基于数值分析的雷达回波的模拟试验

来源:用户上传      作者:王磊

　　摘要：文章对点目标的回波信号进行了模拟分析，根据目标回波的概率密度函数，结合随机数的产生原理，给出了基于数值方法的回波仿真算法。数值解法具有更大普遍性，可以满足全部仿真要求。最后利用Matlob对其视频回波进行了模拟试验。多帧试验结果验证回波的仿真算法的正确性。
　　关键词：雷达回波;点目标;模拟
　　中图分类号：TP3 文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2019）30-0269-02
　　雷达的检测主要是在检测方法固定的条件下，根据检测概率公式计算出目标的信噪比需求。随着雷达精细化处理的不断推进，特别是软件化雷达技术的不断发展，对雷达原始回波信号更精确描述的需求更加迫切。特别地，在新技术，包括积累、检测方法等，不断涌现的条件下，产生信号级的雷达回波信号将成为现代雷达设计使用中一个必不可少的过程。
　　1随机数的生成
　　其中：f（t）为X的概率密度函数。在工程上常用的是均匀分布、高斯分布、指数分布等。其中，最为基本的是均匀分布和高斯分布。在工程仿真上，最为常用的是均匀分布。主要原因如下：1）计算机及大型软件库中均支持均匀随机数发生器。它以等概率产生0和1之间的任何数X（0
　　基于均匀随机分布变量来产生其他分布变量的仿真算法如下：
　　1）利用均匀分布函数产生均匀分布随机数;
　　2）将待仿概率密度函數代人，并令其等于步骤1）产生的数值;
　　3）利用数值计算的办法，求出逆概率数值，即为该类分布的试验结果。
　　2雷达回波数据的仿真
　　当随机变量经由试验及时间产生时，又称其为随机过程。因此，雷达回波信号可以用一个随机过程来描述。
　　给定信噪比及噪声功率，可以认为：信号的幅度已知，而相位是未知的。根据随机过程相关原理：回波幅度服从莱斯分布：
　　3雷达回波仿真试验
　　利用极小的负值数B代替-∞，并将[AB]之间的数进行精细的分隔，得到建立在[B，A]之间的Pd值，最后通过插值的办法实现特定Pd下，目标回波的幅度值。在仿真中，假定目标的回波是稳定的，即0类目标，假定目标信噪比为10dB，噪声基底为高斯噪声，其方差假定为1，虚警率为10-5，目标径向背站飞行，仿100帧数据，每帧数据距离走动1km，每个距离单元对应1km，方位覆盖为±45°（方位分辨为1°），距离为lOOkm-400km，总仿真次数15次。检测门限由噪声的功率和虚警概率决定，如下：
　　4结束语
　　本文基于概率密度函数和数值计算的办法进行目标回波仿真。仿真中既考虑到目标的幅度信息，又利用门限检测对其进行了验证。本文中的仿真算法针对点目标，不适合分布式目标。分布式目标的仿真，已有一些方法。本文方法可以产生的数据可以灌入雷达中，对雷达的检测电路进行检验。
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