多机载平台多目标跟踪与辐射控制

针对作战飞机编队多目标跟踪中的辐射控制问题,提出了一种多机多传感器协同多目标跟踪与辐射控制方法。该方法首先根据目标与我机编队之间的距离,利用模糊逻辑设定不同目标的跟踪精度,然后以目标跟踪精度为任务需求,在时间上控制雷达辐射。建立了目标的威胁评估模型,并根据目标相对我机的不同威胁度在空间上控制雷达辐射,选择威胁度最小的一个或几个雷达辐射。同时,利用多平台间的机载地理坐标系转换,进行多平台序贯滤波,实现传感器管理下的目标跟踪。仿真结果证明了方法的合理性和有效性,研究结论有助于提高作战飞机编队的抗侦察和抗干扰能力,从而提升整体的生存能力。     

挂载导弹的作战飞机RCS特性数值模拟

对挂载导弹的作战飞机系统的雷达散射截面(radar cross section, RCS)特性进行研究。基于物理光学法和等效电磁流法,对外挂导弹的三代作战飞机系统和内埋导弹的隐身作战飞机系统的RCS特性进行对比分析,应用CATIA软件和Matlab软件,数值模拟了作战飞机系统的RCS特性,并且分析了不同目标的RCS值对雷达发现概率的影响,研究了不同雷达波段对内埋导弹的作战飞机系统的发现概率的影响。研究结果表明,内埋导弹的隐身作战飞机在RCS特性及被雷达探测的距离方面的性能均明显优于外挂导弹的三代战机。     

武器装备体系作战能力聚合的类元胞机模型研究

传统以“平台”或“系统”为中心的作战能力线性聚合计算,无法反映武器装备体系的整体涌现性。在元胞自动机的基础上,结合作战能力聚合的应用实际,将元胞的状态拓展到连续的数值空间上,提出了武器装备体系作战能力聚合的类元胞机模型。建立武器装备体系作战能力的空间结构;以单项作战能力为元胞个体,所有作战能力共同构成元胞的空间结构,建立武器装备体系作战能力聚合的类元胞机模型;通过微观的元胞个体演化,凸显出宏观的武器装备体系作战能力的整体效果。通过某数字化部队武器装备体系作战能力聚合的对比实验,实验结果表明了该模型具有一定的有效性。     

基于雷达方程的AN/TPY-2雷达作用距离与干扰研究

对AN/TPY-2雷达作用距离研究的目的是分析雷达的工作性能以及建立仿真平台以研究干扰其的方法。首先,利用雷达方程推导了不同雷达截面积(radar cross section,RCS)、信噪比、脉冲累积个数下的雷达最大作用距离。信噪比为5时,前置模式(RCS=10 m²)和末端模式(RCS=0.1 m²)时,作用距离分别约为3 735 km和834 km。其次,针对威胁较强的前置模式,提出使用电子干扰的对抗措施以降低雷达的检测性能。最后,基于SystemVue软件建模了雷达电子干扰系统,对不同信干比条件下的雷达检测概率进行了验证。仿真显示电子干扰能够明显降低该雷达的探测性能。     

巡航导弹弹载干扰机性能分析与仿真

为精确分析巡航导弹弹载干扰机的干扰性能,建立了考虑电波传输损耗、干扰天线特性、雷达接收机性能、巡航导弹雷达反射面积的干扰与探测的对抗模型,并在雷达天线指向导弹而弹载干扰机天线不一定指向雷达的最坏情形下,对不同的干扰压制比、干扰天线与雷达天线夹角、干扰频率、目标雷达反射面积下的干扰机最小干扰距离进行了仿真,精确得出巡航导弹弹载干扰机在不同作战环境下的干扰能力。     

机载自卫有源压制干扰效果评估模型研究

机载自卫有源压制干扰系统是攻击机进行攻防对抗过程中必不可少的电子支援系统。对机载自卫有源压制干扰系统与制导雷达武器系统进行了建模与仿真,建立了制导雷达的发现概率模型。通过对雷达制导武器系统作战性能的分析,给出了机载自卫有源压制干扰的最大和最小干扰距离方程,并根据此方程获得战场想定下的实时干扰功率和接收机灵敏度的数学模型,对机载自卫有源压制干扰时机进行了分析。通过对仿真结果及相应图表的分析,对比了不同条件下干扰效果的变化情况。     

