机载雷达目标模拟与系统仿真技术研究.pdf

中图分类号:TN955 论文编号:1028704 12-S048 学科分类号:080904 硕士学位论文机载雷达目标模拟与系统仿真技术研究研究生姓名刘宝光学科、专业电磁场与微波技术研究方向射频仿真技术指导教师潘明海教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一一年十二月 Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Electronic and Information Engineering ResearchonTarget Simulationand System EmulationofAirborne Radar A Thesis in Electronics Science and Technology by Liu Baoguang Advised by Prof. Pan Minghai Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering December, 2011 承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名: 日期: 南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘要机载雷达系统复杂,研制周期长、耗资多,测试实验较为困难。系统仿真技术能够在实验室环境中对雷达进行目标与系统仿真,是雷达系统研制中试验与系统性能评估的重要技术手段。本文以某机载雷达半实物仿真系统的研制为基础,从机载雷达系统仿真的功能要求出发, 建立机载雷达系统仿真模型,重点对机载雷达数据处理系统进行建模与仿真。研究了机载雷达目标航迹的模拟方法,给出载机与目标的运动方程,根据航迹参数实时计算目标航迹信息,经过坐标变换后下发到雷达目标模拟系统,由雷达目标模拟系统对目标回波信号进行模拟。研究了机载雷达数据处理中雷达工作模式的调度模型与各模式的仿真流程。研究了扩展卡尔曼滤波模型、机动目标跟踪模型和联合概率数据互联算法,提出一种改进的机动目标跟踪算法,仿真结果表明可以满足工程需求。建立航迹起始、航迹关联和航迹管理模型,给出航迹管理的仿真结果。建立相控阵雷达任务调度和波束扫描模型,给出程序设计与仿真分析。数据处理系统采用C语言编程实现,在Windows环境下调试成功后移植到VxWorks系统中进行系统仿真。对机载雷达仿真系统在RWS、TWS、TAS和STT模式下的系统仿真进行测试,给出各工作模式下波束控制、跟踪滤波、航迹管理以及航迹显示的仿真结果并分析,结果表明该机载雷达半实物仿真系统满足机载雷达系统仿真的功能要求。关键词:机载雷达,目标航迹,系统仿真,工作模式,数据处理机载雷达目标模拟与系统仿真技术研究 ii ABSTRACT The design, development and commissioning of airborne radar systems are expensive and time consuming, as the systems are very complex. Radar system simulation can test and evaluate radar performance in the lab, and is used widely in the research, verification and evaluation of radar systems. The thesis is based on the development of a hardware-in-the-loop simulation of airborne radar system. Accordingto the functional requirementsof airborne radar system simulation, the system model is established, with emphasis on the modeling and simulation of airborne radar data pro