CN112363126A - 一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，首先确定模拟器天线单元阵列的位置、架设高度、长度、单元间距和单元数，以及各天线单元对雷达天线中心的仰角；通过射频电子开关选择对应仰角的模拟器天线单元，接收雷达辐射信号；经混频滤波处理后送入A/D器件实现数字化；然后对下变频处理得到数字基带信号进行多普勒调制和数字延时，处理后进行数字上变频和数模转换，得到的模拟中频回波信号进行变频放大处理，之后选择目标轨迹对应仰角位置的天线单元实现模拟射频回波信号辐射。本发明利用天线阵列单元以及数字信号处理技术，能够真实模拟弹道目标的雷达回波，节省硬件资源，实现基于线阵的弹道目标回波信号模拟。

Description

一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法

技术领域

本发明涉及一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，属于雷达模拟测试技术领域。

背景技术

弹道目标回波信号模拟器通过模拟真实弹道目标的雷达回波，检验雷达的目标捕获、跟踪和外推的能力，便于雷达可用性的评估和野战部队的平时训练，有利于节省大量的人力、物力和时间。

模拟器天线形式的选择决定了弹道目标回波信号模拟的有效性和真实性。采用单个天线单元仰角沿导轨运动的方式可以模拟弹道目标仰角的运动，仅需一根射频电缆，难点在于天线折叠结构的设计、导轨的设计和天线单元沿导轨运动速度的限制(安全速度在1m/s以下)。另外，电机启动时电流很大，可能造成直流电源的电压下降，使其他电路不能正常工作；电机开始和终止运动具有安全隐患，必须考虑安全保护；电机加速减速过程使得匀速运动的行程范围变小，天线运动行程要考虑加速减速段，增加了系统的复杂性和技术难度。

模拟器天线的一种可选方案是采用天线单元阵列，每个辐射单元需要相应的射频电缆、射频电子开关等。选择天线单元阵列虽然成本有所增加，但是设备安全可靠，模拟的目标速度能够满足弹道目标的实际速度要求。因此，天线单元阵列的位置、架高、阵列长度、单元数和单元间距的计算以及弹道数据的产生方法，成为弹道目标回波信号模拟器的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其核心技术在于采用天线单元组成的线阵模拟弹道目标的运动，天线单元之间通过开关矩阵和幅相控制模拟弹道目标的角度位置变化，通过数字信号处理模拟目标的距离位置变化以及径向速度变化，解决了雷达外场实验中雷达系统性能验证的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明于提出了一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，通过基于线阵的雷达回波模型的构建，实现基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其中，基于线阵的雷达回波模型包括雷达、雷达天线望远镜和模拟器；

所述雷达垂直地面摆放；

所述模拟器与雷达分开相对摆放；

所述雷达天线望远镜位于雷达天线中心正下方；

所述模拟器包括天线单元阵列、射频电子开关、射频收发组件、A/D器件、数字信号处理模块和D/A器件，模拟器中的各个组件通过稳幅稳相电缆相连接；

所述天线单元阵列垂直地面摆放，天线单元阵列中的各个天线单元呈直线型排列；

所述天线单元阵列与射频电子开关信号互通，射频电子开关与射频收发组件信号互通，射频收发组件将处理后的模拟信号传输至A/D器件，A/D器件将模拟信号转换成数字信号之后传入数字信号处理模块，数字信号处理模块将处理后的数字信号传入D/A器件，获得模拟信号，D/A器件将模拟信号传入射频收发组件；

