一种雷达噪声建模方法以及测量仿真器与流程

本发明属于雷达建模与仿真，具体涉及到一种雷达噪声建模方法以及测量仿真器。

背景技术：

1、现代雷达系统一般都不可避免地含有噪声，需要在雷达数据监测中测量噪声。特别是反馈控制系统中经常会出现噪声，当控制增益很高时，回路中会出现控制信号的明显噪声。若将增益减小去抑制控制信号的噪声时，则会由于减小了响应速度(增加滞后)而使闭环系统的稳定性受到不利的影响。在acls中，因为雷达测得的飞机位置信息是系统的唯一输入信号，故一个主要的噪声是雷达跟踪系统产生的噪声。若在俯仰指令中噪声含量较高，将导致飞机进场时的颠簸。过多的控制动作也会使驾驶员感到不适，影响其控制飞机安全着舰的自信心，因此必须对雷达噪声进行测量十分有必要。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种雷达噪声建模方法，包括：

2、将飞机重心在甲板坐标系下的位置数据转换为球坐标下的位置数据，

3、将球坐标下的位置引入模拟噪声；

4、将引入模拟噪声后的球坐标下的位置数据转换为飞机重心在甲板坐标系的位置数据并输出；

5、通过甲板坐标系的位置下的位置数据以及飞机的运动参数数据预测目标下一时刻的位置，并形成稳定坐标系下的目标航迹；

6、基于所述目标航迹以及贮存于计算机中的理想轨迹进行比较，由此产生轨迹误差信息通过数据链发送至飞机，飞机基于轨迹误差纠正航迹使飞机按设置的理想轨迹飞行，使飞机成功平稳着船；

7、其中模拟噪声的形式包括基于马尔可夫功率谱型的噪声以及基于高斯功率谱型的噪声。

8、优选的是，基于马尔可夫功率谱型的噪声建模方法为：

9、获取呈现马尔可夫型的闪跃角噪声的功率谱：

10、

11、式中fm为闪跃半功率频率，且其中，ωa为视线角变化速度，l为目标几何最大表示值，λ是雷达工作波长；

12、通过由单位白噪声以及成形滤波器gm(s)形成与sm(ω)相对应的角噪声；其中，

13、

14、上式中1/ωm是相关时间τm。

15、优选的是，，基于高斯功率谱型的噪声建模方法为：

16、基于高斯功率谱型的噪声的频谱sg(f)按指数规律变化：

17、

18、一种雷达噪声测量仿真器，包括：

19、坐标获取模块，用于获取飞机重心在甲板坐标系下的位置数据，

20、第一坐标系转换模块，将飞机重心在甲板坐标系下的位置数据转换为球坐标下的位置数据，

21、噪声模拟模块：用于将球坐标下的位置数据引入模拟噪声；

22、第二坐标系转换模块，将引入模拟噪声后的球坐标下的位置数据转换为飞机重心在甲板坐标系的位置数据；

23、噪声模拟模块包括用于生成基于马尔可夫功率谱型的噪声模块以及用于生成基于高斯功率谱型的噪声模块。

24、优选的是，基于马尔可夫功率谱型的噪声模块包括用于输入白噪声序列的输入模块、用于生成连续信号的零阶保持器以及成型滤波器；基于高斯功率谱型的噪声模块包括用于输入白噪声序列的输入模块，以及用于生成连续信号的零阶保持器

25、本申请的优点包括：用于观测雷达系统中产生不可避免的噪声。特别是反馈控制系统中经常会出现噪声，当控制增益很高时，回路中会出现控制信号的明显噪声。若将增益减小去抑制控制信号的噪声时，则会由于减小了响应速度(增加滞后)而使闭环系统的稳定性受到不利的影响。本发明通过建模用于观测噪声自信心，为后续的抑制噪声提供技术支持，保障飞机飞行安全。

技术特征：

1.一种雷达噪声建模方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的雷达噪声建模方法，其特征在于，基于马尔可夫功率谱型的噪声建模方法为：

3.如权利要求1所述的雷达噪声建模方法，其特征在于，基于高斯功率谱型的噪声建模方法为：

4.一种雷达噪声测量仿真器，其特征在于，包括：

5.如权利要求4所述的雷达噪声测量仿真器，其特征在于，基于马尔可夫功率谱型的噪声模块包括用于输入白噪声序列的输入模块、用于生成连续信号的零阶保持器以及成型滤波器；基于高斯功率谱型的噪声模块包括用于输入白噪声序列的输入模块，以及用于生成连续信号的零阶保持器。

技术总结
本申请属于雷达建模与仿真技术领域，具体涉及到一种雷达噪声建模方法以及测量仿真器，将飞机重心在甲板坐标系下的位置数据转换为球坐标下的位置数据，将球坐标下的位置引入模拟噪声；将引入模拟噪声后的球坐标下的位置数据转换为飞机重心在甲板坐标系的位置数据并输出；通过甲板坐标系的位置下的位置数据以及飞机的运动参数数据预测目标下一时刻的位置，并形成稳定坐标系下的目标航迹用于观测雷达系统中产生不可避免的噪声。

技术研发人员：张志冰,冯心钰,刘志勇,邵铮,吴浩天
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15