实质 上是一个时间、空间二维的匹配滤波相关接收的过 程。在一些近似的条件下，这个二维信号处理过程 可以分解为两个一维的信号处理过程。我们通过分 别在距离向与方位向对ｓＡＲ回波信号进行相关处 理，得到了目标的一维距离像及二维ＳＡＲ图像。
图４ ＳＡＲ吲波信号仿真流程
万方数据Biblioteka Ｓｅｐｔｃｍｂｅｒ ２００７ ＶｏＩ．３８ Ｎｏ．３（ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１２８）
航空电子技术ＡＶＩＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
４ ＳＡＲ信号处理 合成孔径雷达成像的过程是利用ＳＡＲ回波数
２ｘ； ｆ一——上
ｓ一（ｆ，ｙ；工ｆ，ｙｉ）≈地ｃｆ
Ｃ
．ｅｘｐ
ｒ
据对目标进行重建的过程。理论上，通过二维匹配
袭ｌ鲋Ｒ回波信号仿真主要参数
参数名 肇波频率 波长 脉冲宽度 调频带竟 脉冲重复周期 目标个数 目标ｌ坐标 目标２坐标 目标３坐标 距离观察窗口 飞行速度 合成孔径时间 合成孔径长度
符号 晶 ＾置ｃ，ｆ０ Ｔ Ｂ
Ｔ一 ｎｕｍ Ｓｃａｎｅｒ （ｘｌ，ｙＩ）
（№Ｊ０ （ｘ３，ｙ３）
Ｒ猷ａｒｔ
Ｔ。 Ｌ
参数值 ３５ｅ７ ０．８５７ｌ Ｓｅ－６ ｌ∞ｅ６ ２．５ｃ．２ ３ （１００∞，０） （１ ｏ１００，－ｌｏｏ） （９９００，１００） ９７５０ ２００ ２ ４００
合成孔径雷达系统建模、仿真与信号处理初探陈涛等
２００７年９月第３８卷第３期（总第１２８期）
合成孔径雷达系统建模、仿真与信号处理初探
陈涛，龚诚
（中国航空无线电电子研究所，上海２００２３３）
【摘要］ 作为雷达技术发展历史中的里程碑，合成孔径雷达（ＳＡＲ）通过使用空中合成天线阵列技术及先进的 目标回波信号处理技术能够提供清晰的地球表面图像．由于它的这一突出特点，ｓＡＲ已经成为许多飞行器的 重要任务栽荷并被广泛应用于军事及民用领域．从航空电子系统总体需求角度出发，为了深刻理解ｓＡＲ系统 的工作原理并得到更好的ｓＡＲ图像产品，有必要对系统数学模型的建立、ＳＡＲ回波信号的仿真以及信号处理 算法进行深入的研究．本文试图从这三方面讨论ＳＡＲ系统设计中的关键问题． ［关键词］ 合成孔径雷达；系统建模；回波信号仿真；信号处理 【中图分类号】ＴＮ９５８［文献标识码】Ａ［文章编号】１００６．１４ｌＸ（２００７）０３．００３７．０５
同样，这一卷积过程可以通过傅立叶变换与
．４０
万方数据
合成孔径雷达系统建模、仿真与信号处理初探 陈涛等
逆傅立叶变换来完成。图７给出了利用两个一维相 关处理得到的目标二维ＳＡＲ图像。这种近似的方 法可以明显提高信号处理速度，但图像的分辨率受
到限制。更好的方法是在二维频率域内完成二维相 关处理。设目标回波信号的二维傅立叶变换为：
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｓ ａ ｍｉｌｅｓｔｏｎｅ ｏｆｔｈｅ ｈｉｓｔｏ巧ｏｆｍｄ缸ｔｅｃｌｌＩｌｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｓｙｎｔｌｌｅｔｉｃ ａｐｅ巾【ｌｒｅ ｍｄ盯（ＳＡＲ）ｃａｎ ｐｒｏＶｉｄｅ
ｄｅｔａｉｌｅｄ ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ ０ｆ鲈ｏｕｎｄ ｓｕｒｆ．ａｃｅ ｂｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｃｈｏ ｓｉｇｎａｌｓ ｏｆ ａ ｍＯＶｉｎｇ ｒａｄ盯帆ｌｓｍｉｔｔｅｒ，、】ｖ：ｈｉｃｈ ｆｏｍｓ ａ ｌ鹕ｅ
羔三＋！苎ｉ！苎：＆！
，
、
２也臣．型蠡出ｓ≯Ｏ，Ｊ，）．ｅＸｐ
２）） ２Ｒ◇；％，以） Ｃ
（９）
这种处理方法简单、直观，但计算量巨大。 图５给出了利用二维时域相关法的目标重建结果。 为了减少计算量，三个目标位置坐标选为（１００００， Ｏ），（１００１０，．１５）和（９９９０，１５）。
…降 ·唧㈨一矧
荆＝朋甜（争ｐ弦） ㈩
的基础，有效的仿真可以加快系统开发进程并验证 算法的可靠性。据研究发现，以前的研究主要针对 点目标同波信号进行数学建模，没有详细讨论面目
其傅立叶变换表达式为：
洳）＝胁ｒ（手ＰＰ删出
标回波信号的建模过程。本文在前人工作的基础 上，对面目标回波信号的数学模型进行了描述，并