基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，通过步骤1至步骤7来实现：

步骤1.通过雷达的天线口径和工作波长，获得模拟器与雷达的距离；

步骤2.通过雷达天线中心距离地面的高度、雷达搜索波束仰角和雷达跟踪波束仰角，结合模拟器与雷达的距离，获得模拟器天线单元阵列的架设高度和长度；

步骤3.根据模拟器相邻天线单元对雷达的视角，确定模拟器各天线单元间距和天线单元阵列中的天线单元个数；

步骤4.雷达发射雷达辐射信号到达模拟器目标天线单元阵列，获得目标模拟信号然后进入射频收发组件；具体步骤如下：

步骤4-1.将雷达天线望远镜对准模拟器的第一个目标天线单元，确定模拟器中天线单元阵列中的各目标天线单元对雷达天线中心的仰角；

步骤4-2.根据目标模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值，通过射频电子开关选择对应仰角的模拟器天线单元；

步骤4-3.射频电子开关与接收机接通并与发射链路断开，发射输出接负载。

步骤5.目标模拟信号首先经过射频收发组件做变频处理，获得目标模拟信号的模拟中频信号，然后经过A/D器件做信号模数转换处理，获得目标模拟信号的数字中频信号；具体步骤如下：

步骤5-1.目标模拟信号先经接收衰减器调整信号电平，防止模拟器接收机饱和；

步骤5-2.接收衰减器的输出信号先与第一本振信号混频滤波，再与第二本振信号混频滤波，采用两次变频的方案得到目标模拟信号的模拟中频信号；

步骤5-3.目标模拟信号的模拟中频信号送入A/D器件进行模数转换，得到目标模拟信号的数字中频信号。

步骤6.通过步骤6-1至步骤6-5，将目标模拟信号的数字中频信号转换为目标回波信号的模拟中频信号，具体步骤如下：

步骤6-1.根据目标模拟信号的数字中频信号的中心频率和数字采样率，完成数字下变频处理，得到目标模拟信号的数字基带信号；

步骤6-2.对目标模拟信号的数字基带信号进行存储和包络检测，进行目标模拟信号的数字基带信号的雷达主波束信号的判定；

步骤6-3.对判定为雷达主波束照射目标的目标模拟信号的数字基带信号进行多普勒调制和数字延时处理得到目标回波信号的数字基带信号；

步骤6-4.经过步骤6-3处理后的目标回波信号的数字基带信号经过正交调制，得到目标回波信号的数字中频信号；

步骤6-5.目标回波信号的数字中频信号送入D/A器件进行数模转换，得到目标回波信号的模拟中频信号；

步骤7.对目标回波信号的模拟中频信号进行变频放大和辐射，获得目标回波模拟信号，具体步骤如下：

步骤7-1.将目标回波信号的模拟中频信号先与第二本振信号混频滤波，再与第一本振信号混频滤波，产生模拟射频回波信号，对模拟射频回波信号进行功率放大，得到目标模拟回波信号；

步骤7-2.射频电子开关与发射链路接通并与接收机断开，接收输入接负载；

步骤7-3.选择目标模拟轨迹对应仰角位置的天线单元将目标模拟回波信号辐射出去。

作为本发明的一种优选方案：步骤1中，根据雷达工作波长λ和雷达天线口径D，得到需要满足如下公式的模拟器与雷达的距离：

其中，R为模拟器与雷达的距离，k为预设常数，1≤k≤2。作为本发明的一种优选方案：步骤2中模拟器中天线单元阵列架设高度和长度通过如下公式获取：

h＝h_r+R tanθ_min

l＝R(tanθ_max-tanθ_min)

其中，h表示模拟器天线单元阵列架设高度，h_r为雷达天线中心离地面的高度，θ_min为雷达搜索波束仰角，l表示模拟器天线单元阵列长度，[θ_min,θ_max]为雷达跟踪波束仰角范围，0＜θ_min＜θ_max＜90°。

作为本发明的一种优选方案：步骤3中模拟器各天线单元的间距和阵列单元数，通过如下公式获取：

d＝R(tan(θ_min+Δθ)-tanθ_min)

