模拟雷达回波视频信号的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达检测技术领域，具体是一种模拟雷达回波视频信号的方法。
【背景技术】
[0002] 在雷达系统的设计、研制和生产过程中，对雷达性能和指标进行检测是一个非常 重要的环节。现代雷达系统的发展趋势是越来越复杂，所以对雷达整体以及各个分系统的 调试和检测变得越来越困难，如果采用外场试飞的方式，要耗费大量人力物力，而且研发周 期也会很长。同时外场试飞不可控因素多，增加了调试的难度。雷达信号模拟器是数字模 拟技术与雷达技术相结合的产物，它通过模拟雷达回波信号，以便对雷达系统进行调试。因 此雷达回波模拟系统在雷达设计与检测领域得到了广泛应用。
[0003] 在产生雷达回波视频信号方面：比较典型的方法是2008年北京理工大学苗旺的 硕士毕业论文"基于FPGA的雷达信号模拟器设计"中提到的：通过已知目标的运动方程的 微分式得到关于速度的表达式，继而通过雷达的径向速度得到目标回波的多普勒频移。此 方法运算比较复杂，计算量较多，不容易进行硬件实现而且没有幅度控制。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于实现一种模拟在匀速、匀加速、匀减速及静止等情况下雷达回 波视频信号的方法。本方法对经过混频和A/D转换后的雷达发射信号进行相位校准、距离 延时校准和幅度控制，模拟在匀速、匀加速、匀减速及静止等情况下目标的雷达回波视频信 号。
[0005] 实现本发明目的的技术方案为：一种模拟雷达回波视频信号的方法，输入经混频 和A/D转换的雷达发射信号，步骤如下：
[0006] 步骤一：首先进行初始化，由公式a R = 2CX Δ τ得到距离门Δ R，由公式τ。= RQ/2C得到目标到雷达的初始延迟时间τ。;其中Δ τ为最小时间间隔，C为光速，R。为已知 的目标到雷达的初始距离；V。为目标的初始径向速度，α为目标的加速度，其中α可以为 〇、为正值或者为负值；
[0007] 步骤二：令距离门内时间参量t = 0 ;
[0008] 步骤三：将v。、a、t代A _
[0009] 步骤四：判断丨
是否大于等于AR，老
，表明此时 目标到雷达距离的变化值超过距离门A R，此时令v。= V。+a t，返回步骤二，同时由公式
得到多普勒频移fd，其中λ为波长，使用频率为fd的正弦信号对雷达 发射信号进行相位校准，继续执行步骤五；否则，令t = t+Ι，返回步骤三；
[0010] 步骤五：判断步骤四中求得的％是否大于〇,若^>0,表明目标朝雷达而来，则延 迟时间τ。= τ 0-Δ τ，若vQ<0,代表目标远离雷达而去，则延迟时间τ。= τ 0+Δ τ ;
[0011] 步骤六：使用延迟时间τ。对雷达信号进行距离延时校准，从而得到经过相位校准 和距离延时校准后的信号；
[0012] 步骤七：使用步骤五求得的延迟时间τ。由公式
得到目标到雷达的距离 R，使用幅度Amp oc 1/R4的关系对步骤六得到的信号进行幅度控制，得到模拟的雷达回波视 频信号。
[0013] 与现有技术相比，其显著优点为：本发明用递归的方法得到目标运动的径向速度 V。，继而进行相位校准、距离延时校准和幅度控制。相对于已知的典型方法，本发明模拟匀 速、匀加速、匀减速及静止等情况下雷达回波视频信号的方法更加简单，计算量更小，更加 便于进行硬件实现，而且本方法进行了幅度控制，使得模拟形成的雷达回波更符合实际情 况；且本方法不是对
：解方程得出，简化了设计难度，降低了运算量，实现更 加简单。
【附图说明】
[0014] 图1是雷达回波系统框图。
[0015] 图2是雷达回波视频信号模拟器实现方法示意图。
[0016] 图3是雷达回波视频信号模拟器实现方法流程图。
【具体实施方式】
[0017] 下面参照附图对本发明作进一步的详细说明。
