弹道导弹回波和测角仿真技术研究

摘要

弹道导弹具有威力大，射程远，速度快，命中精度高等特点，是各国广泛关注的焦点。弹道导弹预警系统是国家防御系统的重要部分。其中，地面雷达系统对弹道导弹进行观测和监视、跟踪，为决策层提供指示，因此对地面雷达的回波研究意义重大。目标位置的确定需要方向信息，利用相控阵雷达可灵活快速控制波束指向的特点，可实现对目标角度的精确测定。系统仿真技术是开展弹道导弹防御技术研究的重要工具和手段。基于高层体系结构（High Level Architecture， HLA）的分布式交互仿真技术可以把不同区域的不同仿真器联接起来，具有良好的互操作性和可重用性，已成为现代雷达系统仿真的主要发展方向。
　　本文针对弹道导弹预警相控阵雷达的仿真需求，进行了弹道导弹回波和测角算法的研究，完成了该仿真联邦中的相应模块的设计和研究。
　　本文主要研究内容如下：
　　1.根据坐标转换的原理和方法，建立针对弹道导弹的坐标系，并实现了坐标系之间的相互转换。
　　2.介绍了相控阵雷达天线的特点，说明了以阵内相位来控制天线波束指向的原理和方法，并完成天线方向图的仿真。
　　3.研究了雷达常见的发射信号形式，分析了脉冲压缩技术可以同时解决作用距离和距离分辨率的原理，并针对相控阵雷达的仿真应用建立了基于“停/跳”理论的动目标回波信号的数学模型。
　　4.推导了单脉冲测角算法，并应用于相控阵雷达，完成了目标角度的测量，得到目标的方位信息。
　　5.根据基于 HLA的分布式交互仿真技术，设计并完成了相控阵雷达回波生成以及相关信号处理的联邦成员。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 分布式交互仿真的发展

1.3本文的主要内容

第二章 坐标系转换

2.1 仿真中常用的各种坐标系

2.2 坐标转换理论

2.3 坐标系之间的转换

第三章 天线的仿真

3.1 相控阵天线的基本原理

3.2 波束形成算法

第四章 动目标回波的形成

4.1 雷达回波信号的功率

4.2 雷达回波信号的形式

4.3 基于“停/跳”假设的动目标回波建模

第五章 角度测量

5.1 测角原理

5.2 振幅-振幅法

5.3 相位-相位法

5.4 幅度和差法

5.5 仿真实例

第六章 基于HLA的相控阵雷达回波仿真系统

6.1 高层体系结构

6.2 基于HLA的相控阵雷达回波信号的设计

6.3 仿真结果

第七章 全文总结

致谢

参考文献