火控雷达动态目标探测跟踪建模仿真

火控雷达目标探测跟踪是现代与未来防空作战的首要任务,也是火控系统的关键环节;针对火控雷达连续、自动、快速跟踪目标的特点,首先分析了火控雷达系统闭环连续探测跟踪工作流程,然后利用信号级建模方法,在信号层面上进行了雷达回波信号生成、信号处理与跟踪控制的一体化建模,并给出了各模块模型,最后完成动态火控雷达闭环目标距离、方位角与高低角三维探测跟踪测量过程仿真与分析;仿真结果不仅验证了建模方法与模型逼真有效,也对以后火控雷达跟踪性能评估、数据处理等仿真研究有着一定的参考价值.     

组网火控雷达传感器分配研究

从科学合理分配组网火控雷达资源出发,以扩展卡尔曼滤波跟踪为基础,研究了用航迹精度作为传感器分配准则的方法;针对火控提高航迹精度和反隐身目标、低空目标作战需求,考虑雷达布站对防空覆盖区域划分和对抗ARM,提出了单部火控雷达对单目标进行跟踪、多部火控雷达对单目标进行跟踪和多部火控雷达对单目标间歇式轮换跟踪3种分配方式,对在不同方式下基于航迹精度的传感器分配方法进行讨论分析;设定组网系统雷达布站、目标运动和典型参数进行了仿真实验,通过仿真结果表明:3种分配方式的合理性和可行性。     

基于自适应脉冲间隔的火控雷达目标跟踪技术

为了能在提高雷达生存能力的同时,保持雷达的跟踪能力,提出一种基于自适应脉冲间隔的目标跟踪技术。给出火控雷达的信号模型及其改进的时域信号,分析基于匀加速运动模型的扩展卡尔曼滤波算法,研究脉冲间隔的自适应变化规律及信号的截获概率。仿真结果表明,该技术能准确跟踪目标,延长信号截获时间,从而降低侦察系统对火控雷达的截获概率。     

基于HLA的机载火控雷达对抗仿真监控系统

通过监控系统对大型分布式仿真系统进行监控,是分布式仿真中的重要环节.在基于HLA的机载火控雷达分布式对抗仿真系统的监控系统中,通过利用运行支撑环境(Run-time Infrastructure,RTI)以及对HLA的分布式接口的设计,实现了监控系统与仿真系统的交互通信.利用墨卡托投影理论对接收数据进行了坐标转换,完成了电子地图生成并对雷达的探测范围标绘及动目标生成和其动态显示过程进行了设计实现.系统的仿真过程效果良好,能即时反应各模块的仿真结果并对仿真系统进行控制.通过对监控系统的实现,使得仿真过程中各模块的信息能快速、直观、灵活地显示,并且使整个仿真系统的可扩展性增强,强化了整个仿真系统的作用.     

组网火控雷达抗ARM跟踪技术

为了满足火控雷达抗反辐射导弹的对抗要求,提出了火控雷达脉冲间隔自适应变化的间歇跟踪方法;首先分析了单部雷达自适应变化脉冲间隔的间歇跟踪原理,给出了跟踪性能的评价指标;其次,为克服雷达局限,研究了组网火控雷达间歇跟踪技术;最后对跟踪效果进行了仿真;结果证明:采用组网雷达间歇跟踪方法可以同时实现对目标载机的准确跟踪和对反辐射导弹的有效对抗。     

机载火控雷达训练模拟器的设计

航空电子综合仿真系统中的机载火控雷达模拟器与视景、火控、敌我识别和电子对抗等仿真系统构成一个具有多种训练功能的模拟系统。讨论了雷达模拟器的软、硬件结构，说明了机动目标多精度模型的建立方法，分析了地、海与体杂波的雷达反射特性模型。采用以检测概率逼近的方法来模拟机动目标的杂波环境下的检测，并进行目标航迹的处理。分别进行目标、真实回波和辅助图形的绘制合成完成的雷达图像。上述方案应用于某型飞行训练模拟器的研制，取得预期效果，具有良好的工程应用前景。     

基于KD-JMASE的信号级雷达系统仿真

目前的雷达仿真系统,建模方法与接口标准不统一,模型重用性和互操作性差,这是雷达仿真领域的重点之一,也是难点.针对上述问题,利用联合建模与仿真环境(KD-JMASE)建模与仿真的良好的重用性和互操作性,并结合雷达信号处理的相关理论,分析雷达系统各个模块间的信号过程,设计与实现了信号级雷达系统的模块化模型,并通过建立目标的运动模型,在信号层面上实现了对空警戒雷达完整工作过程的仿真,仿真结果表明:用KD-JMASE所建立的系统能够真实反映雷达的信号过程及特性,精度符合要求,且所建立的模块化模型具有良好的重用性与互操作性,非常便于模型后期的修改,替换与扩展,不但满足不同环境下的仿真要求,还能大大提高建模与仿真的效率.     

