一、 什么是线性调频脉冲信号
线性调频信号是一种脉内频率调制信号,在持续期间(脉内)频率连续线性变化,即时频关系为线性的信号。表达式为:

线性调频信号的实部和虚部仿真效果如下图所示。

二、 点目标信号模拟
当目标运动时,目标与雷达径向距离的变化引起的延时可表示为:

视频信号表示目标信号的起伏变化,在工程上,通常用Swerling 四种起伏模型来近似,设目标位置在1Km,目标径向速度100m/s,雷达波长为10cm,发射信号带宽为2M,发射信号时宽为42us,采样率为2MHz,脉冲数为2,脉冲重复周期300us,那么目标信号实部和虚部仿真效果如下图所示。

假设以上参数完全相同,增加一批目标在10Km处,目标径向速度为0,那么仿真效果图如下图所示。

三、多散射中心目标信号模拟
根据目标尺寸和雷达的分辨力或分辨精度的相对关系把目标分为点目标和延伸目标。当目标尺寸远小于雷达的分辨单元时可看作为点目标否则当作延伸目标。对于点目标可以根据雷达方程建立确定的模型。对于延时目标要建立一个确定的模型很复杂,所以一般用统计模型。
根据目标多散射中心理论目标反射回波的电磁总量并不是其表面总体共同作用的结果而是某些曲率和表面不连续处的电磁散射的相干作用的结果这些源叫做等效多散射中心简称为多散射中心。基于这个理论在给复杂目标建模时常把它分解为一系列独立的散射中心它们常用点目标来近似回波信号看作由它们各自反射回波信号的线性叠加,公式如下:

具体叠加过程可用下图表示。


四、小结
目标模拟器可以较真实的仿真真实的目标,模拟目标在不同轨迹、运动参数、环境中的回波信息,可以帮助雷达操作和测试人员进行雷达相关性能测试,提高复杂背景信号中目标的检测能力。
引用:
【1】雷达运动目标回波模拟技术》刘翔星2010
【2】《雷达目标模拟器关键技术研究》林杰2013
【3】《雷达目标动静态多极化回波仿真分析》李亭2016
【4】《雷达目标模拟器关键技术》高学利 2021

