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        基于GIS的雷達(dá)對(duì)抗仿真系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)

        2020-09-17 13:41:32李杰徐虹鄭大立
        科學(xué)與信息化 2020年24期
        關(guān)鍵詞:仿真系統(tǒng)

        李杰 徐虹 鄭大立

        摘 要 依據(jù)雷達(dá)對(duì)抗要素,運(yùn)用模塊化開發(fā)模式,設(shè)計(jì)了一種基于GIS的雷達(dá)對(duì)抗仿真系統(tǒng),具有探測(cè)范圍分析、干擾范圍分析、干擾效能評(píng)估、雷達(dá)信號(hào)模擬等功能,實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)對(duì)抗與GIS的有機(jī)結(jié)合,給雷達(dá)對(duì)抗場(chǎng)景仿真分析帶來極大的方便。

        關(guān)鍵詞 雷達(dá)對(duì)抗;仿真系統(tǒng);GIS

        前言

        雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備對(duì)目標(biāo)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)和干擾,降低其工作效能,阻礙其正常工作,為了更好地對(duì)雷達(dá)對(duì)抗分析進(jìn)行研究,本文提出了一種基于GIS(地理信息系統(tǒng)Geographic information system)的雷達(dá)對(duì)抗仿真系統(tǒng),將地圖、數(shù)據(jù)和交互環(huán)境三者有機(jī)結(jié)合,對(duì)雷達(dá)對(duì)抗各要素進(jìn)行仿真分析,以直觀的可視化方式將仿真場(chǎng)景和結(jié)果展現(xiàn)給用戶,給雷達(dá)對(duì)抗場(chǎng)景仿真分析帶來極大的方便。

        1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)對(duì)抗要素分為三部分,分別為對(duì)抗設(shè)備、目標(biāo)、交互環(huán)境,組成每個(gè)部分的子系統(tǒng)有若干個(gè),根據(jù)功能對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)劃分,分成多個(gè)模塊。系統(tǒng)采用模塊化開發(fā)模式,從模塊、子系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)形成系統(tǒng)。對(duì)抗設(shè)備、目標(biāo)、交互環(huán)境主要構(gòu)成部分見表1,各子系統(tǒng)主要構(gòu)成部分見表2[1]。

        2系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)

        2.1 仿真場(chǎng)景建立

        新建一個(gè)場(chǎng)景,在GIS地圖上標(biāo)繪雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備位置,設(shè)置設(shè)備類型、設(shè)備工作參數(shù),可設(shè)置為不同類型的雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備,以滿足不同場(chǎng)景下的仿真需求。在GIS地圖上標(biāo)繪目標(biāo)飛機(jī),飛機(jī)上掛載1個(gè)或多個(gè)目標(biāo)雷達(dá)??赏ㄟ^地圖測(cè)距工具測(cè)量場(chǎng)景中雷達(dá)對(duì)抗要素的距離,通過地圖通視工具查看場(chǎng)景中地形情況。

        2.2 探測(cè)范圍分析

        在探測(cè)范圍分析界面,選擇對(duì)抗設(shè)備類型,設(shè)置接收機(jī)靈敏度為-60dBm,選擇目標(biāo)雷達(dá)類型,設(shè)置發(fā)射功率為20kW,工作頻率10GHz,可計(jì)算得出對(duì)抗設(shè)備探測(cè)距離為400km,在地圖上以對(duì)抗設(shè)備為中心,繪制一個(gè)半徑為400km的探測(cè)范圍[2]。

        2.3 干擾范圍分析

        在干擾范圍分析界面,選擇對(duì)抗設(shè)備類型,設(shè)置干擾功率為500kW,發(fā)射波束為32,可計(jì)算得出對(duì)抗設(shè)備干擾距離為200km,在地圖上以對(duì)抗設(shè)備為中心,繪制一個(gè)半徑為200km的干擾范圍。

        2.4 干擾效能評(píng)估

        ①在干擾效能評(píng)估界面,不選擇干擾樣式進(jìn)行仿真,繪制目標(biāo)雷達(dá)原始探測(cè)范圍;②選擇噪聲頻率調(diào)制干擾進(jìn)行仿真,中心頻率10GHz,噪聲帶寬80MHz,接收時(shí)間10us,發(fā)射時(shí)間10us,調(diào)制頻率20Hz,繪制目標(biāo)雷達(dá)探測(cè)范圍;③選擇隨機(jī)假目標(biāo)進(jìn)行仿真,起始時(shí)間50us,終止時(shí)間100us,速度10m/s,調(diào)制頻率1000Hz,假目標(biāo)數(shù)量3,繪制目標(biāo)雷達(dá)探測(cè)范圍;不同的干擾樣式,得到不同的干擾效能圖,并繪制在GIS地圖上。

