虚拟战场环境中地形影响下雷达作用范围表现

地形、海洋、气象等环境影响下雷达电磁信息的三维表现是未来数字化虚拟战场环境不可回避的问题。以自由空间中雷达作用范围的三维表现为基础,从虚拟战场环境中获取地形高程数据,利用几何光学法研究了单峰对雷达作用范围的影响,依此给出了地形影响下雷达的三维作用范围表现算法。该算法同样适合于山峰衍射的情况。在将典型雷达嵌入到虚拟战场环境的实验中,允许交互调整雷达和目标参数,实时形象动态的展示了地形影响下雷达的三维作用范围,为用户决策提供支持。     

三维数字地形环境中雷达作用范围表现研究

雷达电磁态势的三维表现是未来数字化战场的必然要求。以极坐标系下自由空间中雷达作用范围表现为基础,结合笛卡尔坐标系下的地形网格设计了采样方法以及快速坐标变换算法,在获取三维数字地形中高程及其他相关参数的前提下,给出了地形环境影响下三维雷达作用范围表现算法,该算法同样适合于虚拟战场环境中雷达作用范围的表现,为用户决策提供支持。     

表面波导条件下雷达的探测特征

大气波导会使雷达电磁波传播产生异常现象 ,研究其对雷达探测范围的影响具有重要意义。利用抛物方程模式及分步傅里叶算法对电磁波在表面波导条件下的传播进行数值模拟 ,给出了雷达探测区域的评估模式。结合在福建平潭的试验对模式的正确性加以验证 ,论述了舰载主动雷达在表面波导条件下探测时所产生的超视距、波导顶部盲区和跳跃盲区等现象 ,得出了雷达在表面波导条件下的探测特征。     

一种基于GPU的雷达探测区域快速可视化方法

雷达作用范围和遮蔽盲区的快速计算和三维可视化是复杂电磁环境研究的重要内容.基于抛物方程建立了雷达探测范围的数学模型,对于三维地形遮蔽雷迭作用范围形成的盲区,采用碰撞检测方法进行估算,并利用图形硬件(GPU)的加速功能实现了盲区估算的快速算法.实践证明,快速计算雷达的地形遮蔽盲区可以为用户决策提供支持,具有重要的工程应用价值.     

雷达脉冲电波环境构建方法研究

简要分析了雷达脉冲电波环境.针对准确预测雷达脉冲电波在不规则地形与复杂大气条件下的衰减特性这一问题,提出了一种雷达脉冲电波环境构建方法.该方法基于抛物方程、数字高程模型,通过卷积加和抛物方程计算得出的雷达脉冲频谱电波场,能够科学地预测在实际地理环境与复杂大气条件下的雷达脉冲电波衰减特性.应用该方法基于福建沿海某地实际地理环境与气象条件进行了仿真实验,实验结果与电波传播理论吻合.得出结论:该方法具有科学性与实际应用价值.     

伪随机编码调相8mm连续波雷达

为测量低空飞行目标,研制了伪随机码调相(PN-BPSK)8 mm连续波雷达.其信号模糊函数在二维(τ,ωd)平面内逼近冲击函数,有利于减小海杂波干扰和提高对目标的分辨率.目标回波信号接收,采用最大似然估值技术的雷达接收机,在正交开环的近似最大似然估值器中同时完成时延、多普勒频率估值,这种方法保证接收机能够跟踪高动态目标.通过对雷达进行模拟检测和现场试验表明,可以在信号电平有20 dB波动的条件下,实现对海面背景下高动态低信噪比,低空飞行目标的稳定跟踪测量.     

末制导雷达目标捕捉概率的仿真研究

应用Nrad修正的海面回波反射强度GIT模型和瑞利海杂波背景中的目标检测概率计算模型,给出末制导雷达目标检测概率与海浪级数、风向角以及目标RCS之间的变化关系曲线;确定了STC电路输出控制电压与海杂波干扰功率的"匹配参数"。通过蒙特卡洛法得到不同导弹自控终点散布误差和不同末制导雷达搜索选择区范围条件下的目标覆盖概率与导引头自导作用距离和箔条弹布放距离之间的变化关系曲线。通过某末制导雷达抗干扰性能仿真系统得到目标捕捉概率与自导作用距离之间的关系曲线,并就提高干扰背景中末制导雷达目标捕捉概率提出几点想法。     

蒸发波导中雷达异常性能的仿真与分析

蒸发波导是海洋大气环境中一种常见的异常折射结构,它能够陷获电磁波并改变电磁波的传播轨迹,进而影响雷达对目标的探测性能。主要通过构建雷达性能评估的仿真模型和方法,利用仿真的结果分析了蒸发波导环境中雷达的异常探测特征。首先介绍了基于电磁波传播的抛物数值方程以及裂步傅立叶算法技术的雷达探测评估方法,应用这一方法对不同蒸发波导环境下雷达的探测进行仿真计算,分析了由于大气波导环境的影响所产生的雷达低空异常探测特征。     

大气折射对高分辨率机载SAR性能的影响分析

对于高分辨率机载合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）系统,在电波传播的对流层中由于大气介质的折射率随高度变化,所产生的相位误差将影响其成像性能。分析了对流层大气折射率的变化,采用Hopfield折射率模型,给出雷达与地面目标之间视在距离的计算方法,对大气折射率变化影响高分辨率机载SAR性能的机理进行分析,利用数值计算的方法,给出X波段和Ku波段SAR在不同分辨率下的最大作用距离,并仿真了大气折射影响SAR图像聚焦的实际效果。     

天波超视距雷达机动目标检测方法

天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)实现长时间相干积累,但这种基于目标速度恒定的方法对于机动目标的效果并不好.提出了一种基于目标运动参数估计的OTHR机动目标检测方法.该方法首先确定机动目标的运动参数的大致范围,然后对其运动参数进行估计,之后对其径向加速度进行补偿,最后对经加速度补偿后的目标信号进行相干积累并在距离-多普勒平面上进行二维恒虚誓检测.仿真结果表明,该方法能够增强OTHR对机动目标的检测能力,运算效率高,实用性强.     