其中，d表示模拟器天线单元间距，N表示模拟器天线阵列的天线单元个数，Δθ为模拟器中天线单元阵列中相邻天线单元对雷达的最大视角，int[·]表示上取整。

作为本发明的一种优选方案：步骤4-1中，模拟器天线单元阵列中各天线单元对雷达天线中心的仰角，通过如下公式获取：

其中，n＝1,2,…,N，θ_n表示第n个天线单元对雷达天线中心的仰角，θ_e表示雷达天线望远镜瞄准时的仰角，h_s表示望远镜到雷达天线中心的距离。

作为本发明的一种优选方案：步骤4-2中射频电子开关根据目标模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值，通过如下规则选择对应仰角的模拟器天线单元：

当

时，接通第n路射频电子开关；当

时，接通第n+1路射频电子开关，其中θ是目标某时刻模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值。

作为本发明的一种优选方案：步骤6-2中通过如下规则来进行雷达主波束信号的判定：

若接收的信号电平a_s为a_max-6dB＜a_s＜a_max，则判定为雷达主波束照射目标；若接收的信号电平a_s为a_s＜a_max-6dB，则判定为雷达副瓣波束照射目标；其中，a_max是雷达波束照射模拟器的第一个天线单元信号电平，单位为dB。

作为本发明的一种优选方案：步骤6-3中对目标模拟信号的数字基带信号，通过步骤6-3-1到步骤6-3-2来进行多普勒调制和数字延时处理：

步骤6-3-1.获得加入多普勒频率后的信号，表达式如下：

s_base(mT_s)＝(I₁(m)cos(Δφ)-Q₁(m)sin(Δφ))+j(I₁(m)sin(Δφ)+Q₁(m)cos(Δφ))

其中，

表示虚数单位，I₁(m)和Q₁(m)分别表示步骤6-1所述的目标模拟信号的数字基带信号的同相分量和正交分量，

表示目标回波信号的相位增加量，其中，

表示模拟目标相对于雷达的径向速度矢量，T_r表示信号脉冲重复周期；

步骤6-3-2.对进行过多普勒调制后的数字基带信号加入延时，得到处理后的目标回波信号的数字基带信号，表达式如下：

s′_base(mT_s)＝s_base(mT_s-τT_s)

其中，s′_base(mT_s)表示处理后的目标回波信号的数字基带信号，T_s表示信号采样间隔，m＝0,1,2,…表示信号离散采样点，τT_s表示延时量，τ为整数。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)利用天线单元阵列，合理选择阵列天线单元数和单元间距，能够高精度模拟目标的角度位置变化，采用数字信号处理技术能够高精度模拟目标的距离位置变化及径向速度变化，进而能够真实模拟弹道目标的雷达回波；

(2)弹道目标回波信号的产生基于雷达辐射信号经混频滤波和数字下变频的数字基带信号，避免了信号发生器的设计，节省了硬件资源，降低了模拟器设计的复杂性。

附图说明

图1是本发明的总流程图；

图2是本发明所使用的模拟器原理框图；

图3是本发明所使用的雷达和模拟器相对位置平面几何示意图；

图4是本发明所使用的模拟器阵列各天线单元对雷达天线中心仰角的平面几何示意图；

图5是本发明所使用的数字信号处理原理框图。

具体实施方式

本发明提出了一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

通过基于线阵的雷达回波模型的构建，实现基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其中，基于线阵的雷达回波模型包括雷达、雷达天线望远镜和模拟器；雷达垂直地面摆放；模拟器与雷达分开相对摆放；雷达天线望远镜位于雷达天线中心正下方；如图2所示，模拟器包括天线单元阵列、射频电子开关、射频收发组件、A/D器件、数字信号处理模块和D/A器件，模拟器中的各个组件通过稳幅稳相电缆相连接；

天线单元阵列垂直地面摆放，天线单元阵列中的各个天线单元呈直线型排列；

天线单元阵列与射频电子开关信号互通，射频电子开关与射频收发组件信号互通，射频收发组件将处理后的模拟信号传输至A/D器件，A/D器件将模拟信号转换成数字信号之后传入数字信号处理模块，数字信号处理模块将处理后的数字信号传入D/A器件，获得模拟信号，D/A器件将模拟信号传入射频收发组件；

