(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211218173.1 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 贵州航天电子科技有限公司 地址 550009 贵州省贵阳市经济技 术开发 区红河路7号 (72)发明人 张静　任静晶　 (74)专利代理 机构 贵州派腾知识产权代理有限 公司 521 14 专利代理师 石丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/14(2006.01) G06K 9/00(2022.01) (54)发明名称 一种基于MATLAB的雷达导引头仿真分析系 统及方法 (57)摘要 本发明涉及一种雷达导引头信号与数据处 理领域， 具体涉及一种基于MATLAB的雷达导引头 仿真方法及系统。 利用参数输入模块将输入的目 标参数、 系统级参数和模块级参数读入， 生成回 波信号传送给 天线建模模块， 天线建模模块根据 天线参数建立天线模型， 接收回波信号并输出信 号给接收机建模模块， 接收机建模模块根据接收 机参数建立接收机模型， 送出接收后的信号给信 号处理器建模模块， 信号处理器对信号进行处理 和检测， 测量出目标信息后送给仿真结果输出模 块进行保存和显示。 因此， 利用该系统的模块化 设计方式对导引头进行仿真， 各模块参数可调， 通用性强， 不再只针对某一技术编制仿真程序进 行计算机 仿真， 可扩 展性强。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115470652 A 2022.12.13 CN 115470652 A 1.一种基于MATLAB的雷达导引头仿真分析系统， 包括参数输入模块和仿真结果输出模 块， 其特征在于， 所述参数输入模块分别与依 次连接的回波信号建模模块、 天线建模模块、 接收机建模模块、 信号处理器建模模块、 伺服系统建模模块相连接， 回波信号建模模块、 天 线建模模块、 信号处 理器建模 模块和伺服系统建模 模块分别与仿真结果输出模块连接 。 2.一种基于 MATLAB的雷达导引头 仿真方法， 其特 征在于步骤如下： 步骤1： 参数输入 模块接收目标参数、 系统级参数、 模块级参数； 步骤2： 回波信号建模模块读入目标参数， 根据目标参数中的不同波形类型建立对应波 形的基本模型， 并计算每个脉冲周期对应的弹目距离所产生的延迟时间， 将对应的延迟时 间加入基本模型中， 获得回波模拟信号； 步骤3： 天线建模模块从参数输入模块中获取模块级参数中的方向图测试数据， 采用最 小二乘法将数据拟合成多 项式系数矩阵P＝[a1  a2 a3 a4]， 并建立方向图模型： y＝a4x3+a3x2+a2x+a1 其中， y为天线增益， x为目标角 度， a1、 a2、 a3、 a4为方向图测试数据拟合出来的多项式 系数； 此方向图模型为一个通道的方向图模型， 三个通道采用同样的方法建立方向图模型， 将目标角度 送入方向图模型得到对应的和、 差三通道增益， 将回波模拟信号分别与和、 差三 通道增益相乘， 得到和、 差三 通道信号； 步骤4： 接收机建模模块从参数输入模块获取模块级参数， 利用模块级参数中的中频频 率、 带宽、 噪声系数建立接收滤波器， 将和、 差三 通道信号进行接收滤波； 步骤5： 信号处理器建模模块从参数输入模块获取模块级参数， 利用模块级参数中的采 样频率、 等效时间常数、 检测信噪比、 积累点数， 对滤波后的和、 差三通道信号进 行快速傅里 叶变换、 脉冲压缩、 动目标检测处理， 在时域或频域进行恒虚警检测， 检测到信号凸点且信 号大于检测信噪比门限即确认为是目标信号， 对目标信号进行处理实现单脉冲测角、 多普 勒频率测速、 脉冲延迟测距。 脉冲延迟测距， 在时域检测目标信号获得 脉冲延迟信息； 多普勒频率测速， 在频域检测目标信号获得多普勒频率信息 。 单脉冲测角， 通过对比目标信号的和、 差三通道信号的和差信号幅度比值， 与天线建模 模块中得到的和、 差三 通道的和差信号幅度比值， 从而得到信号偏离的角度大小。 步骤6:信号处理器建模模块将单脉冲测角、 多普勒频率测速、 脉冲延迟测距得到的仿 真结果送至 仿真结果输出模块， 形成数据文件保存， 并以数据、 图表的形式显示仿真结果。 3.根据权利要求2所述的一种基于MATLAB的雷达导引头仿真方法， 其特征在于， 步骤2 所述的不同波 形类型波 形包括间断连续波、 固定频率脉冲信号、 线性调频脉冲信号， 其中间 断连续波和固定频率脉冲信号基本模型为： 式中A为信号幅度、 为宽度为 τ 的矩形 脉冲， w0为连续波频率。 线性调频 脉冲信号基本模型为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470652 A 2式中， τ为信号脉宽、 为宽度为τ 的矩形脉冲、 f0为雷达中心频率、 μ为线性调频系 数， B是线性调频信号带宽 。 延迟时间为： 其中， R0为初始距离， V为目标径向相对速度， Tr为脉冲重复周期， n为脉冲序号， c为光 速； 将延迟时间加入基本模型中， 间断连续波和固定频率脉冲信号 为： 线性调频 脉冲信号 为： 。 4.根据权利 要求3所述的一种基于MATLAB的雷达导引头仿真方法， 其特征在于， 对不同 波形类型的信号进行处 理， 其中： 间断连续波， 进行 快速傅里叶变换处 理； 线性调频信号， 进行 脉冲压缩、 动目标检测处 理； 固定频率脉冲信号， 进行 快速傅里叶变换、 动目标检测处 理。 5.根据权利要求2所述的一种基于MATLAB的雷达导引头仿真方法， 其特征在于， 步骤5 所述的对滤波后的和、 差三通道信号进行快速傅里叶变换、 脉冲压缩、 动目标检测处理， 其 中： 快速傅里叶变换利用MATLAB函数fft进行： Y(k)＝fft(y,N)， 其中y为输入信号， N为大 于或等于n的最小2的整数次幂； 脉冲压缩即匹配接收处理， 匹配滤波器的传输函数与信号频谱之间匹配使得输出信噪 比最大： y(t)＝IFFT[S(ω)·H(ω)]＝ IFFT[FFT[s(t)]·FFT[h(t)] ] 式中， s(t)为输入信号， h(t)为匹配 滤波器脉冲响应， h(t)＝s*(‑t)， IFFT为逆快速傅里 叶变换运 算； 动目标检测即对慢时间维的同一个距离单 元下脉冲串数据进行 快速傅里叶变换。 6.根据权利要求2所述的一种基于MATLAB的雷达导引头仿真方法， 其特征在于， 步骤5 所述的单脉冲测角结果作为伺服系统建模模块输入， 进行角跟踪回路仿真， 获得角跟踪执 行结果。 7.根据权利要求2所述的一种基于MATLAB的雷达导引头仿真方法， 其特征在于， 步骤3 所述的方向图测试 数据为和、 差三 通道在不同角度下的增益 值测试数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470652 A 3