雷达目标回波信号仿真，刘文娟，杨晓晖，本文详细论述了雷达目标回波信号的原理和模型及仿真环境下的相关噪声信号。针对雷达探测目标的特点，用Matlab仿真出加入杂波信号和
国武技论文在线 的模型。在对雷达信号进行模拟时,需要模拟经目标和环境发射的目标冋波信号、杂波信号 和各种干扰噪声等。 假设雷达回波信号是由三部分构成,目标回波信号、杂波信号和噪声信号。因此,雷 达回波可理想化地描述为以下形式: 5 式()中 表示日标回波信号 表示嗅声信号;表示杂波信号。 目标回波 杂波回波 回波 噪声 图雷达目标回波模型 常规雷达一般工作在窄带模式,目标表现为点目标,其散射截面积对雷达的工作频率非 常敏感。当雷达采用频率分集时,多个频率点收集到的回波信号经对消可以抑制相十杂波。 此时,目标回波般可认为是是由施威林Ⅰ型转为施威林Ⅱ型。这些模型都是近似模型,没 有什么严格限制 回波信号分析 雷达叫波由三部分组成即:目标回波信号、杂波信号和噪声信号。其中目标回波信号 这里采用回波信号模拟,杂波回波信号采用相关对数正态分布的随札数,噪声信号采用高 斯白噪声 目标回波信号 日标是雷达检测的物体或研究对象,在对标回波信号进行模拟时,可以简单地洊日标 看作是点目标。那么,经目标反射的回波信号为: I +y +y () 式()中,为脉沖重复周期,为脉冲宽度,为载波频率,V为载波初相,为 断数引起的相移。 为矩形函数 表示目标冋波信号的幅度起伏变化,简单模型情况下,可令为常量,对应无起伏 情况。雷达目标回波信号可以近似表示为发射信号的延迟形式,并目在幅度上乘一个延迟因 y,在载频上有一个多普勒频移。 在不影响分析的前提下,假定回波信号包络为定值,并提取回波信号中的高频因子, 得到目标视频回波信号的衣达式如下: 国武技论文在线 式()所示的信号,便是雷达信号模拟器中信号处理部分要生成的目标冋波视频信号。 该信号是通过对雷达发射信号解调后的视频包络信号进行幅度加权、时间延迟和多普勒频移 产生的 杂波回波信号 到目前为止,人们已经提出了许多杂波模型,比较公认的幅度概率密度函数分布模型为 瑞利分布、对数正态分布、韦伯尔分布,分布等。本文采取对数正态分布作为杂波回波 信号模型 √xa 其中,σ为的标准差,是的中值 相对应的概率密度函数分布曲线图所示: 图2对数一正态分布曲线 噪声信号 在雷达系统中存在着许多噪声源,包括外部噪声与接收机噪声,这些噪声的和形成了回 波中的总噪声。通常,可将噪声看作晑斯白噪声 仿真结果 为了分析回波信号受干扰信号的影响,这里假设发射信号频率为 ,调频带宽是 发射信号频率的,脉冲重复周期为μ,信杂比(信号功率杂波频率) 信噪比(信号功率噪声功率) 。目标回波信号的仿真结果如下图所示,其中杂 波信号采用对数正态分布,噪声信号采用高斯白噪声。 国武技论文在线 目标回波信号 目标回波信号 TITr'mTrITTTTT u41124181 目标回波频磨 日标回波烦谱 图有噪声回波信号 冬无噪声凹波信号 由图可以看出,回波信号对目标的探测受噪声信号和杂波信号影响时,信号干扰较 严重,日标信号很难提取。如果在仿真时,不考虑噪声信号和杂波信号影响的话,则雷达 对囗标回波的频域信号特征为图所示。 日板巨波信引 日回波信号 目标回谱 可标同波谐 图只含东波的回波信号 图只含系统噪声的回波信号 图和图分别给出了只含杂波和只含系统噪声的回波信号,山此看出雷达对目标的 探测受杂波信号和噪声信号影响都是比较人的,两嶇图比较看岀,系统噪声对于信号的检测 干扰比较人,应尽可能的避免系统噪声,其中杂波按刈数正态分布变化 参考文献 米切尔.雷达系统模拟.陈迅达译.科学技术出版社 程爱军.雷达回泼信号模拟与仿真[].南京理工大学 卢剑奇.雷达回波信号建模与仿真研究匚].信息工程大学, 宋新,张长隆,周良柱.海杂波信号生成及系统实现·雷达与对抗, 胡海莽,杨万海.基于 的脉冲压缩雷达系统建模与仿真·雷达与对抗, 吕久明,梁建国.雷达口波信号的多普勒瞬时频率仿真硏究匚