【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的箔条云雷达回波实时模拟方法
本专利技术属于雷达
,尤其涉及一种雷达对箔条云的回波实时模拟方法,可用于获得不同时刻箔条云中各个箔条的动态回波。
技术介绍
箔条云是一种使用最为广泛的无源干扰,由于它具有滞空时间长、作用面积大、回波强的特点,在防空、反舰等领域被广泛应用。箔条云回波计算主要分为三个部分,分别是箔条运动扩散计算、箔条雷达散射截面计算和箔条回波计算。其运动扩散与箔条释放平台的箔条抛洒速度、抛洒方向、箔条所在环境的风力、空气密度和粘度相关,是影响箔条的雷达回波特性的主要因素之一。箔条云内的箔条雷达散射截面统计值受箔条云内箔条总数、入射波频率因素影响。其回波特性与雷达的工作体制以及工作波形有关。在已有的技术中,大多数箔条云回波模拟都是基于PC平台进行的。中国专利CN108020819A,公开了一种弹载雷达跟踪到运动目标后的箔条云干扰回波模拟方法,该方法首先计算每个时刻的箔条云质心坐标,再求出每个距离门上的箔条数;然后得到单根箔条的天线增益、幅度、频率,求得单根箔条的干扰调制值;最后通过叠加所有箔条的回波值得到整个箔条云的回波。此专利实施是基于电脑平台,资源消耗大,系统结构复杂,此外只能对单发箔条云的回波进行仿真,不能对多发箔条的情况进行仿真。中国专利CN110850376A,公开了一种箔条干扰模拟方法及箔条干扰模拟器,该专利首先基于箔条电磁特性进行离线仿真,产生箔条干扰滤波器系数;之后在线产生具有箔条干扰特性的回波系数;最后产生箔条干扰模拟信号。此专利基于箔条的回波系数生成箔条回波,未考
【技术保护点】
1.一种基于FPGA的箔条云雷达回波实时模拟方法,其特征在于,包括如下:/n(1)计算箔条的初始姿态,包括原点到箔条的连线与正z轴之间的天顶角θ、箔条在xOy平面的投影线与正x轴之间的方位角
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的箔条云雷达回波实时模拟方法,其特征在于,包括如下:
(1)计算箔条的初始姿态,包括原点到箔条的连线与正z轴之间的天顶角θ、箔条在xOy平面的投影线与正x轴之间的方位角箔条转动角度ζ、水平扩散速度v,并将这些计算结果保存到RAM中;
(2)计算每个箔条的初始直角坐标Lx0(i)、Ly0(i)、Lz0(i),分别保存到RAM中,其中i为箔条的序号;
(3)计算每个箔条的雷达散射截面RCS值,把结果保存到RAM中;
(4)计算每条箔条所在高度z(i)处的大气密度ρ(i);
(5)计算每条箔条受力引起的三个方向上的位移增量dx1(i)、dy1(i)、dz1(i);
(6)计算箔条螺旋转动引起的水平位移增量dx2(i)、dy2(i);
(7)根据(5)得到的箔条位移增量和(6)得到的位移增量,计算本时间采样点的箔条直角坐标xt(i)、yt(i)、zt(i);
(8)根据雷达的空间坐标和每个箔条的空间坐标计算雷达到每个箔条的距离Rt(i);
(9)根据步骤(3)得到的每根箔条的雷达散射截面RCS值和步骤(8)得到的雷达到箔条的距离Rt(i),计算箔条的窄带信号回波S(t,i),并把结果存储到FPGA外部的DDR存储器;
(10)循环步骤(4)到步骤(10),计算不同时间采样点的箔条回波。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述(1)中计算箔条的初始状态,实现如下:
计算原点到第i个箔条的连线与正z轴之间的天顶角:
其中,rand()为生成取值(0,1)范围内的均匀分布随机数;
计算箔条在xOy平面的投影线与正x轴之间的方位角:
计算箔条转动角度:ζ(i)=2π·rand(i);
计算水平扩散速度:v(i)=normrnd(0,5),其中normrnd(0,5)为生成服从均值为0、标准差为5的正态分布的随机数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述(2)中计算每个箔条的直角坐标Lx0(i)、Ly0(i)、Lz0(i),实现如下:
(2a)在球坐标中计算箔条云中各个箔条的随机初始位置(r(i),s1(i),s2(i)):
r(i)=2rand(i),s1(i)=2πrand(i),s2(i)=2πrand(i);
(2b)根据预先设定的抛洒箔条处的直角坐标(hx,hy,hz)和箔条的随机初始位置(r(i),s1(i),s2(i))
计算每个箔条的初始直角坐标:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述(3)根据统计方法计算箔条云中各个箔条雷达散射截面值,按照如下步骤进行:
(3a)计算单根箔条的平均雷达散射截面值:
σsingle_mean=0.1...
【专利技术属性】
技术研发人员:张民,张树豪,李金星,江旺强,魏鹏博,聂丁,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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