MATLAB的雷达信号仿真系统研究(2)
4.3.1 基本概念 38
4.3.2 时频域波形及模糊函数仿真 40
4.4 非线性调频（NLFM）信号 43
4.4.1 基本概念 43
4.4.2 时频域波形及模糊函数仿真 44
4.5 M序列（最大长度序列）信号 46
4.5.1 基本概念 46
4.5.2 时频域波形及模糊函数仿真 49
4.6 本章小结 51
5 雷达回波成分分析仿真实验软件的设计 52
5.1 雷达回波成分概述 52
5.2 脉冲压缩技术概述 53
5.3 动目标显示（MTI）和动目标检测（MTD）概述 56
5.4 雷达回波分析的仿真实现 60
5.5 本章小结 63
6 雷达信号仿真系统的集成与使用测试 64
6.1 雷达信号仿真系统的集成 64
6.2 雷达信号仿真系统的使用测试 67
6.3 本章小结 70
结 论 71
致 谢 72
参考文献73
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
雷达是一种能够于全天时、全天候工作的传感器。它在民用领域（如气象预报、地质勘测等）及在军事领域（如机载雷达、预警雷达等）都有着广泛的应用，故它一直是世界各国科研单位的研究热点。然而在雷达的设计与评估的过程中，一方面雷达设备的造价高昂，且雷达系统日益变得复杂，难以用简单的分析方法进行处理，完全依靠传统的实体实验的可行性较差；另一方面随着雷达干扰技术的发展，雷达在应用中面临着越来越复杂的电磁环境，雷达探测、跟踪目标的能力及其探测精度都会受到极大的影响，这就使得采用传统的方法去建立真实的仿真环境难以实现。使用计算机对雷达系统进行仿真具有以下的优势：一、可以节约大量的研究经费，由于软件仿真具有可重复性，可以利用现有的模块、结构，在已研究出的模型的基础上进行替换和更新来根据需求调整仿真实验；二、可以对雷达各部分参数进行修改，以达到优化整个系统的目的；三、辅助排除雷达系统故障，对某一故障局部进行重复仿真、重现并排查故障；四、避免某些危险的实地实验，以保证雷达研发人员的人身财产安全。因此，在雷达的设计和评估中需要更多地依靠计算机全数字仿真来完成。
通过阅读一些已经公开发表的文献资料[1-6]可以了解到, 对雷达系统和雷达信号处理系统的仿真主要基于SPW软件、MATLAB/Simulink、MATLAB/GUI这三类方法。但碍于SPW 软件价格相对高昂，使用SPW软件进行雷达仿真的成本过高，这令国内各高校和科研院所难以承受，因此SPW平台在这些雷达研发机构中的推广难度大，普及率低。与SPW 软件相比，Mathworks公司的MATLAB软件的应用则更为广泛[7]。在各行各业的科研工作中，MATLAB软件都占据着日益重要的地位，尤其是在信号处理、神经网络等研究方向显得更为突出。MATLAB利用图形用户界面（GUI）实现人机交互的功能，实现数据输入、数据处理和结果输出的过程[8]。GUI的设计可以单纯通过M文件编程或使用MATLAB 内置的GUIDE工具来实现。通过手动修改雷达设定的参数、改变仿真环境参数等等，获得不同的仿真结果，并可以将仿真结果以图像的形式反映出来，极大方便了人们对仿真结果变化的感知与判断。本课题的重点在于对雷达信号及其相关性质进行仿真，而非对完整雷达系统进行仿真，因此适合选用MATLAB/GUI的方法来完成，以生成友好的人机交互界面，易于形成上下级菜单关系，且各项参数可修改。将MATLAB软件作为本课题的仿真平台，在进行雷达信号仿真系统的设计过程中，有着易编程、好操作、交互简单的优点，并且受众面广，系统完成之后易于在高校推广，为开展雷达课程的高校及相应的实验课程提供良好的软件支持。