雷达复杂电磁环境建模与仿真

论文摘要

随着信息技术在军事范围内的广泛应用,电磁环境成为信息化战场的核心环境要素,对雷达系统的影响很大,而真实的电磁环境情况复杂,且具有动态性和无形性,同时由于使用电子装备实物和半实物来模拟雷达电磁环境的成本高昂且实施难度较大,靶场实验也需要耗费大量的人力物力,用建模和仿真的形式对复杂电磁环境进行等效构建不失为一种好的研究途径。因此,本文通过计算机使用全数字的建模与仿真方法,采用C++语言面向对象技术,完成了雷达系统所在的复杂电磁环境的构建与开发,并设计了雷达系统电磁环境场景,实现了场景的分析和评估。本文首先分析了雷达系统所在的复杂电磁环境组成及现状,接着重点对构成雷达系统电磁环境的干扰和雷达回波的产生机理、特点、实现步骤展开了研究和分析,并在后续雷达系统电磁环境场景的构建中得到了应用和验证。为了使模拟的信号能应用于工程上,且具有一定的逼真性,本文加入了较为详细的工作流程分析,更加清晰地说明了模拟的工作过程。其中干扰信号主要讨论了压制式、欺骗式、灵巧式干扰和箔条干扰的数学模型和模拟流程,所模拟的干扰样式类型多样且应用广泛,具有建模与仿真的实际应用价值;针对雷达回波模拟构建了单散射点目标回波、多散射点目标回波、海杂波、气象杂波和地杂波,实现通过读取外部的测量数据对目标回波模型进行实时更新,同时海杂波的构建考虑到了时间与空间的相关性。最后实现了电磁环境场景的构建并对设计开发的场景进行了相应的过程分析和评估,其中对雷达系统电磁环境场景的构建是信号级的,能够利用得到的完整回波信号对电磁环境进行仿真和验证,弥补了多数场景的模拟仿真无法获取完整信号的缺陷。本文中构建的所有模型和场景都采用C++面向对象的思想,将模型看作对象来进行设计开发,使逻辑和层次更为清晰,提高了模型的复用性和可移植性,当需要改进和更新时,可以缩短二次开发周期。同时利用构建的模型来对真实作战环境的场景进行模拟,一方面可以根据真实作战环境来构建场景,另一方面可以在场景中电磁环境变化时通过修改和添加模型来完善场景,使得模拟的电磁环境更加完整,提高了仿真建模的逼真度,增强了适用性,具有一定的工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号对照表
• 缩略语对照表
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本文的主要工作和结构安排
• 第二章 复杂电磁环境中雷达干扰构建与仿真
•   2.1 有源压制式干扰的构建
•     2.1.1 带限白噪声干扰
•     2.1.2 噪声调频干扰
•     2.1.3 多普勒噪声干扰
•     2.1.4 梳状谱噪声干扰
•     2.1.5 杂乱脉冲干扰
•   2.2 有源欺骗式干扰的构建
•     2.2.1 密集假目标干扰
•     2.2.2 规律假目标干扰
•     2.2.3 移频干扰
•   2.3 灵巧式噪声干扰的构建
•     2.3.1 卷积干扰
•     2.3.2 脉冲存储复制干扰
•     2.3.3 灵巧干扰
•   2.4 无源干扰的构建
•   2.5 本章小结
• 第三章 复杂电磁环境中雷达回波构建与仿真
•   3.1 目标回波的构建
•     3.1.1 单散射点目标回波模拟
•     3.1.2 多散射点目标回波模拟
•   3.2 海杂波的构建
•     3.2.1 整体流程
•     3.2.2 岸基雷达海杂波回波模拟
•   3.3 气象杂波的构建
•     3.3.1 整体流程
•     3.3.2 岸基雷达气象杂波回波模拟
•   3.4 地杂波的构建
•     3.4.1 整体流程
•     3.4.2 岸基雷达地杂波回波模拟
•   3.5 本章小结
• 第四章 雷达复杂电磁环境场景的构建与评估
•   4.1 复杂电磁环境场景实现方案
•     4.1.1 整体框架设计
•     4.1.2 模拟方式设计
•   4.2 场景构建
•     4.2.1 场景一的构建
•     4.2.2 场景二的构建
•   4.3 场景分析与结果评估
•     4.3.1 仿真场景分析
•     4.3.2 仿真结果评估
•   4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
•   5.1 工作总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 梁兴茹

导师: 张林让,范振林

关键词: 复杂电磁环境,建模与仿真,雷达系统电磁环境场景

来源: 西安电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术,计算机软件及计算机应用

单位: 西安电子科技大学

分类号: TP391.9;O441;TN95

DOI: 10.27389/d.cnki.gxadu.2019.000218

总页数: 101

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