目前，将训练模拟器用于系统研究和操作训练已成为航海导航装备发展的必然趋势。本文设计的雷达模拟系统是气垫船训练模拟器的一部分，不仅可以使用在航海教学和船员培训中，还可以在雷达系统的分析、信号处理以及各种雷达数据处理理论的研究中得到进一步的应用。首先，对雷达目标和雷达工作环境进行了数学建模。依据雷达原理推导出目标视频信号的数学模型，该模型包含了雷达视频信号的主要参量，并对这些参量分别进行建模。目标模型主要包括目标的运动、距离、方位和回波幅度四个特性，对于目标和本船（气垫船）的运动进行建模分析，从而得到目标的运动、距离和方位三个要素，回波幅度是由船舶的雷达截面积来决定的。环境模型主要包括海杂波、雨雪杂波和内部噪声模型。本文主要推导并建立了相关瑞利(Rayleigh;RL)分布、对数正态(Log-Normal;LN)分布、韦布尔(Weibull;WB)分布和K分布数学模型来模拟不同海况下的海杂波；建立了相关瑞利分布模型来模拟雨雪杂波；建立了非相关瑞利分布模型来模拟雷达内部噪声。另外，本文对雷达的信号处理和数据处理也进行了初步探讨，用以模拟雷达系统的功能，主要采用噪声恒虚警处理和杂波恒虚警处理两种方法来达到恒虚警的目的，并采用了基于模糊自适应的卡尔曼滤波算法来完成雷达的目标跟踪。然后，根据建立的数学模型，设计了雷达模拟系统的结构，结合GDI+技术在VC++6.0界面上进行仿真，实现了上述算法，产生雷达回波信号并动态的仿真生成雷达回波视频图像。雷达模拟系统采用模块化分布式设计方法，分为教练机和用户机两部分，通过TCP/IP协议进行通信，并可根据训练需求进行软件设置，模拟航海雷达的各种功能。根据航海雷达的实际功能要求，解决了坐标转换、余辉显示等关键问题，仿真雷达的光栅扫描界面，可产生并显示目标回波、海杂波、雨雪杂波、内部噪声等回波信号，将目标船舶与静态电子海图叠加显示在雷达模拟机显示控制界面终端上，并可以通过人机交互界面完成雷达控制操作。