[0018] 本发明用距离延时τ。表示目标与雷达的距离，t表示每个距离门内的时间参量， 已知初始距离，通过公式计算得知雷达的距离门，目标每过一个距离门即目标到雷达变化 的距离值大于等于距离门时，距离延时相应的加减A τ分别来表示目标靠近或者远离雷 达，得到此时的距离延时τ。进行距离延时控制。用每经过一个距离门时的时间参量t可 以求得此时的速度，再通过公式得到多普勒频率进行相位校准。当目标变化的距离小于距 离门时，距离延时不变且速度仍为上一次目标变化的距离大于距离门时求得的速度。由距 离与幅度的关系得到目标回波的幅度进行幅度控制。
[0019] 图2回波视频信号模拟器实现方法示意图：
[0020] 本方法对经混频和A/D转换后的雷达发射信号进行相位校准、距离延时校准和幅 度控制，模拟在匀速、匀加速、匀减速及静止等情况下目标的雷达回波视频信号。
[0021] 结合附图3, 一种模拟匀速、匀加速、匀减速及静止等情况下雷达回波视频信号的 具体实现方法步骤如下：
[0022] 输入经混频和A/D转换后的雷达发射信号后：
[0023] 步骤一：首先进行初始化，由公式AR= 2CXA τ得到距离门AR，由公式 丁。-私/2(：得到初始延迟时间1。。其中&1为最小时间间隔、(：为光速3\108111/ 8，1?。为已 知的目标到雷达的初始距离；％为目标的初始径向速度，α为目标的加速度，其中α可以 为0、为正值或者为负值；
[0024] 步骤二：令距离门内时间参量t = 0 ;
[0025] 步骤三：将ν。、α、t代入
[0026] 步骤四：判断
是否大于等于AR，若 _表 明此时目标到雷达距离的变化值超过距离门AR，此时令v。= V t，在直到再 次满足
条件之前，％值都保持不变，返回步骤二，同时由公式
潯到多普勒频移fd，其中λ为波长，使用频率为fd的正弦信号对雷达 发射信号进行相位校准，继续执行步骤五；否则，令t = t+Ι，返回步骤三；
[0027] 步骤五：判断步骤四中求得的V。是否大于0,若V(]>0,表明目标朝雷达而来，则延 迟时间τ。= τ Q-A τ。若vQ< 0,代表目标远离雷达而去，则延迟时间τ。= τ Q+A τ ;
[0028] 步骤六：使用步骤五求得的延迟时间τ。进行距离延时校准，从而得到经过相位校 准和距离延时校准后的信号；
[0029] 步骤七：使用步骤五求得的延迟时间τ。由公式
得到目标到雷达的距离 R，使用幅度Amp oc 1/R4的关系进行幅度控制，得到模拟的雷达回波视频信号。
【主权项】
1. 一种模拟雷达回波视频信号的方法，输入经混频和A/D转换的雷达发射信号，其特 征在于步骤如下： 步骤一：首先进行初始化，由公式AR= 2CXAT得到距离门AR，由公式T。=Rq/2C得到目标到雷达的初始延迟时间t。;其中AT为最小时间间隔，C为光速，R。为已知的目 标到雷达的初始距离；％为目标的初始径向速度，a为目标的加速度，其中a可以为〇、为 正值或者为负值； 步骤二：令距离门内时间参量t= 0 ;信号进行相位校准，继续执行步骤五；否则，令t=t+1，返回步骤三； 步骤五：判断步骤四中求得的V。是否大于〇,若V(：>0,表明目标朝雷达而来，则延迟时 间T。=T (TaT，若VQ< 〇,代表目标远离雷达而去，则延迟时间T。=T。+AT; 步骤六：使用延迟时间T。对雷达信号进行距离延时校准，从而得到经过相位校准和距 离延时校准后的信号；用幅度Ampoc1/R4的关系对步骤六得到的信号进行幅度控制，得到模拟的雷达回波视频信 号。
【专利摘要】本发明公开了一种模拟雷达回波视频信号的方法。本方法对经混频和A/D转换后的雷达发射信号进行相位校准、距离延时校准和幅度控制，模拟在匀速、匀加速、匀减速及静止等情况下目标的雷达回波视频信号。本发明在室内或在其他条件下对雷达性能进行测试与检验。
【IPC分类】G01S7/40
【公开号】CN105044694
【申请号】CN201510374995
【发明人】李洪涛, 施群栋, 顾陈, 朱晓华, 席峰, 陈胜垚, 王海青, 袁泽世, 缪运驰, 胡姗姗
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月30日