组网火控雷达自适应航迹关联算法研究

为了满足组网火控雷达高效准确地处理复杂、未知航迹数据的需求,航迹关联算法应该具备自适应的能力;针对分布式结构的组网火控雷达系统数据率高、处理速度要求快和每个节点只跟踪一个目标的特点,给出了一种航迹关联不确定度的定义,并将其引入传统的加权法关联过程;结合航迹不确定度与系统快速处理的需求,提出了一种基于加权法的关联步长自适应关联算法;通过建立仿真实验,给出了相关参数的门限以及仿真结果,分析其仿真结果,验证了算法的合理性和可行性,得到了更高的关联正确率.     

一种火控雷达终端显示器的仿真实现

雷达系统的仿真模拟由于成本低、研发周期短、效果好等优点在军队中开始得到广泛应用,雷达系统的模拟训练已成为某些部队军事训练的一种方式.雷达终端显示器的仿真是雷达系统仿真中的一个重要部分,在三维坐标系中对飞行目标航迹的产生进行了建模,并利用C Builder 6.0开发工具,采用多线程技术,对某一火控雷达终端显示器进行仿真,实现了多飞行目标情况下,单个目标捕获跟踪、杂波的模拟、雷达终端数据的实时录入等功能.本设计能很好应用于雷达课程教学和军队雷达手的操作训练中.     

雷达接收系统仿真

建立了一个典型的PD雷达仿真系统,仿真系统共包含目标模拟,雷达接收机系统模拟,结果显示三个方面的内容.首先依据雷达接收机的硬件组成及信号处理流程,依次对发射信号波形、天线模型、同步检波及A/D变换、多普勒滤波及恒虚警(CFAR)检测建立仿真模型;然后对运动目标建立模型,分成目标的雷达散射截面积与运动轨迹两部分进行介绍;最后将所有的分离的模块根据雷达动目标探测的工作流程连成一个完整的雷达仿真系统,对运动的多个点目标进行探测仿真试验,并给出仿真试验的结果.证明了所建立的雷达仿真系统的有效性.     

Radio Frequency Environment Effect Algorithms and Implementation in Signal-level Radar System Simulation

In radar system simulation, the reliability of simulation results depends not only on radar and target models, but also on radio frequency （RF） environment models, including clutter, multipath, diffraction, atmosphere refraction and attenuation. In traditional radar function simulation, all of these factors are grouped into a single pattern-propagation factor and can only give limited information for radar models. In signal-level simulation, radar models require simulated echoes should include information such as delay ,doppler frequency ,polarization ,etc. By discussing and analyzing the principles and algorithms of RF environment effects （clutter, multipath, diffraction, atmosphere refraction and attenuation）, this paper is supposed to provide a general RF environment model in signal-level. Algorithms for the Weibull clutter with Gaussian power spectral density （PSD） is discussed; A standard multipath and diffraction algorithm is analyzed, and the spherical earth and knife edge （SEKE） diffraction algorithm is introduced; The ray-tracing algorithm and the effective earth model are discussed; Algorithms for the absorption of oxygen and vapor are introduced; For certain algorithms, some practical advice is given. Finally, an object-oriented RF environment effects model is implemented, which has been dedicatedly designed for signal-level simulations and can provide relatively authentic simulated RF environment for the signal-level simulation of radar systems. Two simulation examples including clutter model and multipath and diffraction model are carried out and analyzed.     

