[发明专利]一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法

说明书

本发明涉及雷达模拟器领域，尤其涉及一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法。本发明通过把杂波区划分成各小单元，结合地形高度数据计算各杂波单元的散射面积，并使用相干视频回波模型实现了地杂波回波模拟，该方法计算简单高效，不仅能够与真实的地形相匹配，而且能够逼真地描述雷达工作状态。

技术领域

本发明涉及雷达模拟器领域，尤其涉及一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法。

背景技术

雷达模拟器是仿真技术与雷达技术相结合的产物，它是建立雷达系统模型、利用硬件和软件手段复现雷达系统动态工作过程的手段，基于此技术的雷达模拟器是调试和测试雷达的有力工具，同时也广泛应用于雷达装备的模拟训练。

地杂波回波模拟是雷达模拟器的重要组成部分，地杂波是雷达波束遇到地面而形成的回波。在现有的雷达模拟器中，模拟地杂波时没有使用地形信息，不能与真实的地形相匹配；并且传统的地杂波回波模拟是根据杂波分布模型来生成，该方法计算复杂，起不到逼真地描述雷达工作状态的作用。这两点是现有雷达模拟器中地杂波回波模拟方法的显著缺点。

因此需要一种既能结合地形信息，又能降低传统地杂波回波计算模型复杂度的地杂波回波模拟方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法。本发明的方法包括结合地形高度数据计算地杂波散射面积的方法、使用相干视频回波模型计算地杂波回波的方法，本发明具有通用性、计算效率高、工程上易实现等优点，并应用于某型号雷达模拟器，得到了成功验证。

本发明的技术方案是：一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法，包括以下步骤：

步骤1：计算地杂波后向散射系数σ⁰；

此步骤的有益效果是使用地杂波后向散射系数来表示地面单位面积的反射特性，即用大面积空间上与时间上的平均值来表征某地区的地面情况，然后使用公式计算地杂波后向散射系数，这样可以简化地杂波计算的复杂性。

步骤2：计算地杂波散射面积；

此步骤的有益效果是：把求每一个杂波单元散射面积σ_c，转换到求每一个杂波单元面积A_c，以往的计算杂波单元面积模型只考虑了杂波单元在地面的投影面积，并没有使用地形高度数据，本发明结合传统的杂波单元面积模型和地形高度数据，判断杂波单元的通视性，重新计算杂波单元面积，使得地杂波回波能够与地形相匹配。

步骤3和步骤4：为每个杂波单元随机生成一个速度，以确定杂波单元的多普勒频率，然后使用相干视频回波模型和雷达回波方程，求出各散射体的回波信号后进行矢量叠加得到雷达地杂波回波信号。

此步骤的有益效果是：使用相干视频回波模型，可以逼真地复现包含振幅和相位的回波信号，真实地反映雷达工作状态，同时对每个杂波单元的回波信号进行矢量叠加求和可以简化计算。

本发明的有益效果是：使用雷达探测范围内的地形高度数据，把地形高度数据按照雷达分辨单元划分成每个杂波单元，根据地杂波后向散射系数模型、地形高度数据、地杂波散射面积计算模型和雷达视线计算杂波单元的散射面积，并进行遮挡判断，真实地还原了与地形匹配的地杂波回波，解决了现有雷达模拟器模拟地杂波回波没有使用地形信息的问题；使用相干视频回波模型，为每个杂波单元随机生成一个速度，以确定杂波单元的多普勒频率，求出各散射体的回波信号后进行矢量叠加即可得到雷达总的接收信号，该方法计算地杂波回波不仅包含了振幅和相位信息，而且简单高效，解决了现有雷达模拟器不能逼真描述雷达工作状态的问题。

附图说明

图1是一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法具体实施例中步骤1到步骤4流程示意图。

图2是雷达坐标200km范围的地形高度数据。