        2.5 雷達(dá)信號(hào)模擬

        在GIS地圖上繪制目標(biāo)飛機(jī)及航跡,啟動(dòng)雷達(dá)信號(hào)模擬,目標(biāo)飛機(jī)沿著繪制的航跡飛行,同時(shí)模擬產(chǎn)生雷達(dá)信號(hào),當(dāng)攜帶雷達(dá)的目標(biāo)飛機(jī)到達(dá)對(duì)抗設(shè)備探測(cè)范圍內(nèi),對(duì)抗設(shè)備會(huì)探測(cè)到目標(biāo)雷達(dá)信號(hào),并顯示在探測(cè)信息表格。

        3仿真結(jié)論闡述

        3.1 探測(cè)范圍的影響因素

        雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備的探測(cè)范圍,主要取決于自身接收靈敏度,以及目標(biāo)雷達(dá)發(fā)射功率和頻率。因此,可根據(jù)對(duì)抗設(shè)備的類型,即不同接收靈敏度、不同探測(cè)頻率、不同探測(cè)距離的設(shè)備,部署在不同的位置,以實(shí)現(xiàn)最大的雷達(dá)對(duì)抗效果。

        3.2 干擾對(duì)目標(biāo)雷達(dá)的影響

        對(duì)于目標(biāo)雷達(dá),干擾對(duì)其影響巨大。仿真結(jié)果表明,噪聲頻率調(diào)制干擾對(duì)目標(biāo)雷達(dá)最大作用距離具有很大的降低作用,可以探測(cè)到的區(qū)域會(huì)明顯縮小;隨機(jī)假目標(biāo)干擾則可迷惑目標(biāo)雷達(dá),降低其檢測(cè)概率,因?yàn)楸绕鹫鎸?shí)目標(biāo),假目標(biāo)信號(hào)的幅度一般比較大,所以在很大程度上能有效保護(hù)真實(shí)目標(biāo),降低發(fā)現(xiàn)真實(shí)目標(biāo)的概率。此外,通過適當(dāng)調(diào)整假目標(biāo)數(shù)目,一定程度上影響著干擾作用,高效融合各種干擾方式,采用組合干擾,則所產(chǎn)生的干擾效果會(huì)逐漸突出,可實(shí)現(xiàn)預(yù)想的結(jié)果[3]。

        4結(jié)束語

        本文從實(shí)際雷達(dá)對(duì)抗需求出發(fā),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)對(duì)抗仿真系統(tǒng),重點(diǎn)解決了雷達(dá)對(duì)抗中各要素與GIS之間的融合問題,實(shí)現(xiàn)了仿真場(chǎng)景和分析結(jié)果可視化展示,經(jīng)過仿真分析表明,雷達(dá)對(duì)抗仿真系統(tǒng)可對(duì)雷達(dá)對(duì)抗場(chǎng)景進(jìn)行有效的科學(xué)驗(yàn)證,對(duì)真實(shí)雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備的探測(cè)和干擾效能具有非常重要的評(píng)估作用,與此同時(shí),雷達(dá)對(duì)抗仿真系統(tǒng)還通過信號(hào)級(jí)的形式來模擬雷達(dá)對(duì)抗過程,可對(duì)真實(shí)的情況進(jìn)行有效反映。該系統(tǒng)易用性、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性較高,具有較好的應(yīng)用前景。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 劉欽,劉崢,謝榮.防空雷達(dá)網(wǎng)對(duì)多隱身目標(biāo)的協(xié)同檢測(cè)與跟蹤[J].電子與信息學(xué)報(bào),2013,35(3):601-607.

        [2] 徐海全,王國(guó)宏,關(guān)成斌.基于GIS的雷達(dá)網(wǎng)抗干擾效能評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào),2011,26(4):419-421.

        [3] 程彥杰,馬輝,徐宙.無人機(jī)分布式干擾對(duì)防空雷達(dá)探測(cè)能力的影響[J].指揮控制與仿真,2014,36(3):9-12,22.

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