三坐标数字电视外辐射源雷达实验研究

论述了利用新近研制的二维阵列开展基于数字电视信号的三坐标外辐射源探测实验的研究结果。结合数字电视信号的电波覆盖特征,首先论证了低空目标三坐标定位情况下仰角测量的必要性,接着阐述了接收阵列设计的原理和方案,并讨论了相应的仰角和方位角的估计策略及转换方法,最后重点介绍了实验开展的情况,包括系统配置、空中目标探测典型结果及分析,从实验角度验证了该三坐标数字电视外辐射源雷达方案的性能。     

数字高程模型的一种软件生成方法

为实现战场环境仿真中地形数字高程模型(DEM)的建立,结合数字高程模型的特点,根据地图等高线原理和计算机灰度处理技术研制开发了一套DEM生成软件,并以某地区等高线地图为例,详细叙述了此软件的DEM生成方法,最后对这个软件进行了总体评估。该软件可用于民用地理环境及军用战场环境仿真中DEM的建立。     

波形分集阵列雷达抗干扰进展

现代战场电子环境日趋复杂, 主瓣欺骗式干扰对雷达的生存能力构成严重威胁。传统阵列雷达无法对抗与目标角度相同的干扰, 而以频率分集阵为代表的波形分集阵列雷达, 通过发射端调制而具有额外距离维自由度, 增加了系统设计与信号处理灵活性, 为解决主瓣欺骗式干扰抑制难题提供了有效途径。本文总结了波形分集阵列雷达波束形成抗干扰的方法, 指出其在对抗主瓣欺骗式干扰上的优势, 并对波形分集阵列雷达抗干扰技术的难点与趋势进行了梳理。     

面向无人自主平台的战场地理环境模型研究

战场环境模型是复杂战场环境面向特定需求的抽象和描述,用以支撑战场环境特性和演变规律的研究和应用。现有的战场环境模型主要面向人类战争活动来描述战场环境,缺乏以无人自主平台为认知主体的设计。提出了一种耦合人机各自优势的多层次战场地理环境模型结构,充分发挥机器在特征层面的快速计算能力,以及人在要素和关系层面的认知经验。提出了一种集环境观测、模型构建和空间决策为一体的建模方法,支撑无人自主平台根据任务和环境实现自主空间决策。     

地球云场景的模拟仿真

为了研究全球的大气运动情况,需要不断观察地球云层的分布状态和运动趋势。运用计算机技术建立了基于八面体剖分法构造的球面网格模型;以全球高程数据为基础进行了三维地球的模拟;利用改进的分形几何算法生成了逼真的静态与动态云图;通过球面纹理映射实现了云场景在球面上的融合;最终给出了逼真的全球云场景的模拟。仿真模拟算法在虚拟战场环境模拟和全球气象环境再现等软件中进行了应用,模拟仿真效果满足了系统的需要。     

用C6201实现机载相控阵雷达的目标模拟

论述了一种新的机载相控阵雷达视频信号模拟器中目标信号的模拟方法和基于TMS320C6201的硬件实现.该模拟器采用软硬件相结合的方法,由计算机根据雷达工作参数预先设定并计算目标、杂波数据,然后将数据加载到硬件电路中,硬件电路实时合成视频雷达回波信号并输出.     

基于马尔可夫的多功能雷达认知干扰决策建模研究

多功能雷达是现代电磁战场上不可或缺的重要装备, 针对多功能雷达的干扰一直是一个难题。本文在研究多功能雷达信号特点和雷达对抗过程的基础上, 提出了雷达状态联合表征的方法, 将多功能雷达的干扰决策问题建模为一个带收益的马尔可夫决策过程, 设计了认知干扰决策系统, 并通过基于Q-Learning的认知干扰决策算法求解该模型下的最佳干扰策略。通过仿真实验, 证明了基于Q-Learning的认知干扰决策算法能够在缺乏先验经验的情况下学习到最佳干扰策略, 具备“认知”的特性, 并且在不稳定的环境中也具有较强的适应性, 有效支撑了本文所提的干扰决策模型。     

红外成像制导导弹虚拟战场仿真

红外成像制导导弹的战场环境包括导引头所探测到的目标，背景和干扰，本文提出了一种仿真方法模拟产生其战场环境，由目标，背景，干扰，大气，传感器五个模型相互作用生成，通过分析目标，背景和干扰的红外辐射特性，采用CIG技术将目标和干扰叠加到背景中，产生三维动态图像，真正实现战场环境的任意可变，加入导引头仿真模块，可以在实验室中考核制导系统的战场适应性，这正是外场打靶中难于考核或不能考核的重要性能。     

低空突防中战场模拟仿真平台研究

为了模拟低空突防中飞行器面临的武器威胁、地形环境和大气环境等情况,需要建立一套完整的战场模拟仿真平台。在仿真平台结构分析的基础上,研究了低空条件下的威胁模型和环境模型,其中,着重描述了武器威胁各因素的自身特性,讨论了几种威胁形式的计算方法,提出利用地形组合、地形拼接的方法来处理地形数据以形成需要的战场地形,还考虑了大气环境对低空飞行的影响,最后结合实例说明生成的虚拟战场数据可以作为背景数据提供给低空突防航迹规划和导航、控制。