脉冲雷达目标和背景噪声模拟器设计

摘要

雷达模拟技术是模拟技术和雷达技术结合的产物，主要用来模拟雷达的回波信号及雷达工作的环境。模拟器可以用于测试雷达接收机和发射机性能，可以缩短雷达接收机的研制周期，相对外场测试条件，模拟器测试条件稳定且费用低廉。随着计算机技术、总线技术和集成电路的发展，雷达模拟器得到快速的发展。
　　本文主要研究包括：目标模拟器的设计和背景噪声模型的仿真和实现。目标模拟器的设计主要任务是通过对脉冲调制信号延时和多普勒频移产生回波信号，主要内容包括脉冲调制信号的产生、脉冲信号延时、多普勒频移实现、回波信号的幅度控制。同时，根据系统指标产生脉冲调制信号，通过雷达回波方程，分析并验证了距离延时指标的合理性；根据距离延时的精度要求，确定系统时钟频率；根据速度模拟的要求，提出延时累加值的计算方法；根据多普勒频移的方程，提出产生DDS产生频移信号的精度要求；在分析结果基础上完成目标模拟器的设计。背景噪声模型仿真和实现主要任务是针对雷达工作不同环境，提出了雷达杂波的不同模型，并通过Matlab仿真分析杂波的性质。通过ZMNL变化方法，提出了高斯分布到非高斯分布实现方式，最后实现带限高斯噪声序列。同频干扰信号是采用目标后拖的方式来模拟，通过模拟雷达发射信号探测到后拖目标，产生一个同频回波信号，来模拟接收机的同频干扰。
　　本课题根据目标模拟器设计要求，拟定目标模拟器的总体方案，设计硬件电路和软件程序设计。测试实验结果验证方案的正确性，达到了系统指标要求。

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第一章 绪论

1.1雷达的发展概况

1.2模拟器发展国内外现状

1.3雷达回波信号模拟原理

1.4本文结构安排

第二章 模拟器总体设计

2.1模拟器模型

2.2模拟器的总体设计

2.3模拟器性能指标

2.4目标模拟器指标分析

2.5模拟器软件设计

2.6本章小结

第三章 硬件电路设计

3.1数据通信电路

3.2数据存储电路

3.3数模转换电路

3.4滤波电路

3.5调制信号驱动电路

3.6 FPGA配置电路

3.7本章小结

第四章 目标模拟器设计

4.1调制信号产生模块

4.2目标距离模拟

4.3目标速度模拟

4.4本章小结

第五章 背景噪声模拟器设计

5.1杂波模型

5.2带限高斯噪声实现

5.3同频干扰信号模拟

5.4本章小结

第六章 模拟器调试及测试

6.1模拟器调试

6.2调试中遇到问题和解决方法

6.3系统联调和测试结果

总结

致谢

参考文献

硕士期间取得研究成果