为快速获取超宽带电磁脉冲激励下雷达目标在时域上的电磁响应，提出一种基于属性散射中心正向建模的方法用于目标时域回波仿真。从目标几何模型出发，利用射线追踪、分集技术对空间中所有射线进行标记与归类，分离并定量表征目标的强散射源。基于属性散射中心模型，正向确定模型参数，构建出目标属性散射中心模型，在选定的辐射源激励下进行仿真计算，快速获取目标时域回波信号。以典型目标简化坦克为例，选取不同形式的超宽带电磁脉冲信号作为辐射源，基于正向建模方法构建简化坦克的散射中心模型，快速获取给定电磁脉冲激励下的雷达回波信号，并与利用高频仿真方法得到的一维距离像对比，结果具有较好的一致性，从而验证了利用散射中心模型快速进行不同辐射源激励下回波仿真的有效性。

针对多对多的雷达与雷达对抗信号级仿真系统难以扩展的问题，实现了一种基于信号描述字的雷达与干扰仿真方法。首先，分析了相参脉冲串目标回波数字仿真理论与方法;以此为基础，对数字信号的仿真过程进行拆分，提炼了信号描述字的组成要素;然后凝练得到5类信号描述字，并讨论了信号描述字如何适应信号样式多样性的问题;最后，通过两部雷达和两部干扰机的对抗仿真实例，验证了方法的有效性和对于多对多雷达对抗信号级仿真的适应性。

频率步进雷达(SFR)导引头通过在频域进行带宽合成, 距离分辨力显著提高, 可以分辨出复杂目标的细节特征, 从而进行抗干扰分析与目标识别。在进行 SFR回波信号仿真时, 要求回波模型能符合并反映目标的细节特征, 目标不能等效为点目标, 而散射中心提取法则意味着散射点的舍弃和合并, 对目标的细节描述并不准确, 为此提出基于 FEKO的复杂目标回波信号产生方法。根据频率步进雷达信号时域特征, 推导出直接利用 FEKO的散射场数据进行时域回波计算的数学模型, 并使用 FEKO提取目标在各种入射角度下的散射场幅度和相位信息进行存储, 在仿真时直接调用散射场数据进行时域回波计算, 从而得到复杂目标的高拟真度回波信号模型, 在空空导弹数字仿真、半实物仿真和抗干扰研究中具有实用意义。

激光测高卫星的回波波形是其核心数据之一, 回波波形的仿真分析对卫星指标论证及数据处理具有重要的参考价值。综合考虑地物反射率、发射波形和激光断面阵列(LPA)这3个因素对回波仿真结果的影响, 并进行对比实验, 探讨了最优的模拟仿真方法。实验中选择某研究区, 以冰、云和陆地高程卫星(ICESat)/地球科学激光测高系统(GLAS)数据作为验证数据, 通过相关系数对回波仿真精度进行评价。结果表明：在考虑实际地物反射率和发射波形后可以明显提高回波仿真的精度, 仿真结果的相关系数从0. 9337提高到0.9492; 由于LPA的像素空间分辨率较低, 故得到的仿真精度误差较大, 通过3次样条插值提高像素分辨率后可使仿真精度提高到0.9513。

以再入段的弹载雷达导引头为对象, 研究其高速飞行模式下的点目标回波特性。利用三角剖分的Lawson算法, 将数字高程地形分为若干三角形散射网格进行仿真, 采用功率叠加的原理建立了复杂地形条件下的单脉冲线性调频雷达在导弹再入段的测高回波模型; 利用BROWN提出的粗糙表面平均脉冲响应模型进行同等条件下的仿真, 仿真结果验证了所提回波模型的适用性。

针对高分辨率雷达回波信号仿真对带宽、线性度和延时性能的要求, 设计了X波段雷达测试与校准应用的小型化微波光纤延迟线。分析了雷达回波模拟源对距离延迟单元的性能要求, 根据系统指标, 研制了用于宽带雷达信号线性电光转换的关键器件—直接调制分布反馈(DFB)激光器。基于光纤反射镜, 设计与实现了一种小型化的反射式延迟线结构。最后, 利用矢量网络分析仪对系统的微波传输性能进行了测试分析。结果表明: 直接调制DFB激光器的-3dB模拟调制带宽高达21 GHz。基于该激光器的微波光纤延迟线, 针对X波段雷达测试应用可提供40、80、120 μs不同延时的目标回波模拟, 其带内幅度平坦度小于±0.5 dB, 相位非线性小于10°, 同时线性动态范围大于60 dB, 满足雷达回波仿真与校准过程对于信号附加幅频误差和相频误差的要求。

回波仿真是进行合成孔径雷达 (SAR)研究的重要途径，但其计算量巨大，所需的时间较长。为了快速实现合成孔径雷达回波仿真，采用现场可编程门阵列 (FPGA)作为主处理芯片，设计了专用于 SAR回波信号模拟的实时数字信号处理板卡，并在板卡上编程实现整个回波模拟算法。实际应用结果显示，采用 FPGA来实现 SAR回波仿真，可以在保证精确度的前提下，大大加快仿真速度。

全波形激光测高仪技术以其高精度和信息含量丰富成为星载激光测高仪发展的重要方向。为了实现星载激光测高仪完整链路的性能评估，对星载全波形激光测高仪仿真分析模型进行了研究，提出了仿真模型的模块组成。根据激光发射模型、地物模型和接收模型，采用空间细分思想，利用激光雷达方程，完成了星载激光测高仪全波形回波信号的仿真，并采用参数提取算法对回波信号的特征参数进行了提取，实现了星载激光测高仪完整链路的仿真与数据分析。在星载激光测高仪系统设计之初即可实现各环节激光回波信号的预估，在系统设计、产品研制和数据处理中可以发挥重要作用。