单兵雷达是一种用于战场探测近距离军事目标和获取战场信息的重要侦察设备。因为单兵雷达系统的外场模拟环境单一、试验次数有限且实验结果不全面,所以对其进行仿真研究,可以高效地为单兵雷达的设计方式、分析论证提供重要理论基础。单兵雷达要兼顾性能与便携,因此需要整个雷达系统结构简单、体积小、灵活性强。根据其功能特点,将具有发射功率低、无距离盲区、易于小型化等优点的线性调频连续波(Linear Frequency Modulation Continuous Wave,LFMCW)体制应用于单兵雷达系统中。所以,本文通过计算机进行全数字化的仿真,利用MATLAB软件,实现了多周期的三角LFMCW单兵雷达系统在复杂电磁环境下的建模和仿真工作。本文基于LFMCW雷达的工作原理,结合雷达仿真系统模块化思想,提出单兵雷达仿真系统的总体设计方案。首先建立单兵雷达仿真系统模型库,然后调用各个模型,完成仿真系统的搭建。其次,对各模型(发射机、接收机、环境回波、信号处理和数据处理)建立仿真数学表达式,并详细阐述了各模型的基本原理和建模方法,对这些模型进行了仿真实验,它们均通过样例的参数测试验证。再次依据所建立的仿真模型,基于灵活性、可拓展性以及封装性原则,在MATLAB开发平台上完成单兵雷达系统开发,并建立仿真系统显控平台,实现了系统参数的可视化设置和跟踪结果的直观显示,最后对不同复杂电磁环境下的多目标参数测量、跟踪功能进行仿真分析,仿真结果验证了该系统建模的正确性和有效性。本文使用标准化、模块化的雷达仿真系统建模思想对单兵雷达系统进行实现,一方面利于以后工作的维护和移植,另一方面便于雷达系统的二次开发。通过对单兵雷达系统的建模与仿真,可以为整个单兵雷达作战的分析评估提供可靠的平台和依据,符合设计要求,在工程应用上具有重要的价值。
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