不规则轮廓的杂波信号实时仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种不规则轮廓的杂波信号实时仿真方法，主要解决现有技术杂波信号空域轮廓规则化，仿真真实度差和实时性欠缺的问题。其方案是：1)根据P显真实杂波形状记录其形状信息；2)设定杂波仿真区域及雷达参数；3)计算当前波束下的杂波实际作用距离及杂波分辨单元个数；4)计算杂波分辨单元散射截面积及首个杂波分辨单元回波功率；5)计算杂波空间相关系数序列，调制各杂波分辨单元的回波功率；6)产生多组杂波幅相调制系数，在慢时间维度调制各杂波分辨单元的回波幅相，产生单个CPI的杂波仿真数据；7)随波束的转动，重复3)～6)，完成对杂波区域信号的仿真，本发明专利技术提高了杂波信号仿真的真实性和实时性，可用于目标检测。可用于目标检测。可用于目标检测。

【技术实现步骤摘要】
不规则轮廓的杂波信号实时仿真方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，具体地说是一种杂波信号实时仿真方法，可用于地基雷达目标检测。

技术介绍

[0002]传统的雷达信号仿真主要分为功能级仿真以及信号级仿真，功能级信号仿真不涉及信号产生、信号处理的详细过程，只是在一定准则下，判断雷达算法对目标的探测功能，这种仿真方法局限性很大，且不适合于系统级别的仿真；信号级仿真是从信号产生的机理出发，完整描述信号的幅度、相位变化，雷达效果展示都是设定参数客观运行的结果，这种仿真方法可以较为准确的使用数学统计模型对杂波进行描述，在现代雷达系统仿真中针对杂波仿真方法大多采用信号级别的仿真方法。
[0003]在中国知网数据库公开的文献《雷达复杂电磁环境建模与仿真》中提出的一种关于杂波信号仿真方法，其将地海杂波以面杂波形式划分散射单元并计算散射单元的面积，由雷达方程计算出单个散射单元的回波功率，并将不同的每个散射单元回波进行叠加，得到最终的杂波仿真信号。但该方法由于对参数进行固定化，因而会使杂波空域轮廓特征过于规则化，降低了杂波仿真的可信度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不规则轮廓的杂波信号实时仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以地基雷达为仿真对象，建立高度为h，方位波束宽度为θ
a
，波束照射到杂波区域的入射角为θ的搜索雷达，雷达中心为参照中心；(2)对雷达的P显端某一真实杂波区域中杂波最小径向距离R1、杂波区域距离间隔ΔR、杂波区域轮廓上半部分数据以及下半部分数据信息进行记录，其中使用长度为len的两个不同数组1和数组2分别记录轮廓上半部分数据和轮廓下半部分数据；(3)在仿真系统中设定杂波区域方位起始角θ
s
、方位终止角θ
e
、杂波起始距离R
s
、杂波终止距离R
e
及杂波区域的距离间隔ΔR1；(4)在雷达波束扫描到杂波区域期间，根据当前波束方位计算覆盖杂波区域的角度θ
c
；(5)根据步骤(3)设定的参数信息计算当前波束覆盖杂波区域占总杂波区域的占比p，并通过角度占比p及步骤(2)记录的杂波参数信息中数组长度len计算数组的下标index：p＝θ
c
/(θ
e
‑
θ
s
)，index＝p*len；(6)通过下标index得到步骤(2)中数组1记录的杂波距离y1和数组2记录的杂波距离y2，并通过下式反推出当前波束下的杂波实际作用起始距离R
vs
和实际作用终止距离R
ve
这两个实变参数：(7)分别计算常规雷达单个杂波分辨单元的长度l和脉冲压缩体制雷达单个杂波分辨单元长度l2；(8)根据步骤(1)的雷达波束信息、步骤(3)设定的杂波位置信息及步骤(7)的杂波分辨单元长度信息计算矩形杂波散射单元面积ΔA，并通过该面积ΔA计算杂波散射截面积σ
c
；(9)根据步骤(6)中杂波作用距离范围R
vs
‑
R
ve
及步骤(7)的杂波分辨单元长度，确定当前方位波束下杂波分辨单元个数n，并计算其空间相关衰减系数Γ(d)；(10)使用零记忆非线性变化法，生成n组满足功率谱且服从幅度分布的杂波幅相调制序列，其中序列的长度为相参处理周期内的脉冲数m；(11)使用步骤(9)和步骤(10)的调制序列分别对杂波分辨单元回波信号在快时间维度以及慢时间维度上调制：(11a)在雷达相参处理周期内，根据步骤(8)杂波散射截面积计算第一个杂波分辨单元的回波功率P
c
，并以产生第一个杂波分辨单元回波信号为基准，在快时间维度上根据步骤(9)空间相关衰减系数分别对n个相邻杂波分辨单元的回波功率进行调制：(11b)根据步骤(10)的n组系数分别对n个杂波分辨单元的回波信号在慢时间维度上进行幅相调制，并对每个杂波散射点的调制回波信号进行矢量叠加，生成雷达单个相参处理周期内的杂波仿真矩阵数据；(12)随着天线波束的转动，重复步骤(4)～步骤(11)，完成雷达系统中杂波区域的信号仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中两个不同的数组1和数组2，其长度len相同，数据内容不同，即数组1为杂波近端距离数据，数组2为杂波远端距离数据，且数组1和数组2中相同下标的数据表示一个方位上杂波的最近与最远距离范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤(3)中设置的杂波区域的距离间隔ΔR1，是根据设置的杂波终止距离R
e
和杂波起始距离R
s
计算得到：ΔR1＝R
e
‑
R
s
。所述步骤(4)中覆盖杂波区域的角度θ
c
，是根据当前雷达波束方位中心指向θ0和设置的杂波方位起始角θ
s
计算得到：θ
c
＝θ0...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴莉莉，段亚强，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：