[发明专利]相干对数正态分布雷达杂波实时模拟方法及系统

说明书

本发明公开了一种相干对数正态分布雷达杂波实时模拟方法及系统，属于雷达技术领域，用于解决基于软件平台实现或基于存储预先软件仿真的杂波的回放产生雷达杂波的方式导致其实时性难以满足实时雷达参数和杂波场景变化的需求的技术问题。本发明通过数字电路产生白噪声，通过建立函数查找表来解决复杂的数学运算和变换，并通过离散化期望杂波的形状参数范围和谱宽范围，建立形状参数、谱宽与滤波器系数的映射关系，基于查表的方式获取实时的滤波器系数，得到可变参数的杂波谱匹配滤波器，进而生成满足雷达参数和环境参数的相干对数正态分布雷达杂波，实现相干对数正态分布雷达杂波的实时模拟生成。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及雷达杂波(包括地、海杂波等)的实时模拟。

背景技术

在现代雷达系统的设计与研制的各个阶段，都需要对雷达性能和指标进行测试。但如果全部采用外场测试，将耗费大量的人力、物力、财力，且易受外部环境的影响，延长研制周期。电子技术和计算机技术的飞速发展使得内场仿真试验成为了可能，有效弥补了雷达外场试验的不足。其中杂波是构成雷达环境的重要部分，通过对其大量的地、海杂波实际测量数据的分析表明，高海情条件下或高分辨力雷达的杂波具有较长的拖尾，后向散射特性偏离了瑞利分布，其幅度较符合对数正态分布，因此，相干对数分布雷达杂波的准确建模与实时产生对雷达系统的研制和调试验证起着至关重要的作用。

当前大部分雷达杂波模拟都是基于软件平台实现，部分雷达硬件模拟器则是基于存储预先软件仿真的杂波的回放所产生，其实时性难以满足实时雷达参数和杂波场景变化的需求。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术中，基于软件平台实现或基于存储预先软件仿真的杂波的回放产生相干对数正态分布雷达杂波的方式，其实时性难以满足实时雷达参数和杂波场景变化的需求的技术问题，提供一种相干对数正态分布雷达杂波实时模拟方法及系统。

因相干对数正态分布序列的概率密度(|γ|)函数为：

其中形状参数ρ用于表示分布的偏斜程度；尺度参数γ_m是用于表示分布的中位数。

用S_ij表示期望杂波的相关系数，r_ij表示期望杂波经低通滤波后的相关高斯序列的相关系数；则由上述概率密度函数可知，S_ij和r_ij之间存在如下关系：

为了得到满足雷达参数和杂波场景变化需求的相干对数正态分布雷达杂波，则可以通过设计合理的杂波功率谱匹配滤波器来对复高斯白噪声随机序列进行低通滤波处理，再对滤波输出进行一定的计算则可以得到参数(形状参数ρ、尺度参数γ_m)可随雷达参数和环境参数实时变化的相干对数正态分布雷达杂波。

在期望杂波的杂波功率谱(由谱形状、谱宽f_3dB、杂波谱频偏三个要素决定)已知的前提下，则可以设计出本发明的杂波功率谱匹配滤波器，杂波功率谱匹配滤波器的类型优选FIR滤波器(有限长单位冲激响应滤波器)。在设计本发明的FIR滤波器时，可采用窗函数法设计FIR滤波器，即用一个有限长的窗函数截取理想滤波器的单位脉冲响应。假设待设计的滤波器的理想频率响应为H_d(e^jω)，则先对H_d(e^jω)反傅里叶变换导出h_d(n)，即由于h_d(n)是无限长序列，且是非因果的，而FIR滤波器的单位脉冲响应h(n)为有限长的，所以要用有限长的h(n)来逼近无限长的h_d(n)，最有效的方法则是截断h_d(n)或者说用一个有限长度的窗口函数序列w(n)来截取h_d(n)，即h(n)＝w(n)h_d(n)。因而合理选择窗函数序列的形状及长度即可设计出相应要求的FIR滤波器。