基于三维地球场景的干扰条件雷达探测范围可视化方法

雷达探测范围的三维可视化是现代战场电磁态势显示的关键组成部分。以电子对抗情况中雷达探测范围模型为基础,深入研究雷达局部坐标与地心直角坐标的转换算法,提出一种基于三维地球场景绘制理想条件与干扰条件下雷达探测范围的可视化方法。研究设计基于理想条件与干扰条件下雷达探测范围可视化数据需求的数据库,并基于三维地球场景平台ArcGlobe,结合OpenGL绘图技术,应用该可视化方法开发海战场电磁态势显示系统。实验结果表明该可视化方法能够高效形象地在三维地球场景下展现理想条件与干扰条件下的雷达探测范围,为指挥员洞察战场态势提供支持。     

一种简化的雷达三维探测数据生成方法研究

雷达电子战三维实时视景仿真能够全面表现雷达电子战系统的作战态势、进程和对抗效果,为指挥员正确把握战场态势提供支持。在进行雷达电子战三维视景仿真时,传统的方法是直接构建雷达的三维探测数据,然后生成三维态势图。传统方法导致计算复杂,数据量大,不能够满足实时仿真的要求。现提出了一种在雷达探测范围二维包络线计算模型的基础上,结合垂直面上雷达天线方向图,空间数据生成的简化算法,同时考虑了雷达受到干扰情况下雷达天线垂直方向函数的修正方法。以上方法简化了计算过程,有效的减少了数据量。利用提出的方法,开发的视景仿真系统在实践中得到了应用,能够满足实时要求,文中给出了具体实例和仿真结果图。     

远距离干扰下的警戒雷达功能仿真研究

对雷达探测能力的仿真往往是武器系统作战效能仿真中重要的一部分,功能仿真由于其方法简单、使用方便、速度快,比较适合较大对抗系统中对雷达探测能力的仿真.本文将警戒雷达功能进行分解并进行有机地结合,介绍了主要模块的数学模型,通过仿真实验对远距离支援干扰条件下的警戒雷达进行功能仿真,结果表明该方法具有较好的结果和较大的灵活性.     

三维海战场雷达探测可视化研究与实现

雷达探测可视化是战场态势展示中的重要组成部分,是作战态势推演、态势评估等的必要依据。针对三维海 战场雷达探测可视化需求,深入研究了多干扰下雷达探测问题,给出了探测范围三维可视化模型和相应的绘制方法, 结合三维海战场环境、动态目标、干扰机干扰等战场态势要素,实现了三维海战场多干扰下雷达探测的动态绘制,从而 丰富了战场态势的展现内容,增强了三维海战场指挥决策能力。     

二面角的双基地散射特性分析

二面角效应是高分辨率 SAR 图像非常重要的特征,其主要是建筑物的墙面和地面及其他人造物体形成的二面角造成的强反射。为了减小二面角的雷达散射截面积(Radar cross section,RCS) ,常用的技术是改变二面角的几何结构。双基地雷达是一种几何配置灵活的雷达,具有一定的反隐身能力。本文主要利用几何光学分析了不同张角二面角的散射特性及其SAR图像表现形式。针对二面角的多次散射问题,计算了散射次数和最终出射角度的通项公式,并给出了双基地条件下二面角RCS的定量计算公式。仿真结果表明,不同张角的二面角RCS和双基地雷达的几何结构密切相关,在特定的双基地雷达几何配置下,二面角在双基地SAR图像中 表现为角点处的强点。     

干扰条件下的雷达组网包络三维融合方法

为了解决在干扰条件下雷达网探测范围的信息冗余问题,提出了一种干扰条件下雷达组网包络三维融合方法。为降低时间复杂度,该算法首先对采样后的雷达包络数据点集合进行融合区域判定,然后再对融合区域内的采样数据点进行包络内外判断,并将位于包络内部的点以消隐的方式进行处理,最后对融合后的雷达网包络进行绘制。经过实验验证,该算法能够实时有效地对雷达组网包络进行融合处理。     

空地双基地雷达杂波建模与特性分析

研究了球载发射源、地面接收站条件下的双基地雷达地杂波问题.首先在给出空地双基地雷达的空间几何模型基础上,研究了空地双基地雷达杂波建模方法,导出了空地双基地雷达在指定距离门内地杂波模型的表达式.对空地双基地雷在达地杂波的距离-多普勒二维分布特性进行了仿真分析,并讨论了收发波束照射同步对地杂波多普勒谱特性的影响,得出了收发波束的精确照射同步可以提高系统改善因子的结论.     

