基于人机交互界面的雷达总体设计仿真介绍

肖晶　段博　郝俊峰

摘 要：MATLAB在雷达总体设计人员进行雷达系统仿真中已得到了普遍应用，文章采用MATLAB GUI人机交互界面工具对雷达总体设计中涉及的雷达信号处理、威力计算等过程进行了仿真。试验结果表明该仿真软件界面友好、方便可靠，为雷达总体设计人员提供了良好的设计平台。

关键词：MATLAB GUI；雷达总体设计；仿真

引言

雷达总体设计仿真试验在现代雷达设计过程中至关重要。文章基于GUI图形界面，对雷达总体设计过程中涉及的主要内容进行了仿真，人机界面友好，有一定的读取、分析外部数据的能力，并具有一定扩展能力。雷达设计人员可以通过该仿真软件方便地进行雷达参数选择和雷达信号处理算法的试验，提高了总体设计的工作效率。

1 软件设计内容

该仿真软件具体仿真内容包括：

（1）线性调频信号处理过程仿真，包括线性调频信号的仿真，性调频信号脉冲压缩、MTI、MTD及CFAR过程的仿真。

（2）相位编码信号处理过程仿真，包括相位编码信号（13位巴克码、255位M序列码、511位M序列码、1023位M序列码、2047位M序列码可选）的仿真，速度补偿前后编码信号、脉冲压缩及CFAR的仿真。

（3）高重频信号处理仿真过程，包括高重频信号的仿真，高重频信号窄带滤波和谱分析及CFAR的仿真。

（4）各种杂波和噪声信号的仿真，包括瑞利杂波、高斯噪声、随机噪声等。

（5）雷达威力计算的仿真，可通过参数输入方便地进行雷达威力地计算。

（6）天线方向图的仿真，可通过参数的输入对天线方向图进行查询。

（7）航迹滤波的仿真，可对指定输入或自建立的理论的航迹进行α、β滤波和卡尔曼滤波，并可将两种滤波结果进行比较。

（8）给出了一定的扩展区域可根据设计需要加入更多雷达系统仿真内容。

2 试验结果

运行仿真软件主界面程序后出现雷达总体设计仿真软件主界面，如图1所示。设计人员可通过点击鼠标左键的方式调用各个仿真试验模块界面，点击帮助进入仿真软件帮助文档。

2.1 线性调频信号处理模块

点击主界面上的“线性调频信号处理软件”按键，会出现线性调频信号处理模块仿真软件界面，软件应按顺序执行，即首先模拟回波信号或从指定文件调入回波信号，此时其它操作被禁用；回波信号选定后进行脉冲压缩；选择是否进行MTI处理；MTD处理后恒虚警处理操作控件启用可进行CFAR操作。

2.2 相位编码信号处理模块

点击主界面上的“相位编码信号处理软件”按键，会出现相位编码信号处理模块仿真软件界面，软件亦按顺序执行，即首先模拟回波信号（波形可在13位巴克码和M序列码间选择），此时其它操作被禁用；回波信号选定后进行正交解调和脉冲压缩（可选择是否进行速度补偿），结果会以二维和三维两种方式给出；在得到距离通道号和速度通道号后可进行CFAR操作，CFAR结果以三维形式给出。

2.3 高重频信号处理模块

点击主界面上的“高重频信号处理软件”按键，会出现高重频信号处理模块仿真软件界面，软件应按顺序执行，即首先模拟回波信号或从指定文件调入回波信号，此时其它操作被禁用；回波信号选定后进行窄带滤波、正交解调和频谱分析。

2.4 雷达威力计算模块

点击主界面上的“雷达威力计算软件”按键，会出现雷达威力计算仿真软件界面，在填入相应参数后，可计算雷达威力。

2.5 天线方向图查询模块

点击主界面上的“天线方向图查询软件”按键，会出现天线方向图查询仿真软件界面，在填入相应参数后，可得到天线方向图。

2.6 航迹数据生成模块

点击主界面上的“航迹数据生成软件”按键，会出现航迹数据生成软件界面，选择需要生成的航迹类型（包括水平直线飞行航迹、水平机动飞行航迹、水平蛇形飞行航迹和垂直机动飞行航迹）后，填入相应的航迹初始参数和航迹运行参数后，可运行该航迹，亦可将生成的航迹进行保存。

2.7 航迹滤波模块

点击主界面上的“航迹滤波软件”按键，会出现航迹滤波软件界面，在选择是进行外部数据处理还是理论航迹处理之后，填入相应参数，从左侧显示框中可以观察滤波结果，软件设计可对航迹进行α-β或卡尔曼滤波。

3 结束语

基于GUI人机交互界面的雷达总体设计仿真软件尽可能包含了总体设计中需要进行的总体设计仿真计算，同时仿真软件的人机界面友好，方便雷达总体设计人员在今后产品研制过程中使用，为雷达总体人员搭建了良好的设计平台。

参考文献

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