反雷达隐身效果的仿真

本文介绍反雷达隐身效果的仿真方法和结果,证明反雷达隐身飞机可使雷达防空系统的作战效率锐减,特别是与自卫软武器(干扰)相结合时,可大大降低雷达防空系统的发现概率、反应时间和命中率,并可大大减小自卫和远距支援干扰功率或最大暴露距离。     

基于Chirp Z变换的海面目标帧间非相参积累技术

为提升雷达对海面微弱目标的探测能力,提出基于Chirp Z变换的多圈扫描帧间非相参积累技术.首先,建立多圈扫描采用不同载频时的雷达回波信号模型.然后,提出基于Chirp Z变换的运动目标帧间多普勒校正和距离走动补偿方法,使得多圈扫描数据经过处理后,目标出现在相同的距离-多普勒检测单元内,从而可以直接进行帧间的非相参积累...     

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。     

基于双阶段互信息准则的多目标检测波形设计

在有限信噪比情况下,雷达对多目标的检测性能受限于参数估计精度和发射脉冲积累,而波形设计为雷达性能提升提供了自由度。本文以信噪比为约束条件,以假设概率与设计波形的加权和迭代波形发射,分阶段提出了基于单假设互信息最大化、基于多假设间互信息最小化的波形优化方法,实现了提升参数估计精度与降低发射脉冲次数的均衡处理。仿真验证了目标参数估计精度与目标检测性能间呈正相关关系,结果表明,基于双阶段互信息准则设计的波形能够快速检测多目标方位,提升目标检测性能。     

远距离支援干扰下双隐身飞机自卫相参干扰对单脉冲雷达影响

以复杂电磁环境下双隐身飞机自卫相参干扰对抗单脉冲雷达为研究背景,针对单脉冲雷达角欺骗问题,提出了远距离多假目标干扰下双隐身飞机自卫相参干扰模型。首先构建双隐身飞机姿态敏感性模型,提取即时雷达散射截面序列,依据目标回波与干扰信号对应关系,建立复合等效信干比模型。在此基础上,采用脱靶与有效干扰最小即时距离对双机干扰模式下雷达角跟踪误差形成评判指标。仿真表明，该组网干扰模式使雷达角跟踪误差提高696.49倍,比单一干扰模式使单脉冲雷达角跟踪误差平均提高1.07倍,检验了组网复合相参干扰样式的有效性。     

基于ABMS的飞机拦截作战效能评估方法

研究了采用基于agent的建模与仿真(agent based modeling and simulation, ABMS)进行飞机拦截作战效能评估的方法。针对拦截作战的特点,提出了一种基于信息过程、以任务状态机为核心的agent模型结构。在此结构下,提出了信息域映射agent的概念以及基于此概念进行传感器探测与跟踪建模的方法,并给出了雷达探测与跟踪的通用模型。针对两类典型拦截作战情形进行了仿真和参数影响分析,验证了方法的合理性和有效性。分析结果表明,在单机作战、多机平台中心战和多机网络化作战3种不同作战模式下,飞机性能对效能的影响方式存在一定差异。     

基于效能评估的空中对抗作战建模分析

针对效能评估与作战运用未能有效衔接的问题,研究了空中对抗作战中的兵力变化问题。给出了数据链体制下作战飞机效能评估计算方法,通过函数映射法将评估结果转化为平均战斗力水平,证明了二者的等价性和一致性。以蓝彻斯特方程为基础,建立了空中兵力变化的数学模型和有增援情况时的空战模型。将用微分方程描述的模型离散化,指出了离散时间步长所应满足的约束条件,形成了完整的模型求解数值计算方法。仿真实验结果表明,数据链可以改变双方作战实力,提高作战能力,增援作战时选择“局部最优增援时刻点”可以获得更高的增援效率。     

