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宽带雷达因其较大的时宽带宽积,而拥有高分辨率和较远的作用距离,得到越来越广泛的应用,尤其在国防领域扮演着越来越重要的角色;而宽带雷达半实物仿真技术作为宽带雷达系统主要的测试手段成为国内外的研究热点。针对宽带雷达目标回波重构过程中计算量过大,实时性差等问题,研究高实时性、高精度的宽带雷达回波重构技术具有重大的理论和实用价值。 首先,对宽带雷达目标的电磁散射特性进行了分析,研究了宽带雷达目标的电磁散射的原理与机制,并进行了宽带雷达目标电磁散射特性建模和仿真计算;然后研究了宽带雷达目标电磁散射的散射中心模型,并针对复杂雷达目标进行了基于GTD散射中心模型的参数提取仿真实验。 其次,研究了宽带雷达目标回波重构的数学模型,针对宽带雷达回波重构过程中目标散射特性调制算法实现中计算量大、资源耗费高的问题,采用LFM分段子脉冲的宽带雷达回波重构快速算法,该算法将宽带雷达发射脉冲信号均匀分成若干段,等效成若干窄带、短时脉冲信号,通过计算各子脉冲的回波信号,再重构成宽带、全脉冲目标回波信号。该算法极大简化了宽带雷达回波实时重构的复杂程度,具有计算量小、计算精度高、回波重构实时性好等优点。 第三,分析了宽带雷达目标多普勒频率调制方法的不足,采用基于FPGA的改进型查找表法产生宽带雷达目标多普勒频率,该算法采用查表与计算相结合,大幅降低了查表法的存储资源占用,节省了存储器资源,适合在FPGA中实现。通过仿真实验,证明该算法解决了查表法存储资源耗费高的问题,同时具有较高的精度和实时性。 第四,对基于散射中心模型的宽带雷达回波重构算法的硬件实现进行了研究和设计,采用宽带、低杂散DRFM系统作为回波重构算法的硬件实现平台,并针对DRFM系统拥有的资源和系统要求,对数字正交混频模块、低通数字滤波器模块、目标散射特性调制模块、多普勒频率调制等模块进行了详细的设计与仿真分析,并进行了回波重构算法的DRFM硬件实现的实验验证与分析。实验结果证明,当雷达信号的瞬时带宽达到1GHz时,回波重构信号的杂散性能优于-45dBc,证明了宽带雷达回波重构方法和实时算法的有效性。