基于VC++的空間電磁環(huán)境仿真軟件設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯基于VC++的空間電磁環(huán)境仿真軟件設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用摘要：本文根據(jù)現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)調(diào)制復(fù)雜、參數(shù)多變以及日益密集的新特點(diǎn)，用射頻脈沖模型對(duì)電子偵察接收機(jī)所處平臺(tái)的電磁信號(hào)環(huán)境進(jìn)行描述，介紹了基于VC++平臺(tái)的空間電磁環(huán)境仿真軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通過(guò)仿真給出接收平臺(tái)位置處信號(hào)功率圖譜和信號(hào)流密度等一系列數(shù)據(jù)，從而為雷達(dá)電子偵察定位系統(tǒng)等相關(guān)課題的研究提供重要的參考依據(jù)。

1引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)條件下，電子對(duì)抗與反對(duì)*趨激烈，各新型雷達(dá)為對(duì)抗各種電子偵察和反輻射設(shè)備的威脅，往往采用調(diào)制復(fù)雜、參數(shù)多變的信號(hào)形式，因而導(dǎo)致戰(zhàn)場(chǎng)空間的電磁環(huán)境信號(hào)空前復(fù)雜、密集且相互交迭。這就對(duì)電子偵察和反輻射設(shè)備提出了越來(lái)越高的要求。

對(duì)電子偵察接收機(jī)所處平臺(tái)的雷達(dá)電磁環(huán)境進(jìn)行數(shù)字建模和仿真，研制相應(yīng)的信號(hào)環(huán)境合成模擬器，對(duì)加快電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研制進(jìn)程以及對(duì)其性能做出有效*估均有十分重要的意義。而這種先進(jìn)的電子戰(zhàn)設(shè)備的研制、試驗(yàn)和鑒定，不能再依靠早期的外場(chǎng)試驗(yàn)方法。一方面不可能配備如此多的實(shí)物設(shè)備形成與實(shí)戰(zhàn)逼真的威脅信號(hào)環(huán)境；另一方面，外場(chǎng)試驗(yàn)周期長(zhǎng)，試驗(yàn)費(fèi)用高，受氣候與環(huán)境等因素影響大。計(jì)算機(jī)仿真是動(dòng)態(tài)、復(fù)雜系統(tǒng)*估的重要手段，因此采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真成為切實(shí)可行而又靈活便捷的研究手段。

2設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著電子戰(zhàn)/信息戰(zhàn)的發(fā)展，對(duì)信號(hào)環(huán)境仿真特別是復(fù)雜、多輻射源信號(hào)環(huán)境的仿真提出新的更高的要求，必須力求達(dá)到對(duì)電子干擾信號(hào)環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確建模，對(duì)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，提高數(shù)字仿真的逼真程度。

2．1電磁環(huán)境建模

雷達(dá)電磁環(huán)境是指到達(dá)電子戰(zhàn)設(shè)備的所有脈沖雷達(dá)輻射源信號(hào)的集合，電子戰(zhàn)設(shè)備接收到的是這些雷達(dá)信號(hào)所形成的脈沖流。該脈沖流由許許多多某一時(shí)刻到達(dá)電子戰(zhàn)設(shè)備的射頻脈沖組成，通常我們用脈沖描述字(PDW)來(lái)描述一部雷達(dá)射頻脈沖的基本特征參數(shù)，PDW的組成如（1）式所示：

（1）式中各參數(shù)說(shuō)明如下：

TOA為脈沖前沿的到達(dá)時(shí)間；RF為脈沖的載波頻率；PW為脈沖寬度；DOA為脈沖的到達(dá)方位角；EOA為脈沖的到達(dá)俯仰角；PA為脈沖幅度或脈沖功率；i是按照時(shí)間順序檢測(cè)的射頻脈沖的序號(hào)。

電磁環(huán)境仿真軟件的設(shè)計(jì)就是以PDW為基礎(chǔ)，通過(guò)其六個(gè)參數(shù)的變化體制來(lái)表征雷達(dá)信號(hào)的技術(shù)特性，在這里不對(duì)這六個(gè)參數(shù)的數(shù)學(xué)建模做詳細(xì)的論述。

2．2系統(tǒng)模塊介紹

雷達(dá)電磁環(huán)境仿真軟件主要由人機(jī)界面交互模塊、偵察平臺(tái)設(shè)置模塊、威脅平臺(tái)設(shè)置模塊、雷達(dá)信號(hào)設(shè)置模塊、信號(hào)環(huán)境計(jì)算機(jī)仿真主控模塊、仿真數(shù)據(jù)計(jì)算及數(shù)據(jù)文件生成模塊等七個(gè)主要模塊組成，圖1給出了這些模塊之間的關(guān)系。

