电子战条件下雷达接收信号模型

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1、国防科技大学学报JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGY　　第19卷第1期　　1997年2月Vol.19No.1X电子战条件下雷达接收信号模型王国玉　吕晓雯　廖湘平(国防科技大学电子技术系　长沙　410073)　　摘　要　文中建立了电子战条件下雷达信号环境数学模型,包括雷达发射信号数学模型,目标回波信号数学模型,电子干扰(有源干扰和无源干扰)信号数学模型,杂波数学模型以及噪声数学模型。关键词　雷达,电子对抗,信号环境,仿真建模分类号　951AResear

2、chonRadarReceivingSignalModelinEWConditionWangGuoyuLuXiaowenLiaoXiangping(DepartmentofElectronicTechnology,NUDT,Changsha,410073)AbstractTheradarsignalmodelinEWconditionisdiscussedinthispaper,includ-ingthemodelofemittingsignal,themodeloftargetechosignal,th

3、emodelofjamming,themodelofclutterandthemodelofnoise.Keywordsradar,ECM,signalmodel,simulation在进行雷达系统和电子对抗系统分析研究,特别是在雷达与雷达对抗视频信号数字仿真研究中,需建立一系列有关数学模型,而电子战条件下雷达信号环境数学模型的建立则是有关课题研究,特别是仿真研究的基础。本文以脉冲雷达为例,初步建立了一个较为全面的电子战条件下雷达信号环境数学模型。1　雷达发射信号模型　　雷达发射信号可由下式来描述:Ptõ

4、LtSt(t)=õgvt(H)exp(jXct)õv(t)(1)4P其中,Xc为载频,Pt为发射机峰值功率;Lt为发射综合损耗;gvt(H)为发射天线方向图;X1996年5月25日修订45v(t)为复调制函数,它是Np个宽度为Tr的矩形脉冲构成的脉冲串。考虑到脉间捷变频和线性调频,则有N-1pt-kTrv(t)=2RectõL(t-kTr)õexp(jXkt)(2)k=0Tp这里,Xk为第k个脉冲的角频率增量,Tr为脉冲重复周期,即PRI,L(t)为单个调制函数,矩形函数Rect(t)定义为:1,t∈(0

5、,1)Rect(t)=0,其它对于线性调频:2L(t)=LLFM(t)=exp(jPbt),0≤t≤Tp(3)其中,b为线性调频扫描频率,它与频率扫描范围BWrg的关系为:b=±BWrg/Tp,由于BWrg近似等于压缩后的雷达脉冲宽度Sc的倒数,故有:1ûbû≈(4)TpõSc因脉压比D=Tp/Sc,故有1Dûbû≈2=2(5)DõScTp　　若不存在脉间捷变频,则式(2)中Xk为0;若没有应用线性调频,则式(3)中,L(t)=LNFM(t)=1。2　雷达接收信号模型　　设t时刻,目标与雷达的距离为R(t

6、),在很短的时间间隔内,可以认为目标的运动速度是匀速的。雷达在一个波束驻留(DWELL)期内发射Np个脉冲,则相对于第k个脉冲,k=0,1,2,⋯⋯,Np-1,雷达接收到的射频信号为kkkrRF(t)=SRF(t)+JRF(t)+CRF(t)+nRF(t)(6)k其中,SRF(t)为接收到的第k个脉冲经目标反射后的回波信号,JRF(t)为接收到的干扰信k号,实为各种有源干扰和无源干扰形成的干扰信号综合;CRF(t)为杂波信号,实为地杂波,气象杂波或海杂波的组合信号;nRF(t)为噪声。3　目标回波信号模型

7、k　　目标回波信号SRF(t)的表达式为kPtõLsgvt(H)õgvr(H)SRF(t)=3õ2õKõRõKRF(4P)R(t)2R02R(t)õexpjPb(t--kTr)õexpjXk(t--kTr)CC2R(t)22R0õexpjXb(t--kTr)õexpjXd(t--kTr)CC2R(t)t--kTrõRectC(7)Tp46式中,Pt为雷达发射机峰值功率;Ls为雷达发射接收综合损耗,包括发射损耗Lt,接收损耗Lr,大气损耗Ldq,脉压损耗Lpc以及双程波束损耗LBS等;gvt(H)和gvr(

8、H)分别为发射、接收天线方向图;R为目标RCS,由目标特性决定;K为工作波长;KRF为射频滤波8放大系数;C为光速,即:3×10m/s;Xc为载频;Tr脉冲重复周期;Tp为脉冲宽度;Xk2R为捷变频增量;Xd为多卜勒频率,Xd=Xcõ;R0为第k个脉冲与目标相遇时,目标相对C2于雷达的距离;b为线性调频速率,ûbû≈D/Tp,D为脉压比。4　杂波信号模型　　杂波信号模型为地杂波信号模型、气象杂波和海杂波信号模型的组合,即kkk