如图1所示，本实施例通过步骤1至步骤7来实现基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法。

步骤1.根据雷达的天线口径和工作波长，获得模拟器与雷达的距离；假设雷达天线口径为D，工作波长为λ，模拟器的位置必须满足雷达天线的准远场条件，即模拟器与雷达的距离需要满足如下公式：

其中，R为模拟器与雷达的距离，k是一固定的常数，工程经验取值为1～2之间的任意数。

步骤2.如图3所示，通过雷达天线中心距离地面的高度、雷达搜索波束仰角和雷达跟踪波束仰角，结合模拟器与雷达的距离，获得模拟器天线单元阵列的架设高度和长度；

假设雷达天线中心离地面高度为h_r，雷达搜索波束仰角为θ_min，则模拟器天线单元阵列架设高度应满足：

h＝h_r+R tanθ_min

假设雷达跟踪波束仰角范围为[θ_min,θ_max]，其中0＜θ_min＜θ_max＜90°，则模拟器天线单元阵列长度应满足：

l＝R(tanθ_max-tanθ_min)

步骤3.根据模拟器相邻天线单元对雷达的视角，确定模拟器各天线单元间距和天线单元阵列中的天线单元个数；

假设模拟器天线单元间距为d，天线单元阵列垂直放置时，最低的两个天线单元对雷达视角为：

最高的两个天线单元对雷达视角为：

若模拟目标运动的效果不影响雷达的跟踪性能，模拟器天线单元间距对雷达的视角应小于雷达跟踪测角的精度。由于Δθ₁＞Δθ₂，选择Δθ₁满足小于雷达跟踪测角精度的要求，此时模拟器天线单元阵列中各天线单元的间距为：

d＝R(tan(θ_min+Δθ)-tanθ_min)

天线单元阵列中的天线单元数为：

其中，Δθ是模拟器相邻天线单元对雷达的最大视角，Δθ＝Δθ₁，int[·]表示向上取整。

步骤4.雷达发射雷达辐射信号到达模拟器目标天线单元阵列，获得目标模拟信号然后进入射频收发组件；具体步骤如下：

步骤4-1.如图4所示，将雷达天线望远镜对准模拟器的第一个目标天线单元，确定模拟器中天线单元阵列中的各目标天线单元对雷达天线中心的仰角；

以最低的天线单元为参考单元，编号为1，则模拟器阵列各天线单元对雷达天线中心的仰角为

式中，n＝1,2,…,N表示第n个天线单元，θ_e表示雷达天线望远镜瞄准时的仰角，h_s表示望远镜到雷达天线中心的距离。

步骤4-2.根据目标模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值，通过射频电子开关选择对应仰角的模拟器天线单元，具体选择方式为：

记目标某时刻模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值为θ，当满足

时，接通第n路射频电子开关；当满足

时，接通第n+1路射频电子开关。

步骤4-3.射频电子开关与接收机接通并与发射链路断开，发射输出接负载。

步骤5.目标模拟信号首先经过射频收发组件做变频处理，获得目标模拟信号的模拟中频信号，然后经过A/D器件做信号模数转换处理，获得目标模拟信号的数字中频信号；具体步骤如下：

