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一种可变数量散射点雷达回波模拟方法 

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申请/专利权人:电子科技大学

摘要:本发明公开了一种可变数量散射点雷达回波模拟方法,基于几何绕射散射中心理论的雷达信号回波模型,将一个复杂的假目标分解为多个数量散射点组成,每个散射点都有自己的散射特性,主要包括距离、速度、相位以及幅度四个特性;然后对四个特性分级模拟,最终得到可变数量散射点信号并进行信号的合并处理,模拟出与真实雷达目标信号高度相似,且具有强干扰能力的假目标回波模拟信号。

主权项:1.一种可变数量散射点雷达回波模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:1、多散射点特性参数更新;将回波模拟的大尺寸目标分为n个散射点,按序号变换为1到n;设置每个散射点模拟的相位幅度Ai;2、数据拼合复制;设雷达信号的数据格式为IQ信号,位宽为m,将IQ信号中的I路数据和Q路数据直接拼合为data[I,Q],然后再复制为n份,记为3、单个散射点雷达回波距离模拟;3.1、将n份datai[Ii,Qi]分别写入n个环形存储单元,每个环形存储单元存储一份datai[Ii,Qi];3.2、在每个环形存储单元上通过控制读写地址的差值形成时域上的延时,实现雷达回波距离模拟,具体计算公式如下: 其中,s为回波模拟距离,tclock为系统时钟,和为第i个环形存储单元的写地址和读地址;3.3、更新每个散射点的雷达回波模拟距离,从而更新每个环形存储单元的读地址 其中,delayi表示根据第i个散射点更新后的雷达回波模拟距离计算得出的延时读写地址差,deepth为每个环形存储单元的存储深度;3.4、从每个环形存储单元中读出经过距离模拟的数据,记为:4、单个散射点雷达回波速度模拟;4.1、将经过延时后的n个datai[I距离i,Q距离i]重新拆分为n对I距离iQ距离i两路数据;4.2、计算各散射点的频率偏移; 其中,fi表示第i个散射点经过多普勒效应后的频移频率;f0为雷达信号的频率;v为雷达信号的传播速度;vi为第i个散射点的移动速度,若散射点靠近雷达,则取正,反之取负;v0为雷达的移动速度,若雷达靠近散射点,则取负,反之取正;4.3、计算出雷达信号频率f0与各个散射点经过多普勒效应后的频移频率fi的偏移频率差值Δfi,然后通过直接数字合成DDS生成各散射点所需要频率偏移差的正余弦偏移信号ΔIiΔQi;4.4、对各个散射点经过雷达回波距离模拟的I距离iQ距离i数据进行多普勒频移计算,生成频移后的I速度iQ速度i:I速度i=cos[f0+Δfi*t]=cosf0*t*cosΔfi*t-sinf0*t*sinΔfi*t=I距离i*ΔIi-Q距离i*ΔQiQ速度i=sin[f0+Δfi*t]=cosf0*t*sinΔfi*t+sinf0*t*cosΔfi*t=I距离i*ΔQi+Q距离i*ΔIi4.5、将各个散射点的I速度iQ速度i数据从最高位开始向下截取,至满足雷达信号的位宽m,得到各个散射点经过雷达回波速度模拟的信号I速度iQ速度i;5、单个散射点雷达回波相位模拟;5.1、将各散射点模拟的相位代入Cordic算法的坐标系旋转变换公式,得到相位偏移增益系数AIiAQi; 其中,d0为坐标旋转方向初值,dj为第j次迭代时坐标旋转方向,其中顺时针旋转时取值为1,逆时针旋转时取值为-1;k为总迭代次数,K为增益系数;5.2、通过三角和差化积公式计算各个散射点经过雷达回波相位模拟的信号I相位iQ相位i; 5.3、将各个散射点的I相位iQ相位i数据从最高位开始向下截取,至满足雷达信号的位宽m,得到各个散射点经过雷达回波相位模拟的信号I相位iQ相位i;6、单个散射点雷达回波幅度模拟;6.1、将各散射点的模拟幅度Ai与调相后的信号I相位iQ相位i进行有符号乘法计算;I幅度i=I相位i*AiQ幅度i=Q相位i*Ai6.2、判断各个散射点的I幅度iQ幅度i数据是否溢出,如果I幅度iQ幅度i超过雷达信号原始位宽能达到的最大值或最小值,则将信号替换为此最大值或最小值;如果没有超过最值,则从最高的符号位开始向低位截取位宽m,得到信号I幅度iQ幅度i;7、多数量散射点信号合并;7.1、将n个散射点的I幅度iQ幅度i信号拼合,其中,将n个散射点的I路数据I幅度i相加,将Q路数据Q幅度i相加,得到多数量散射点合并后的信号I合Q合;7.2、从求和计算结果最高位开始,向下截取至满足原信号位宽m,作为最终结果I合Q合输出。

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