各模塊的主要功能說(shuō)明如下：

人機(jī)界面交互模塊提供仿真軟件的人機(jī)界面交互功能，主要用來(lái)編輯和加載動(dòng)態(tài)場(chǎng)景文件，顯示偵察平臺(tái)和威脅平臺(tái)列表以及接受用戶(hù)的仿真命令輸入等。

偵察平臺(tái)設(shè)置模塊用來(lái)對(duì)偵察平臺(tái)的綜合參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如平臺(tái)名稱(chēng)、工作的起始和終止時(shí)間以及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置等。

威脅平臺(tái)設(shè)置模塊用來(lái)對(duì)各威脅平臺(tái)的綜合參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如平臺(tái)名稱(chēng)、雷達(dá)開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間、天線(xiàn)波束類(lèi)型、天線(xiàn)掃描參數(shù)以及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置等。

雷達(dá)信號(hào)設(shè)置模塊用來(lái)對(duì)各威脅平臺(tái)的雷達(dá)信號(hào)類(lèi)型進(jìn)行設(shè)置，如雷達(dá)載頻、重頻以及脈寬參數(shù)的設(shè)置以及系統(tǒng)偵察接收誤差大小的設(shè)置等。

雷達(dá)信號(hào)仿真主控模塊是整個(gè)仿真軟件的模塊，它根據(jù)仿真的流程，控制和調(diào)用其它各個(gè)功能模塊。

仿真數(shù)據(jù)計(jì)算模塊是根據(jù)設(shè)置的偵察平臺(tái)和各威脅平臺(tái)的初始狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，對(duì)偵察平臺(tái)和各威脅平臺(tái)的航跡以及偵察平臺(tái)與各威脅平臺(tái)之間的空間相對(duì)位置(包括距離和方位角)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)各威脅平臺(tái)雷達(dá)技術(shù)參數(shù)及天線(xiàn)掃描方式計(jì)算各雷達(dá)在各個(gè)時(shí)刻到達(dá)偵察平臺(tái)的射頻脈沖PDW的各參數(shù)值。

數(shù)據(jù)文件生成模塊用來(lái)綜合處理得到的各種仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，并以數(shù)據(jù)文件的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤(pán)，以供后續(xù)的分析處理使用。

2．3仿真流程及實(shí)現(xiàn)

2．2．1仿真流程

系統(tǒng)仿真的流程框圖如圖2所示。系統(tǒng)仿真主控模塊根據(jù)設(shè)置的偵察平臺(tái)和威脅平臺(tái)的初始狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，對(duì)偵察平臺(tái)和各威脅平臺(tái)的航跡進(jìn)行計(jì)算，確定偵察平臺(tái)與各威脅平臺(tái)之間的空間相對(duì)位置(包括距離和方位角)，并根據(jù)雷達(dá)技術(shù)參數(shù)和雷達(dá)天線(xiàn)掃描方式以及設(shè)定的系統(tǒng)偵察誤差計(jì)算出各雷達(dá)在某一時(shí)段內(nèi)到達(dá)偵察平臺(tái)的射頻脈沖PDW的各參數(shù)。

對(duì)于某一時(shí)段內(nèi)到達(dá)偵察平臺(tái)的射頻脈沖序列，系統(tǒng)根據(jù)脈沖TOA參數(shù)的大小對(duì)其進(jìn)行排序，對(duì)于同時(shí)到達(dá)的射頻脈沖加以融合處理，從而得到該時(shí)段內(nèi)所有雷達(dá)的射頻脈沖數(shù)據(jù)，并將脈沖功率超過(guò)檢測(cè)門(mén)限Prmin的有效射頻脈沖數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定的數(shù)據(jù)文件。

2．2．2仿真結(jié)果

利用研制成功的雷達(dá)電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)對(duì)多部雷達(dá)輻射源進(jìn)行仿真試驗(yàn)研究，可生成雷達(dá)電磁信號(hào)處理輸出的全脈沖仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)，表1給出了一個(gè)全脈沖仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)的片斷。

為了能夠直觀(guān)地認(rèn)識(shí)仿真數(shù)據(jù)，另外給出了產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時(shí)域圖（圖3），其表示了PDW中的六個(gè)參數(shù)TOA、RF、PW、DOA、EOA和PP隨著到達(dá)脈沖序列所產(chǎn)生的變化。

3結(jié)論

電子偵察信號(hào)環(huán)境的數(shù)字仿真研究的目的是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真電子偵察平臺(tái)所處的信號(hào)環(huán)境，給出接