步骤5-1.目标模拟信号先经接收衰减器调整信号电平，防止模拟器接收机饱和；

步骤5-2.接收衰减器的输出信号先与第一本振信号混频滤波，再与第二本振信号混频滤波，采用两次变频的方案得到目标模拟信号的模拟中频信号，表达式如下：

其中，A(t)表示信号幅度，f_IF表示信号中心频率，

表示信号相位。

步骤5-3.目标模拟信号的模拟中频信号送入A/D器件进行模数转换，得到目标模拟信号的数字中频信号，表达式如下：

其中，T_s表示信号采样间隔，m＝0,1,2,…表示信号离散采样点。

步骤6.通过步骤6-1至步骤6-5，将目标模拟信号的数字中频信号转换为目标回波信号的模拟中频信号，具体步骤如下：

步骤6-1.如图5所示，根据目标模拟信号的数字中频信号的中心频率和数字采样率，完成数字下变频处理，得到目标模拟信号的数字基带信号；

数字中频信号乘以频率为f_IF的数字本振信号，得到信号的同相分量I(m)和正交分量Q(m)，分别表示为：

I(m)和Q(m)经过低通滤波器后可得目标模拟信号的数字基带信号的同相分量和正交分量分别为：

步骤6-2.对目标模拟信号的数字基带信号进行存储和包络检测，进行目标模拟信号的数字基带信号的雷达主波束信号的判定，具体判断方式如下：

按时间分段将数字基带信号存入存储器，求取每个采样点的信号包络和段内所有点的幅度平均值，并与标定的峰值幅度进行比较，若接收的信号电平a_s为a_max-6dB＜a_s＜a_max则判定为雷达主波束照射目标；若接收的信号电平为a_s＜a_max-6dB则判定为雷达副瓣波束照射目标，接收信号填入噪声，后续的信号处理不进行信号转发。其中，

其中，M表示时间分段内的采样点数，a_max是雷达波束照射模拟器的第一个天线单元信号电平，单位为dB。

步骤6-3.对判定为雷达主波束照射目标的目标模拟信号的数字基带信号进行多普勒调制和数字延时处理得到目标回波信号的数字基带信号；

假设模拟目标相对雷达的径向速度矢量为

则在信号脉冲重复周期T_r的时间内，目标回波信号的相位增加量如下式所示：

多普勒频率f_d可表示为：

当目标接近雷达时，有f_d＞0；当目标远离雷达时，有f_d＜0。对数字基带信号I₁(m)和Q₁(m)依次增加相位Δφ，即可模拟目标的多普勒频率。加入多普勒频率后的信号表达式为：

s_base(mT_s)＝(I₁(m)+jQ₁(m))exp(jΔφ)＝I′₁(m)+jQ′₁(m)

其中，

表示虚数单位，式中的I′₁(m)和Q₁′(m)如下所示：

I′₁(m)＝I₁(m)cos(Δφ)-Q₁(m)sin(Δφ)

Q′₁(m)＝I₁(m)sin(Δφ)+Q₁(m)cos(Δφ)

对信号s_base(mT_s)进行数字延时，通过寄存器来实现，从而模拟目标与雷达的距离位置变化，延时后信号表达式为：

s′_base(mT_s)＝s_base(mT_s-τT_s)

其中，τT_s表示延时量，τ为整数。

步骤6-4.经过步骤6-3处理后的目标回波信号的数字基带信号经过正交调制，得到目标回波信号的数字中频信号，信号表达式如下：

s′_IF(mT_s)＝s′_base(mT_s)exp(j2πf_IFmT_s)＝(I₁(m-τ)+jQ₁(m-τ))exp(jΔφ)exp(j2πf_IFmT_s)＝(I₁(m-τ)+jQ₁(m-τ))exp(j(2πf_IFmT_s+Δφ))

步骤6-5.目标回波信号的数字中频信号送入D/A器件进行数模转换，得到目标回波信号的模拟中频信号；

步骤7.对目标回波信号的模拟中频信号进行变频放大和辐射，获得目标回波模拟信号，具体步骤如下：

步骤7-1.将目标回波信号的模拟中频信号先与第二本振信号混频滤波，再与第一本振信号混频滤波，产生模拟射频回波信号，对模拟射频回波信号进行功率放大，得到目标模拟回波信号；

