一种被动雷达导引头外场噪声模拟方法

龚汉华，李凯，张司兴

（中航工业洪都，江西南昌330024）

一种被动雷达导引头外场噪声模拟方法

龚汉华，李凯，张司兴

（中航工业洪都，江西南昌330024）

针对实验室半实物仿真环境下，被动雷达导引头输出信号与外场试验环境下输出信号存在较大差别的问题，提出了一种在半实物仿真中模拟被动雷达导引头外场噪声的方法，仿真结果表明，该方法能较好地进行外场噪声模拟，提高了半实物仿真置信度。

被动雷达导引头；噪声模拟

0 引言

1 模拟方法

目前，反辐射武器是压制防空系统的主要武器之一，而被动雷达导引头是反辐射武器的核心部件[1]。由于被动雷达导引头工作频段特性，在实际外场试验环境中，由于多路径效应等被动雷达导引头输出信号除有用信号外，还混杂有大量噪声[2]。外场试验结果表明，被动雷达导引头输出信号中混杂的噪声对反辐射武器制导精度有较大影响。在进行外场试验前，一般需要先在实验室环境下进行半实物仿真。而由于实验室环境比较理想，被动雷达导引头输出信号比较干净，噪声很小，与外场环境输出信号有很大区别，这使半实物仿真与外场实际情况差别较大，置信度不高。为使被动雷达导引头输出信号特性与外场信号特性尽量相似，提高半实物仿真置信度，有必要在半实物仿真中加入被动雷达导引头外场噪声模拟环节。

该模拟方法是对半实物仿真之前已取得的被动雷达导引头外场环境输出信号做一系列处理，将得到的噪声信号叠加到实验室目标阵列中，从而使被动雷达导引头输出的信号含有与外场相似的噪声。具体步骤如下：

1）选取外场原始信号

某外场被动雷达导引头输出原始信号如图1。选取图1中一定时间长度的信号作为原始信号。

2）将原始信号去均值处理

由于存在相对运动，被动雷达导引头外场输出的原始信号存在缓慢变化的均值，提取噪声信号时需要将均值滤除。为尽可能多的保留低频噪声，通过两个带宽为1Hz的一阶低通滤波器级联取出原始信号均值，然后将原始信号减掉这个均值，得到噪声信号，模型见图2[3]。

图1 外场原始信号

图2 原始信号去均值处理模型

3）频域变换生成目标噪声信号

当被动雷达导引头跟踪目标信号时，其输出的信号是目标信号经过被动雷达导引头角跟踪回路后的信号，相当于经过被动雷达导引头角跟踪回路传递函数频域变换。为使被动雷达导引头输出上述步骤2）得到的噪声信号，应将该噪声信号做被动雷达导引头角跟踪回路传递函数的逆频域变换，然后将逆频域变换后的信号叠加到实验室目标阵列。由于被动雷达导引头角跟踪回路传递函数非常复杂，故采用一阶线性模型近似[4]，如图3。

经过上述步骤最终得到的噪声信号如图4。

将此噪声信号叠加到实验室目标阵列中，即可进行模拟被动雷达导引头外场噪声的半实物仿真。

2 仿真实验

将噪声信号叠加到实验室目标阵列上后，被动雷达导引头输出的信号如图5。

统计被动雷达导引头外场输出噪声信号和目标阵列叠加噪声后的实验室输出噪声信号的均方差，见表1。

图3 频域变换生成目标噪声信号模型

图4 噪声信号

图5 实验室输出信号

由表1可知，两噪声信号均方差基本相同。

再将被动雷达导引头外场输出噪声信号和目标阵列叠加噪声后的实验室输出噪声信号进行傅里叶变换，得到频谱图如图6和图7。

表1 均方差比较

图6 外场噪声信号频谱

图7 实验室噪声信号频谱

由图6和图7可知，两噪声信号频谱具有比较强的相似性。

3 结语

在实验室目标阵列叠加噪声后，被动雷达导引头在实验室输出的噪声信号与外场环境下输出的噪声信号，其均方差、频谱方面均具有比较强的相似性，表明本文提出的被动雷达导引头外场噪声模拟方法能较好地模拟外场噪声，提高了半实物仿真置信度。

[1]曲长文，陈铁柱.机载反辐射导弹技术[M].北京：国防工业出版社，2010.

[2]任子西.多路径效应对反辐射导弹被动雷达导引头性能的影响分析[J].战术导弹技术,2009.

[3]薛年喜.MATLAB在数字信号处理中的应用[M].北京：清华大学出版社，2003.

[4]穆虹.防空导弹雷达导引头设计[M].北京：中国宇航出版社，1996.

>>>作者简介

龚汉华，男，1982年9月出生，2007年毕业于中科院研究生院，工程师，硕士，主要研究方向为雷达信号处理。

A Field-Noise Simulation Method for Passive Radar Seeker

Gong Hanhua，Li Kai,Zhang Sixing
(AVIC-HONGDU,Nanchang,Jiangxi,330024)

Considering the problem of great difference between output signal of passive radar seeker and field test environment under condition of simulation environment with semi objective in the lab,this paper presents a method to simulate the field noise of passive radar seeker in semi objective simulation.The simulation result shows this method can simulate the field noise rather well so as to improve the credibility of semi-objective simulation.

Passive radar seeker;Noise simulation

2016-06-26）