雷达辐射源模拟技术研究.docx
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摘 要
摘 要
随着现代电子技术的发展，现代战场中雷达正面临越来越复杂的电磁环境。
雷达辐射源模拟系统，一方面，可以试验和测试雷达对抗的侦察能力和干扰引导能力，满足专用或通用雷达对抗试验和测试的要求；另一方面，可以欺骗和迷惑敌方的雷达侦察系统，满足对特定雷达发射信号或通用雷达发射信号精确模拟的能力。
本文旨在对雷达辐射源的模拟技术进行研究，为以后进一步研究辐射源模拟器提供理论依据及技术指导。
本文首先根据雷达工作原理，简要介绍了雷达的组成、雷达发射机及其技术指标、雷达天线、雷达的信号形式和波形以及电子战环境。
然后介绍了雷达信号波形的设计，建立辐射源发射信号的模型，并根据实际需求建立雷达信号库，确立雷达信号的种类以及参数，其中包括：
常规脉冲雷达信号、频率捷变雷达信号、重频参差抖动滑变雷达信号、连续波雷达信号、脉冲压缩雷达信号及频率分集雷达信号。
用Matlab进行仿真，形成波形数据库,并对方向图函数进行建模。
接下来对宽带雷达信号进行理论分析。
最后介绍了雷达信号的产生技术，主要从雷达信号模拟器和通用仪器仪表两方面介绍雷达信号的产生，雷达信号模拟器主要介绍了全硬件、全软件、“计算机+插卡”三种产生雷达信号的方法；通用仪器仪表产生雷达信号主要介绍了直接数字波形合成（DirectDigitalWaveformSynthesis，简称DDWS）和直接数字频率合成（DirectDigitalFrequencySynthesis，简称DDFS）产生雷达信号。
关键词：
辐射源 波形库 雷达信号 模拟器
Abstract
Abstract
Withthedevelopmentofmodernelectronictechnology,theradarisfacinganincreasinglycomplexelectromagneticenvironmentinthemodernbattlefield.Ontheonehand,theradaremittersimulationsystemcantestthereconnaissanceandguidanceECMcapabilitiesofradarcountermeasures,andmeetthespecialorgeneralradarcountermeasurestestrequirements.Ontheotherhand,itcandeceiveandconfuseenemyradarreconnaissancesystem.Thisarticleaimstoresearchradaremitterssimulationtechnology.Itprovidesthetheoreticalbasisandtechnicalguidanceforfutureresearchradiationsourcesimulator.
Firstly,basedonradarworkingprinciple,thispaperbrieflydescribesthecompositionoftheradar,theradartransmitteranditstechnicalspecification,radarantenna,theformofradarsignalsandwaveforms,andelectronicwarfareenvironment.Thenthispaperdescribesthedesignoftheradarwaveform,establishingthemodeloftheradaremitter'stransmittedsignal,establishingaradarlibrarybasedonactualdemandandselectingthetypesandtheparametersoftheradarsignalswhichincludegeneralpulsedradarsignal,frequency-agileradarsignal,staggerpulsesignal,continuouswaveradarsignal,pulsecompressionradarsignalandfrequencydiversityradarsignal.UsingMatlab,waveformdatabaseisestablishedandthepatternfunctionismodeling.Next,widebandradarsignaldesignisdiscussed,includingdesignprinciples,ambiguityfunction,resolution.Finally,theradarsignalgenerationtechnologywasintroduced.Generatingradarsignalsbothfromtheradarsignalsimulatoranduniversalinstrumentwasintroduced.Threemethodswhichwerehardware,softwareand“computer-card"wereintroducedintheradarsignalsimulator.ThatDDWSandDDFSproducetheradarsignalisintroducedincommoninstrumentationmethod.
