雷达回波信号建模与仿真研究——基于目标与杂波的分析

"这篇硕士学位论文主要探讨了雷达回波信号的建模与仿真，作者是卢剑奇，专业为信号与信息处理，指导教师为赵拥军，完成于2006年4月1日。文章重点分析了雷达接收的目标回波信号和杂波信号的统计模型，并进行了计算机仿真。" 在雷达技术中，目标回波信号是雷达系统获取信息的关键，它反映了雷达照射到目标并被反射回来的能量。描述目标回波信号的数学模型对于理解和模拟雷达系统的性能至关重要。论文中提到，雷达发射的信号通常由脉冲重复周期（I）、脉冲宽度（L）、载波频率（f）和初始相位（φ）等因素决定，发射信号是一个经过矩形函数调制的载波信号。当信号遇到目标后，由于存在时间和距离上的延迟，回波信号会带有目标引起的相移（t）和双程延迟（τ），并且可能受到目标移动（多普勒效应）的影响。 论文还讨论了雷达目标散射截面积（RCS）的估算方法，包括确定性模型的三种主要方法，以及针对不同几何形状目标的RCS计算公式。RCS是评估目标反射雷达能量能力的重要参数。此外，文中还分析了雷达RCS的统计模型——Swerling模型，用于描述RCS的随机起伏。 在仿真部分，论文介绍了产生均匀分布随机序列的两种方法，即平方取中法和线性同余法，最终选择了线性同余法，因为它能有效地生成(0,1)区间内的随机数。论文进一步探讨了基本线阵原理，模拟了等距线阵接收回波的情况，并基于目标运动轨迹推导出直线运动时的瞬时波达方向表达式。 对于雷达杂波的仿真，论文涉及了零记忆非线性变换法和球不变随机过程法，以及四种不同幅度分布（瑞利、对数正态、韦伯和K分布），并选择了最适合的频率抽样法来设计成形滤波器，以优化雷达系统的性能。此外，还介绍了更接近实际雷达杂波物理成因的非中心伽马分布的产生原理。 这篇论文详细研究了雷达信号处理中的核心概念，包括目标回波信号的形成、RCS的计算、杂波的建模和滤波器设计，提供了丰富的理论分析和计算机仿真实验，对于理解雷达系统的工作原理和优化设计具有很高的参考价值。关键词包括：目标回波、杂波、成形滤波器、零记忆非线性变换和球不变随机过程。