步骤7-2.射频电子开关与发射链路接通并与接收机断开，接收输入接负载；

步骤7-3.选择目标模拟轨迹对应仰角位置的天线单元将目标模拟回波信号辐射出去。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，通过基于线阵的雷达回波模型的构建，实现基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其中，基于线阵的雷达回波模型包括雷达、雷达天线望远镜和模拟器；

所述雷达垂直地面摆放；

所述模拟器与雷达分开相对摆放；

所述雷达天线望远镜位于雷达天线中心正下方；

所述模拟器包括天线单元阵列、射频电子开关、射频收发组件、A/D器件、数字信号处理模块和D/A器件，模拟器中的各个组件通过稳幅稳相电缆相连接；

所述天线单元阵列垂直地面摆放，天线单元阵列中的各个天线单元呈直线型排列；

所述天线单元阵列与射频电子开关信号互通，射频电子开关与射频收发组件信号互通，射频收发组件将处理后的模拟信号传输至A/D器件，A/D器件将模拟信号转换成数字信号之后传入数字信号处理模块，数字信号处理模块将处理后的数字信号传入D/A器件，获得模拟信号，D/A器件将模拟信号传入射频收发组件；

基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，通过步骤1至步骤7来实现：

步骤1.通过雷达的天线口径和工作波长，获得模拟器与雷达的距离；

步骤2.通过雷达天线中心距离地面的高度、雷达搜索波束仰角和雷达跟踪波束仰角，结合模拟器与雷达的距离，获得模拟器天线单元阵列的架设高度和长度；

步骤3.根据模拟器相邻天线单元对雷达的视角，确定模拟器各天线单元间距和天线单元阵列中的天线单元个数；

步骤4.雷达发射雷达辐射信号到达模拟器目标天线单元阵列，获得目标模拟信号然后进入射频收发组件；具体步骤如下：

步骤4-1.将雷达天线望远镜对准模拟器的第一个目标天线单元，确定模拟器中天线单元阵列中的各目标天线单元对雷达天线中心的仰角；

步骤4-2.根据目标模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值，通过射频电子开关选择对应仰角的模拟器天线单元；

步骤4-3.射频电子开关与接收机接通并与发射链路断开，发射输出接负载；

步骤5.目标模拟信号首先经过射频收发组件做变频处理，获得目标模拟信号的模拟中频信号，然后经过A/D器件做信号模数转换处理，获得目标模拟信号的数字中频信号；具体步骤如下：

步骤5-1.目标模拟信号先经接收衰减器调整信号电平，防止模拟器接收机饱和；

步骤5-2.接收衰减器的输出信号先与第一本振信号混频滤波，再与第二本振信号混频滤波，采用两次变频的方案得到目标模拟信号的模拟中频信号；

步骤5-3.目标模拟信号的模拟中频信号送入A/D器件进行模数转换，得到目标模拟信号的数字中频信号；

步骤6.通过步骤6-1至步骤6-5，将目标模拟信号的数字中频信号转换为目标回波信号的模拟中频信号，具体步骤如下：

步骤6-1.根据目标模拟信号的数字中频信号的中心频率和数字采样率，完成数字下变频处理，得到目标模拟信号的数字基带信号；

步骤6-2.对目标模拟信号的数字基带信号进行存储和包络检测，进行目标模拟信号的数字基带信号的雷达主波束信号的判定；

步骤6-3.对判定为雷达主波束照射目标的目标模拟信号的数字基带信号进行多普勒调制和数字延时处理得到目标回波信号的数字基带信号；

步骤6-4.经过步骤6-3处理后的目标回波信号的数字基带信号经过正交调制，得到目标回波信号的数字中频信号；

步骤6-5.目标回波信号的数字中频信号送入D/A器件进行数模转换，得到目标回波信号的模拟中频信号；

步骤7.对目标回波信号的模拟中频信号进行变频放大和辐射，获得目标回波模拟信号，具体步骤如下：

步骤7-1.将目标回波信号的模拟中频信号先与第二本振信号混频滤波，再与第一本振信号混频滤波，产生模拟射频回波信号，对模拟射频回波信号进行功率放大，得到目标模拟回波信号；

