一种基于DEM数据的宽带雷达相干杂波仿真方法

摘要

本发明属于雷达仿真技术领域，具体涉及一种基于DEM数据的宽带雷达相干杂波仿真方法。其包括如下步骤：载入仿真参数；读入第n个航迹点数据；确定雷达平台位置和波束照射方向；结合天线方向图，确定雷达照射区域；以dθ和分别为俯仰角和方位角的角度间隔沿方位向和俯仰向进行地面散射单元划分，计算散射单元面积；根据雷达方程，计算单元的回波电压功率和幅度；根据得到的杂波幅度，结合LFM信号特性，计算散射单元的回波电压信号；计算散射单元回波在雷达回波数据的位置；对所有散射单元的回波电压信号进行相干合成；判断n＜N是否成立，如果成立，那么仿真结束；否则重复步骤二。该方法在考虑地面起伏变化情况下，不进行复杂的电磁散射计算。

主权项

1.一种基于DEM数据的宽带雷达相干杂波仿真方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：载入仿真参数，包括雷达平台运动航迹、速度、天线波束指向、地面网格DEM数据，以及雷达的波长、脉宽、带宽、作用距离和天线方向图；步骤二：读入第n个航迹点的数据；步骤三：确定雷达平台位置和波束照射方向；步骤四：结合天线方向图，确定雷达的照射区域；步骤五：以dθ和分别为俯仰角和方位角的角度间隔沿方位向和俯仰向进行地面散射单元划分，散射单元的面积为其中，θ和分别表示球坐标系下的俯仰角和方位角，r表示雷达到散射单元的距离；步骤六：根据雷达方程，计算单元的回波电压功率和幅度：$P_r=\frac{P_r{G}^2\left(\theta \right){\lambda }^2\sigma }{{\left(4\pi \right)}^3{r}^4}---\left(2\right)$$A_i=\sqrt{P_r}---\left(3\right)$其中：P_t表示雷达发射功率，单位W；G(θ)表示在地面单元方向的天线增益；λ表示雷达工作波长，单位m；σ表示地面单元的散射截面积；r表示地面单元到雷达的距离，单位m；步骤七：根据步骤六得到的杂波幅度A_i，结合LFM信号特性，按下式计算散射单元的回波电压信号：其中，表示初始相位，k_r表示LFM信号的调制率，f_d表示多普勒频率；步骤八：计算散射单元回波在雷达回波数据的位置m_i＝(int){(r-R_start)/bin+0.5}    （6）其中，(int)表示取整运算，R_start表示雷达的起始采样距离，bin表示距离门的宽度；步骤九：对所有散射单元的回波电压信号，进行相干合成，第n个航迹点的回波信号为：$S_n\left(t\right)=\underset{i}{\Sigma }{S}_i\left(t\right)---\left(8\right)$步骤十：判断n＜N（N表示全部航迹点数）是否成立，如果成立，那么仿真结束；否则重复步骤二。