雷达目标模拟器的主要理论基础是表征雷达信号在空间传播的雷达方程。根据该方程,可以计算出用户设定场景的雷达目标回波信号特征参数,进而产生具备这些特征的雷达目标回波信号。雷达目标模拟器主要用于雷达部件与整机的研发、生产、维修保障和测试标校,解决雷达接收通道测试激励信号产生、标准标校信号产生以及复杂外场雷达目标信号产生等问题,具体包括目标回波信号的脉宽、周期、延迟、脉冲包络特征、脉内调制方式,以及目标距离、方位、速度、加速度、闪烁特征、雷达散射截面积(RCS)特征和天线扫描特征等。为了模拟外场真实雷达目标回波信号,通常还具有杂波、噪声、干扰和欺骗等信号模拟功能。
由于雷达型号的多样性,早期的雷达目标模拟器大多是专用的,通常由雷达厂家研制生产。随着计算机软件和通用测试技术的发展,基于任意波矢量信号发生和雷达信号模拟软件的雷达目标模拟器得到了较快的发展。由雷达厂家研制的专用雷达目标模拟器大多与所测试雷达的发射通道原理和构成相似。通用雷达目标模拟器的基本原理是用户通过雷达信号模拟软件编辑所要模拟的雷达目标场景,然后编译生成该场景模拟的雷达目标回波信号任意波IQ数据;该数据下载到矢量信号发生设备的多制式基带信号发生单元中,产生表征雷达目标回波特征的基带信号;然后该基带信号与高纯宽频带本振信号在矢量调制单元中混频,产生射频、微波或毫米波频段的雷达目标回波信号。通用雷达目标模拟器基本原理如图所示。雷达目标模拟器通常提供时钟同步及脉冲同步、序列同步、事件同步等多个输入/输出测试信号,以实现雷达系统的在线同步测试。