步骤7-2.射频电子开关与发射链路接通并与接收机断开，接收输入接负载；

步骤7-3.选择目标模拟轨迹对应仰角位置的天线单元将目标模拟回波信号辐射出去。

2.根据权利要求1所述的一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，步骤1中，根据雷达工作波长λ和雷达天线口径D，得到需要满足如下公式的模拟器与雷达的距离：

其中，R为模拟器与雷达的距离，k为预设常数，1≤k≤2。

3.根据权利要求2所述的一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，步骤2中模拟器中天线单元阵列架设高度和长度通过如下公式获取：

h＝h_r+R tanθ_min

l＝R(tanθ_max-tanθ_min)

其中，h表示模拟器天线单元阵列架设高度，h_r为雷达天线中心离地面的高度，θ_min为雷达搜索波束仰角，l表示模拟器天线单元阵列长度，[θ_min,θ_max]为雷达跟踪波束仰角范围，0＜θ_min＜θ_max＜90°。

4.根据权利要求3所述的一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，步骤3中模拟器各天线单元的间距和阵列单元数，通过如下公式获取：

d＝R(tan(θ_min+Δθ)-tanθ_min)

其中，d表示模拟器天线单元间距，N表示模拟器天线阵列的天线单元个数，Δθ为模拟器中天线单元阵列中相邻天线单元对雷达的最大视角，int[·]表示上取整。

5.根据权利要求1所述的一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，步骤4-1中，模拟器天线单元阵列中各天线单元对雷达天线中心的仰角，通过如下公式获取：

其中，n＝1,2,…,N，θ_n表示第n个天线单元对雷达天线中心的仰角，θ_e表示雷达天线望远镜瞄准时的仰角，h_s表示望远镜到雷达天线中心的距离。

6.根据权利要求5所述的一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，步骤4-2中射频电子开关根据目标模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值，通过如下规则选择对应仰角的模拟器天线单元：

当

时，接通第n路射频电子开关；当

时，接通第n+1路射频电子开关，其中θ是目标某时刻模拟轨迹的空间位置相对雷达的仰角值。

7.根据权利要求1所述的一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，步骤6-2中通过如下规则来进行雷达主波束信号的判定：

若接收的信号电平a_s为a_max-6dB＜a_s＜a_max，则判定为雷达主波束照射目标；若接收的信号电平a_s为a_s＜a_max-6dB，则判定为雷达副瓣波束照射目标；其中，a_max是雷达波束照射模拟器的第一个天线单元信号电平，单位为dB。

8.根据权利要求1所述的一种基于线阵的弹道目标回波信号模拟方法，其特征在于，步骤6-3中对目标模拟信号的数字基带信号，通过步骤6-3-1到步骤6-3-2来进行多普勒调制和数字延时处理：

步骤6-3-1.获得加入多普勒频率后的信号，表达式如下：

s_base(mT_s)＝(I₁(m)cos(Δφ)-Q₁(m)sin(Δφ))+j(I₁(m)sin(Δφ)+Q₁(m)cos(Δφ))

其中，

表示虚数单位，I₁(m)和Q₁(m)分别表示步骤6-1所述的目标模拟信号的数字基带信号的同相分量和正交分量，

表示目标回波信号的相位增加量，其中，

表示模拟目标相对于雷达的径向速度矢量，T_r表示信号脉冲重复周期；

步骤6-3-2.对进行过多普勒调制后的数字基带信号加入延时，得到处理后的目标回波信号的数字基带信号，表达式如下：

s′_base(mT_s)＝s_base(mT_s-τT_s)

其中，s′_base(mT_s)表示处理后的目标回波信号的数字基带信号，T_s表示信号采样间隔，m＝0,1,2,…表示信号离散采样点，τT_s表示延时量，τ为整数。

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