相控阵雷达系统仿真模型研究李钦富1,2,许小剑2(1.中国电子科学研究院,北京2.北京航空航天大学,北京100041;100083)摘要:根据相控阵雷达系统的原理、结构特点、工作方式、数据处理等要素,运用功能仿真的方法分析和建立了相控阵雷达系统比较完整且实用的仿真模型,给出了相控阵雷达系统的功能仿真流程;同时,该仿真模型已应用于弹道导弹防御系统相控阵雷达系统仿真系统中,该系统仿真运行的结果验证了仿真模型的有效性和可靠性。本研究成果可以为今后相控阵雷达系统的实际研制及建模与仿真的研究提供一定的理论基础和思路。关键词:相控阵雷达;功能仿真;仿真模型:TN958.92文献标识码:A:167325692(2007)032239205ResearchonSimulationModelofPhasedArrayRadarSystemLIQin2fu1,2,XUXiao2激an2(1.ChinaAcademyofElectronicsandInformationTechnology,Bei激ng100041,China;2.Bei激ngUniversityofAeronauticsAstronautics,Bei激ng100083,China)Abstract:AccordingtothePhasedArrayRadar’stheory,constructionaltrait,workingmodeanddataprocessing,thecomplicatedandappliedsimulationmodelhasbeenanalyzedandestablishedinuseofthemethodoffunctionalsimulationforPhasedArrayRadar,thefunctionalsimulationflowofPhasedArrayRadarhasbeenputforward;Atthesametime,thesimulationmodelwhichputsforwardinthispaperhasbeenusedinthePhasedArrayRadarsimulationsystemofMissileDefenseSystem.Thevalidityandrelia2bilityofthesimulationmodelhasbeenapprovedbythesystem’srunningresult.Theconclusioncanpro2videsometheoreticfoundationandmeansforthefutureresearchonPhasedArrayRadar’sdevelopment,modelandsimulation.Keywords:PhasedArrayRadar;functionalsimulation;simulationmodel理信号的相位信息。同信号级仿真相比,功能级仿真具有结构简单、实时性好等优点。近年来,出现了不少关于相控阵雷达系统仿真的研究成果,但就其仿真模型的粒度、完整性等方面还存在不少缺陷,不能有效地支撑未来相控阵雷达0引言雷达系统仿真就是在计算机上重现整个雷达系统和其动态过程,并调整参数反复运行,使系统性能最优,从而加快雷达研发周期和降低成本。对于雷达系统仿真[1]的基本方法可以分为两种:功能级仿真和信号级仿真(也称相干视频信号仿真)。二者的不同之处在于功能级仿真只考虑和处理信号的幅度信息,而信号级仿真既处理信号的幅度信息又处系统的仿真应用需求。鉴于此,本文采用结构简单、实时性好的功能级仿真方法[2]对相控阵雷达系统进行仿真研究,分析和建立了侧重于功能仿真的相控阵雷达系统仿真模型,给出了相控阵雷达系统的收稿日期:2007205220修订日期:2007206213基础理论功能仿真流程,并结合已研项目的实际应用情况对仿真运行实验结果进行了分析、研究。式中,d为直视距离;h1为雷达天线高度;h2为目标高度。2.2天线模型平面相控阵天线功能仿真模型可以利用式(2)来近似[5,6]。1相控阵雷达系统功能仿真流程相控阵雷达系统功能仿真流程[3]如图1所示。本流程图基本适用于各种情况下的相控阵雷达系统功能仿真,在实际相控阵雷达系统功能仿真中,稍微进行相应的修改即可。具体流程如下。(1)计算目标相对于雷达的距离、方位角、高低角;(2)判断目标是否在雷达视野(雷达视距、雷达方位角范围、雷达高低角范围)之内;(3)对于进入雷达视野之内的目标,计算雷达检测信噪比(S/N);(4)比较雷达检测信噪比与最小检测信噪比的关系;(5)利用虚警概率、信噪比计算探测概率;(6)随机对一服从[0,1]均匀分布的变量取值P0,通过比较P0与探测概率的大小关系来判断雷达能否发现此目标;(7)对于雷达已发现的目标,根据雷达相关参数计算雷达距离和角度测量标准差,并进一步产生观测误差,叠加到真实值上形成雷达测量值;(8)经过上述过程后,对目标进行确G=4πηAα/λ2cosθ=4πηNdNd/λ2cosθ(2)xxyy式中,Aα为天线几何面积;G为相控阵天线主瓣增益;Nx为相控阵天线在x方向的单元数;Ny为相控阵天线在y方向的单元数;dx为相控阵天线在x方向的单元间距;dy为相控阵天线在y方向的单元间2主要模型本文结合相控阵雷达系统功能仿真流程,主要对相...