舰载电子战飞机RCS特性数值模拟

对舰载电子战飞机的雷达散射截面（radar cross section, RCS）特性进行研究。分析作战剖面下雷达波对于机体的俯仰角,建立舰载电子战飞机A型号和B型号的三维CATIA模型,基于物理光学法和等效电磁流法,使用RCSPlus软件,数值模拟在UHF、X和S雷达波段下舰载电子战飞机的RCS特性,研究电子战条件下飞机被雷达发现概率,并对仿真结果进行数理统计分析。研究结果表明：对低空隐身飞机设计时,要降低俯仰角在-7.30°至14.78°之间飞机的RCS值,就可以降低距离26 km以外、高度8 km以下的所有雷达的探测距离;舰载电子战飞机RCS特性A型号与B型号相比,在X波段下,头向RCS减小了40.95%;舰载电子战飞机A型号在与无电子战时相比,被X波段雷达探测到距离缩短了63.24%。     

单机多目标火力/电子战攻击综合决策

针对单机多目标攻击时的火力/电子战综合决策,提出了一种考虑电子干扰效果的火力打击目标排序算法。该算法根据目标雷达辐射源对载机的威胁程度,建立了机载有源压制干扰的能量分配方法,利用有源压制干扰对目标雷达的压制距离引入距离削弱因子,可获得有源干扰效果对目标威胁级别的影响程度,改进只考虑敌我双方火力威胁程度时的目标打击排序结果。给出了该算法的具体步骤,通过仿真实验证明了该算法的有效性。仿真结果表明,考虑有源干扰效果后的火力攻击目标排序,可以使飞行员首先攻击毁伤概率最大的目标,提高整体的作战效能。     

基于序优化的多传感器协同雷达辐射控制

为了提高作战飞机的隐身性能,同时保证飞机的跟踪精度,提出了基于序优化（ordinal optimization, OO）的多传感器协同(multi-sensor collaboration, MSC)辐射控制方法。该方法基于交互式多模型-扩展卡尔曼滤波算法建立了MSC下雷达辐射控制(radar radiation control, RRC)的参数优化模型。在跟踪过程中,利用目标残差范数来确定雷达是否开机。针对RRC的参数优化模型,采用OO的方法对等间隔控制、实时控制和混合控制3种方式进行求解,分别得到3种控制方式最优的雷达辐射周期和辐射控制因子。仿真结果验证了混合控制方式优于另外两种控制方式,且表明OO方法能够保证以足够高的概率求得足够好的解。     

航空集群协同反隐身构型与机动策略

针对航空集群独立反隐身的任务需求,提出使用集群任一成员机载雷达作为发射阵元,群内其他成员机载雷达作为接收阵元,构建多部双基雷达,利用雷达收、发分置带来的空间分集优势,在隐身目标不同方位探测其散射的电磁波,形成反隐身能力。研究了接收节点在不同距离和方位配置时形成的反隐身探测空域;针对机载雷达扫描角限制造成的前向空间探测盲区,提出了3种集群飞行器机动策略。仿真结果表明,航空集群各节点均能够形成一定的反隐身探测能力,不同集群构型能够适应不同威胁等级的反隐身任务需求;发射节点通过S形机动能够达成良好的雷达补盲效果。     

针对分布式雷达网的多帧联合航迹起始方法

分布式雷达网相对于单站雷达系统而言, 可以通过信息融合、协同探测等技术获得目标探测性能的提升。然而实际应用中, 目标相对于各个雷达站距离和视角通常不同, 往往存在某些雷达站由于信噪比较低无法捕获成功。针对上述问题, 充分依托分布式雷达网信息共享的优势, 提出一种多帧联合航迹起始方法。首先将已经成功建立目标航迹的雷达站获取的跟踪信息, 传递至尚未发现目标的雷达站, 并基于该跟踪信息建立预测波门, 设计预测波门内的多帧联合检测方法, 最终根据检测结果完成目标航迹起始。仿真试验表明, 所提方法可以实现航迹起始性能的提升。