多雷达多目标跟踪仿真系统

该文提出了模块化、易扩展的多雷达多目标跟踪仿真系统软硬件结构,分析了仿真系统各模块的原理、功能,介绍了系统实现的关键技术。系统的研制成功地解决了雷达数据仿真、大批次和复杂机动目标跟踪、数据融合技术,并为各种算法的性能评估提供了研究平台。     

传感器自适应跟踪算法研究及仿真系统实现

雷达和红外作为目标跟踪常用的两种探测手段,各有其优缺点,利用雷达高精度的距离测量和红外高精度的角度测量,通过信息融合技术充分实现二者的优势互补,并结合交互式多模型(IMM)跟踪思想,给出对目标位置的精确估计;设计基于雷达/红外多传感器跟踪平台的自适应融合跟踪算法,实现根据目标不同运动特性进行跟踪模型灵活、合理切换的自适应目标跟踪,改善对目标的综合识别,达到更好的跟踪效果;选取当前工程实践中广泛应用的目标运动模型,设计基于VC++环境的目标跟踪仿真系统软件,并利用MFC界面制作技术创建可视化目标跟踪仿真软件平台,对跟踪算法性能进行验证。     

雷达环境仿真中同步脉冲干扰的设计和实施

雷达环境仿真系统是为检测雷达设备的抗干扰能力而设计的,同步脉冲干扰是采用假目标和信息,产生与雷达工作信号具有相参性和同步性的干扰信号,作用于雷达的目标检测系统、跟踪系统和数据处理系统,有效地破坏雷达对目标的检测、跟踪。该文从同步脉冲干扰的基本原理出发,阐明在雷达工作环境仿真系统中距离拖引、速度拖引、虚假目标等同步脉冲干扰的设计和实施过程;并针对工作在搜索和跟踪交替模式下的相控阵雷达提出自适应综合干扰方式;最后分析并总结了系统仿真时为有效实施同步脉冲干扰应注意的事项。     

多传感器多目标跟踪及航迹融合系统

多传感器数据融合能够实现信息互补以提高目标跟踪精度、识别能力以及增强系统的抗干扰性,因此受到广泛关注。本文主要针对雷达和红外跟踪及航迹融合的体系结构,对目标跟踪、航迹关联和航迹融合的各个算法进行详细描述及仿真。仿真结果表明,基于雷达和红外传感器数据融合跟踪相对于单传感器的跟踪,性能有所提高。      

雷达低仰角偏轴跟踪测量偏差补偿算法的改进研究

由于多径回波信号的干扰,严重影响了单脉冲测角体制雷达对低仰角目标俯仰角的测量,并使其对低仰角目标俯仰角的闭环跟踪测量实现极为困难;通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了单脉冲雷达低仰角跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,用传统的多目标分辨算法(C~2算法)弥补偏差补偿算法在目标飞行高度很低(5 m以下)时和距离近时补偿效果较差的不足;在给定的测量环境下对不同高度目标进行了仿真,得到良好的仿真结果,表明两种算法结合使用,可较大地提高低仰角目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。     

雷达训练模拟器智能靶标开发的关键技术研究

针对雷达训练模拟器中靶标方的多目标航路规划、战术动作设计和靶标数据库三项关键技术,研究了一种具有智能性的靶标,可以为雷达训练模拟器提供多批次目标,实时进行航路规划以及决策多种战术动作.根据基于地形的三维航路快速搜索算法,实现了多批次目标的航路规划功能模块;然后根据战场态势与雷达信息,判断飞行编队采取何种战术动作,决定释放干扰类型或发射反辐射导弹,实现了战术动作设计功能模块;最后提供了有关地形信息、航路规划、模型信息以及操作考核和数据记录的数据库支持.仿真证明,所开发的靶标系统能够真实模拟作战过程中目标方的动作行为,实现了智能靶标与地面雷达站的电子对抗训练.     

基于加性无迹卡尔曼滤波的雷达目标跟踪方法

提出一种基于加性无迹卡尔曼滤波的雷达目标跟踪方法。雷达跟踪系统为离散非线性系统,传统的解决方法是使用扩展卡尔曼滤波。无迹卡尔曼滤波用少量采样点表示随机变量的分布,通过非线性系统传播,能以三阶精度获得非线性变换的均值和方差的估计。用无迹卡尔曼滤波进行雷达目标跟踪。通过Monte Carlo仿真,验证了该滤波算法比传统的扩展卡尔曼滤波具有更高的滤波精度。     

相控阵雷达系统的仿真

雷达的数字仿真及雷达仿真库的建立已经成为近年来雷达领域研究的热点。本文主要进行相控阵雷达系统的仿真研究。首先根据相控阵雷达的组成和原理,建立相控阵雷达的仿真模型与数学模型。然后选择Simulink作为仿真平台,对相控阵雷达系统进行仿真与研究。仿真的模块主要有天线模块、信号环境模块、信号处理模块以及GUI人机交互界面模块。最终在Simulink库中生成自己的雷达子库,形成相控阵雷达系统,为后续相控阵雷达的研究奠定基础。