基于人機(jī)交互界面的雷達(dá)總體設(shè)計(jì)仿真介紹

肖晶　段博　郝俊峰

摘 要：MATLAB在雷達(dá)總體設(shè)計(jì)人員進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)仿真中已得到了普遍應(yīng)用，文章采用MATLAB GUI人機(jī)交互界面工具對(duì)雷達(dá)總體設(shè)計(jì)中涉及的雷達(dá)信號(hào)處理、威力計(jì)算等過程進(jìn)行了仿真。試驗(yàn)結(jié)果表明該仿真軟件界面友好、方便可靠，為雷達(dá)總體設(shè)計(jì)人員提供了良好的設(shè)計(jì)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：MATLAB GUI；雷達(dá)總體設(shè)計(jì)；仿真

引言

雷達(dá)總體設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)在現(xiàn)代雷達(dá)設(shè)計(jì)過程中至關(guān)重要。文章基于GUI圖形界面，對(duì)雷達(dá)總體設(shè)計(jì)過程中涉及的主要內(nèi)容進(jìn)行了仿真，人機(jī)界面友好，有一定的讀取、分析外部數(shù)據(jù)的能力，并具有一定擴(kuò)展能力。雷達(dá)設(shè)計(jì)人員可以通過該仿真軟件方便地進(jìn)行雷達(dá)參數(shù)選擇和雷達(dá)信號(hào)處理算法的試驗(yàn)，提高了總體設(shè)計(jì)的工作效率。

1 軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容

該仿真軟件具體仿真內(nèi)容包括：

（1）線性調(diào)頻信號(hào)處理過程仿真，包括線性調(diào)頻信號(hào)的仿真，性調(diào)頻信號(hào)脈沖壓縮、MTI、MTD及CFAR過程的仿真。

（2）相位編碼信號(hào)處理過程仿真，包括相位編碼信號(hào)（13位巴克碼、255位M序列碼、511位M序列碼、1023位M序列碼、2047位M序列碼可選）的仿真，速度補(bǔ)償前后編碼信號(hào)、脈沖壓縮及CFAR的仿真。

（3）高重頻信號(hào)處理仿真過程，包括高重頻信號(hào)的仿真，高重頻信號(hào)窄帶濾波和譜分析及CFAR的仿真。

（4）各種雜波和噪聲信號(hào)的仿真，包括瑞利雜波、高斯噪聲、隨機(jī)噪聲等。

（5）雷達(dá)威力計(jì)算的仿真，可通過參數(shù)輸入方便地進(jìn)行雷達(dá)威力地計(jì)算。

（6）天線方向圖的仿真，可通過參數(shù)的輸入對(duì)天線方向圖進(jìn)行查詢。

（7）航跡濾波的仿真，可對(duì)指定輸入或自建立的理論的航跡進(jìn)行α、β濾波和卡爾曼濾波，并可將兩種濾波結(jié)果進(jìn)行比較。

（8）給出了一定的擴(kuò)展區(qū)域可根據(jù)設(shè)計(jì)需要加入更多雷達(dá)系統(tǒng)仿真內(nèi)容。

2 試驗(yàn)結(jié)果

運(yùn)行仿真軟件主界面程序后出現(xiàn)雷達(dá)總體設(shè)計(jì)仿真軟件主界面，如圖1所示。設(shè)計(jì)人員可通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵的方式調(diào)用各個(gè)仿真試驗(yàn)?zāi)K界面，點(diǎn)擊幫助進(jìn)入仿真軟件幫助文檔。

2.1 線性調(diào)頻信號(hào)處理模塊

點(diǎn)擊主界面上的“線性調(diào)頻信號(hào)處理軟件”按鍵，會(huì)出現(xiàn)線性調(diào)頻信號(hào)處理模塊仿真軟件界面，軟件應(yīng)按順序執(zhí)行，即首先模擬回波信號(hào)或從指定文件調(diào)入回波信號(hào)，此時(shí)其它操作被禁用；回波信號(hào)選定后進(jìn)行脈沖壓縮；選擇是否進(jìn)行MTI處理；MTD處理后恒虛警處理操作控件啟用可進(jìn)行CFAR操作。

2.2 相位編碼信號(hào)處理模塊

點(diǎn)擊主界面上的“相位編碼信號(hào)處理軟件”按鍵，會(huì)出現(xiàn)相位編碼信號(hào)處理模塊仿真軟件界面，軟件亦按順序執(zhí)行，即首先模擬回波信號(hào)（波形可在13位巴克碼和M序列碼間選擇），此時(shí)其它操作被禁用；回波信號(hào)選定后進(jìn)行正交解調(diào)和脈沖壓縮（可選擇是否進(jìn)行速度補(bǔ)償），結(jié)果會(huì)以二維和三維兩種方式給出；在得到距離通道號(hào)和速度通道號(hào)后可進(jìn)行CFAR操作，CFAR結(jié)果以三維形式給出。

2.3 高重頻信號(hào)處理模塊

點(diǎn)擊主界面上的“高重頻信號(hào)處理軟件”按鍵，會(huì)出現(xiàn)高重頻信號(hào)處理模塊仿真軟件界面，軟件應(yīng)按順序執(zhí)行，即首先模擬回波信號(hào)或從指定文件調(diào)入回波信號(hào)，此時(shí)其它操作被禁用；回波信號(hào)選定后進(jìn)行窄帶濾波、正交解調(diào)和頻譜分析。

2.4 雷達(dá)威力計(jì)算模塊

點(diǎn)擊主界面上的“雷達(dá)威力計(jì)算軟件”按鍵，會(huì)出現(xiàn)雷達(dá)威力計(jì)算仿真軟件界面，在填入相應(yīng)參數(shù)后，可計(jì)算雷達(dá)威力。

2.5 天線方向圖查詢模塊

點(diǎn)擊主界面上的“天線方向圖查詢軟件”按鍵，會(huì)出現(xiàn)天線方向圖查詢仿真軟件界面，在填入相應(yīng)參數(shù)后，可得到天線方向圖。

2.6 航跡數(shù)據(jù)生成模塊

點(diǎn)擊主界面上的“航跡數(shù)據(jù)生成軟件”按鍵，會(huì)出現(xiàn)航跡數(shù)據(jù)生成軟件界面，選擇需要生成的航跡類型（包括水平直線飛行航跡、水平機(jī)動(dòng)飛行航跡、水平蛇形飛行航跡和垂直機(jī)動(dòng)飛行航跡）后，填入相應(yīng)的航跡初始參數(shù)和航跡運(yùn)行參數(shù)后，可運(yùn)行該航跡，亦可將生成的航跡進(jìn)行保存。

2.7 航跡濾波模塊

點(diǎn)擊主界面上的“航跡濾波軟件”按鍵，會(huì)出現(xiàn)航跡濾波軟件界面，在選擇是進(jìn)行外部數(shù)據(jù)處理還是理論航跡處理之后，填入相應(yīng)參數(shù)，從左側(cè)顯示框中可以觀察濾波結(jié)果，軟件設(shè)計(jì)可對(duì)航跡進(jìn)行α-β或卡爾曼濾波。

3 結(jié)束語

基于GUI人機(jī)交互界面的雷達(dá)總體設(shè)計(jì)仿真軟件盡可能包含了總體設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行的總體設(shè)計(jì)仿真計(jì)算，同時(shí)仿真軟件的人機(jī)界面友好，方便雷達(dá)總體設(shè)計(jì)人員在今后產(chǎn)品研制過程中使用，為雷達(dá)總體人員搭建了良好的設(shè)計(jì)平臺(tái)。

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