Keywords:
RadiationSource WaveformLibrary RadarSignal Simulator
目 录
目 录
第一章绪论 1
1.1论文研究的背景和意义 1
1.2雷达辐射源模拟技术研究现状 2
1.2.1雷达信号模拟系统的特点 2
1.2.2雷达辐射源的研究现状 2
1.3本文的主要研究内容及章节安排 3
第二章雷达工作原理 5
2.1雷达的组成和种类 5
2.2雷达的发射机 6
2.3雷达天线的主要参数和扫描方式 7
2.4雷达信号形式和波形 8
2.5雷达信号的描述 9
2.5.1幅度调制 9
2.5.2相位调制 12
2.6电子战信号环境的描述 13
第三章雷达信号设计 17
3.1雷达辐射源发射信号的模型 17
3.2雷达信号模型 19
3.2.1发射信号 19
3.2.2目标的反射信号 19
3.2.3侦察接收机噪声 20
3.2.4主瓣杂波的反射信号 20
3.2.5合成雷达反射信号 21
3.3雷达信号波形的设计及波形库的建立 21
3.3.1雷达信号的计算技术 21
3.3.2雷达波形库的建立 23
3.4方向图函数 37
3.5宽带雷达信号的理论分析 39
3.5.1雷达信号波形—信号检测—匹配滤波 39
3.5.2雷达分辨率与信号的波形 40
3.5.3几种典型的宽带雷达信号 43
第四章雷达信号的产生 51
4.1雷达信号模拟器 51
4.1.1雷达信号模拟器简介 51
4.1.2雷达信号模拟器分类 51
4.2通用仪器仪表产生雷达信号 53
4.2.1雷达波形合成技术 54
4.2.2雷达信号合成原理 56
结束语 59
致谢 61
参考文献 63
研究生期间的研究成果 67
1
第一章绪论
第一章绪论
1.1论文研究的背景和意义
电子战作为指挥控制战和信息战的关键要素和手段，在现代战争中具有重要的作用和意义。
电子战随着军事技术、科学技术及现代军事要求的发展也发生了很大变化。
新的电子战将电子战划分为电子支援、电子攻击和电子防护[1]。
电子战主要包括：
电子对抗与电子反对抗。
电子对抗是指为了探测敌方无线电电子装备的电磁信息，削弱或破坏其使用效能所采取的一切战术、技术措施[2]。
电子对抗主要有电子干扰、电子侦察、伪装、隐身和摧毁。
在第二次世界大战期间，由于军事上的迫切需要，雷达得到了广泛应用和迅速发展。
近年来，由于计算机、微电子、新材料、新生产工艺等雷达相关技术的进步，在军事需求的推动下，雷达技术发展非常迅速。
雷达技术的发展以及在现代战争中的重要性使得各国也开始研究各种对付雷达的技术及手段，相应地就有了雷达对抗，雷达对抗就是通过对敌方的雷达进行干扰和侦察来获取敌方装备、兵力部署、作战指挥等重要情报；在重要的战役和战争进程中，迫使敌方武器系统无法正常工作，为保存自己、消灭敌人、取得战争的胜利创作有利条件。
雷达对抗主要有目标隐身、雷达干扰、雷达侦察和反辐射导弹等[2]。
随着军事技术和信息技术的飞速发展，对雷达的性能提出了越来越高的要求。
同时缩短雷达系统设计、调试、联调和外场试验周期就显得非常重要，而现代雷达系统面临非常复杂严峻的工作环境。
所以考虑到开发周期、环境、成本、及试验等诸多因素，在现代雷达系统的设计、试验及训练过程中，不可能总是采用真实目标，在这种情况下，雷达辐射源模拟受到普遍重视。
雷达对抗设备的研制和调试中，一方面，为了试验和测试雷达对抗系统的侦察能力和干扰引导能力，满足专用（针对具体雷达对抗系统或某一类特定的雷达对抗系统）或通用（较宽适应范围内的雷达对抗系统）雷达对抗系统试验和测试的要求；另一方面，为了欺骗和迷惑敌方雷达的侦察系统，具有满足对特定雷达发射信号（协同特定雷达工作与该雷达近似相同的信号）或通用雷达发射信号
（可以单独使用，产生较大调制范围内的信号）精确模拟的能力，满足平时和战时装备工作使用的要求，需要向雷达对抗设备或者敌方的雷达侦察系统提供真实的或者仿真的辐射源。
外场环境下利用真实的雷达信号来测试雷达对抗设备或者向雷达侦察设备提供真实的雷达信号，虽然可以获得比较真实的结果，但通常需要耗费大量的人力、物力、财力和时间。
而利用模拟雷达辐射源发射雷达信号，则具有成本低、灵活性高和可重复使用的优势。
因此，在外场测试前可以先利用
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雷达辐射源模拟技术研究
模拟雷达辐射源对雷达的对抗设备进行测试和验证，这样在外场测试时，就可大大提高效率，节省经费和缩短周期。
而且，采用模拟辐射源技术可以模拟各种各样的雷达信号，从而可以模拟复杂的电子战环境。
况且，外场试验的雷达数量毕竟有限，很难模仿真实的战场作战环境。
因此，通过对雷达辐射源的模拟研究就可以逼真地模拟真实的战场作战环境。
1.2雷达辐射源模拟技术研究现状
1.2.1雷达信号模拟系统的特点
现代电子战中，雷达信号模拟技术已经成为很重要的技术，由于电子战环境中越来越多的辐射源，各种辐射源产生的波形种类越来越复杂，并且辐射源的工作频段在不断扩宽，对雷达信号模拟系统提出了更高的要求[3]。
所以需要一种能产生多种雷达信号的设备，以适应雷达技术及电子战的发展。
无论国内还是国外都很重视对雷达模拟系统的研究，因为雷达信号模拟系统具有很多不可代替的特点[4]。
首先模拟辐射源能逼真地模拟雷达信号源。
一般雷达信号模拟系统中使用的计算机、应用软件、信号源等能产生各种各样需要的雷达信号。
其次跟真实的雷达辐射源比具有高效低费用[5]的特点。
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