關超

【摘 要】隨著電子計算機技術的高速發展，仿真技術已經成為系統設計、系統模擬必不可缺的一種手段。目前主要存在兩種仿真方法：雷達功能級仿真和雷達信號級仿真。雷達功能級仿真是基于雷達方程的簡單仿真方法，無法滿足多功能相控陣雷達仿真的需求；雷達信號級仿真是基于信號收發處理的仿真方法，可以滿足高逼真度的雷達模擬。本文給出一種基于快速應用的雷達建模思路，以滿足現有的仿真需求。

【關鍵詞】雷達模擬；建模；仿真

0 引言

雷達仿真技術應用作為一條非常有效的途徑，在雷達裝備的發展論證、設備試驗鑒定與評估、作戰訓練及戰法研究等多個方面[1]。在實際工程應用中，雷達信號級仿真建模通常應用在雷達系統設計，雷達系統驗證與評估等方面，其開發周期以及費用較高，推廣的范圍較窄；雷達功能級仿真依賴于雷達方程，對于相控陣雷達的模擬存在局限性，通常應用在一些跟蹤算法的理論驗證、雷達威力范圍的確定等應用中。介于這兩種分辨率建模方法之間，仍然存在大量的仿真模擬需求，所以需要根據建模的需求，合理地進行模型的定位與設計。

1 雷達仿真模型分析

1.1 雷達功能仿真

雷達功能仿真基本仿真思路[2]：從信號功率的角度，運用雷達方程、干擾方程、干擾/抗干擾原理以及運動學方程等建立仿真計算綜合輸出（檢測）信噪比模型，進而確定雷達檢測時的發現概率與虛警概率。

1.2 雷達信號仿真

雷達信號仿真利用高速的數字仿真手段，逼真地復現雷達系統中信號的動態處理過程，包括信號發射、目標散射、信號接收及信號處理、結果輸出等，可以逼真地復現包含振幅與相位的相干視頻信號在接收機內進行處理的全過程。

1.3 面向應用的快速建模

為了實現面向應用的快速仿真，可以結合上述兩種模型的特點，根據需求進行混合建模。根據實際工程應用，提取出兩種模型可選擇因子，如表1所示。

表 1 模型因子分解

根據工程應用需求進行分解與功能因子選擇，選擇的前提是模型最小化。具體應用時，可以從雷達仿真需求的外部因素入手，逐步深入，形成整個系統的仿真模型因子集合。

2 仿真應用

假定仿真需求如下：具備雷達資源調度的能力，體現出波束在空間掃描過程中探測距離的變化，體現雷達點跡形成的信號處理特性要求。

根據上述需求可以形成如下仿真因子集合：空域波位編排、定向波束形成、編碼調頻方式、脈沖解碼方式、脈沖積累方式、恒虛警檢測方式。

1）空域波位編排

空域波位編排是雷達將掃描空域按照一定的方式分割成不同的波位，用于約束波束的指向位置。

圖 1 空域波位編排示意圖

2）雷達波束形成

天線的仿真采用天線方向圖擬合的方式進行仿真。設計雷達天線時，僅對天線主瓣和第一旁瓣進行模擬，其他旁瓣用一個較低的常量代替。如圖2所示。

圖 2 高斯函數擬合方向圖函數

3）目標回波模擬模塊原理

目標模擬功能主要以回波功率形式進行模擬。由通用雷達距離方程可知，從斜距為R的目標反射回來再被雷達接收的回波信號功率為：

3 仿真實驗

仿真參數如下：目標距離1000km，雷達功率：582.4kW；載頻435MHz；重復周期：54ms；相干脈沖數：50；脈寬：0.3ms；帶寬：100kHz；波束寬度：2°；損耗：14.1dB；噪聲系數：2.9dB；波束指向：（0°，12.3°）。

下圖50個相干脈沖進行處理后的結果顯示。從仿真結果可以看到，信號處理子系統可以直觀、準確地顯示對目標信號進行處理的全過程，最終點跡輸出位于1273距離單元處，對應的徑向距離為999.75km，驗證了處理過程的正確性。

4 結論

面向應用的雷達建模仿真，將仿真功能仿真與信號仿真進行合理裁剪，突出需求。為工程應用，提供一種建模的思路，滿足多樣性的仿真應用需求。

【參考文獻】

[1]王雪松，肖順平.現代雷達電子戰系統建模與仿真[M].電子工業出版社，2010.

[2]張光義，趙玉潔.相控陣雷達技術[M].電子工業出版社，2006.

[3]黃莉.地基雷達的回波生成和信號處理仿真研究[D].電子科技大學，2006.

[責任編輯：楊玉潔]