基于CST的雷达成像研究

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摘要：雷达成像仿真在国防和军队现代化建设中极为重要。基于商业电磁计算软件cst的强大计算能力，本文首先利用CST建立雷达目标回波仿真模型，然后用MATLAB软件通过ActiveX技术实现对CST软件的控制，进行参数化仿真和数据读取，最后，充分利用MATLAB在数学计算、数据处理和画图等方面的强大功能，进行一维距离像和二维ISAR成像研究。

关键词：雷达成像 CST MATLAB 一维距离像 ISAR成像

中图分类号：TM937 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

Abstract： Radar imaging simulation is extremely important in national defense and military modernization. Based on powerful computing capability of commercial electromagnetic calculation software CST， this paper use CST to establish radar target echo simulation model， and then use the MATLAB software through ActiveX technology to achieve control the CST software， parameter simulation and data reading， and finally， take advantage of MATLAB powerful features in the mathematical calculation， data processing， drawing and other aspects， conduct study of the 1-D range profile and 2-D ISAR imaging .

Key words：Radar Imaging；CST；MATLAB；1-D range profile；ISAR imaging

CST Studio软件为德国CST公司开发的面向3D电磁场仿真的一款三维全波电磁场仿真软件，该软件在同一个平台上集成了6个子软件，其中的Microwave Studio可以为用户提供全频段雷达目标回波的数值仿真分析，在相关领域被广泛应用。MATLAB是Math works公司推出的以线性代数和矩阵数学为基础的科学计算软件，它在数学计算、数据处理和可视化图形处理等方面功能强大，使用灵活，是信号处理和雷达仿真的常用工具。

在雷达仿真研究中，能否快速准确地获取高质量的雷达图像至关重要。雷达成像仿真涉及目标回波获取和回波信号处理两方面。为把雷达仿真人员的成像算法与CST软件的计算功能无缝嵌合到一起，必须把CST与MATLAB一起使用。本文主要针对使用ActiveX技术，实现MATLAB对CST软件进行操作控制完成雷达成像仿真的具体方法进行了探索和研究。

1 CST软件及其MATLAB控制接口

CST Microwave Studio是德国 CST 公司推出的专门用于电磁仿真分析的三维电磁场仿真软件。CST求解器可以快速准确地求解出模型的远场散射特性，满足一维距离像和二维ISAR像仿真需要。表1给出常用电磁场仿真软件的简单比较，显然CST优点突出。

利用CST模拟雷达回波的基本步骤为：（1）建立目标模型；（2）设置入射平面波模拟雷达发射信号；（3）计算并获取目标模型回波[2]。

为实现不同参数条件下的成像仿真，可以用MATLAB对后面的两步进行自动化控制。CST软件完全基于COM组件开发，留有足够的控制接口。在软件内部，它兼容VBA宏语言，可以通过VBA编程控制CST的运行。在软件外部，CST可以设置成控制外部Windows软件或者是受外部Windows软件控制，MATLAB即是这些Windows软件中的一种。

根据CST公司的应用说明“Calling CST Studio from MATLAB”，基于ActiveX技术，主要有两种方法实现MATLAB对CST的控制：（1）利用MATLAB命令行界面和一个独立的VBA文件实现；（2）利用一个含有CST命令语句的.m文件。