基于雷达探测概率的干扰效能评估

对电子战中压制式干扰的干扰效能的有效评估问题进行了研究.首先分别利用无干扰状态和干扰状态的雷达探测距离求解了信噪比和信干比的表达式,进而建立了两种不同状态下的探测概率模型.然后通过模拟干扰机的自卫干扰和支援干扰场景,在设置雷达参数和干扰参数后,仿真比较了3种不同RCS的目标在上述两种干扰模式下雷达探测概率的变化.最后对压制干扰效能进行了科学评估.评估结果表明:干扰机的压制干扰能够有效降低雷达探测性能,自卫干扰时,大幅提升自身的安全性;支援干扰时,提高目标机的突防生存力.     

基于数据压缩的雷达网络定位研究

针对双基地雷达空间定位系统在发射站附近区域的定位性能较差,存在基线盲区的问题,为提高定位精度,提出了特定的三基地雷达空间定位数据压缩算法.将多个雷达测量组合表示的目标位置压缩冗余,利用非线性坐标方程在目标的真实坐标附近展开为泰勒级数,并采用加权最小二乘法对冗余数据进行压缩合并,充分利用各雷达站的定位信息,进行仿真.仿真结果表明直线布站定位性能略优于均匀布站,三基地定位性能明显优于双基地定位性能,改善了发射站附近区域的定位性能,解决了双基地雷达空间定位的基线肓区问题.算法明显提高了目标定位精度,具有一定的有效性和实用性.     

基于OSG的三维雷达探测范围构建与优化实现

为了帮助指挥员在电子对抗中准确判断态势,研究三维雷达探测范围构建与优化实现技术。基于OpenSceneGraph（OSG）三维图形引擎,结合雷达探测范围二维包络线和雷达天线垂直方向图函数,实现了三维雷达探测范围的通用计算方法。针对雷达数据量大、数据实时更新的特点,分2个阶段进行优化：降低算法复杂度,优化计算方法;使用OSG的多线程技术,对计算绘制过程进行并行处理。通过试验与分析,验证了本文方法的高效性。     

复杂电磁环境下雷达网探测能力三维可视化仿真

通过雷达方程分析了雷达网在有无干扰情况下的探测性能,提出雷达网探测概率合成的方法,构建雷达网在三维空间中的探测概率数据.在此基础上,提出雷达网探测概率数据硬件加速等值面提取方法,生成某一特定概率的雷达网探测能力三维模型,并将该模型绘制到三维数字地球上.该方法能实时动态地展现复杂电磁环境下雷达网的探测情况.     

分布式干扰下雷达网探测能力的三维可视化

研究雷达网在分布式干扰下的探测性能,采用雷达网探测概率表示雷达网探测性能,用硬件加速的等值面提取方法,生成某一特定概率的雷达网探测能力三维模型,并将该模型绘制到三维虚拟战场环境。实验结果表明,该方法可以实时动态地展现不同干扰条件下雷达网的探测能力变化情况,对于雷达网部署、干扰机配置、对抗训练等具有一定的指导作用。     

Optimal placement of barrier coverage in heterogeneous bistatic radar sensor networks

Barrier Coverage is an important sensor deployment issue in many industrial, consumer and military applications.The barrier coverage in bistatic radar sensor networks has attracted many researchers recently. The Bistatic Radars (BR) consist of radar signal transmitters and radar signal receivers. The effective detection area of bistatic radar is a Cassini oval area that determined by the distance between transmitter and receiver and the predefined detecting SNR threshold. Many existing works on bistatic radar barrier coverage mainly focus on homogeneous radar sensor networks. However, cooperation among different types or different physical parameters of sensors is necessary in many practical application scenarios. In this paper, we study the optimal deployment problem in heterogeneous bistatic radar networks.The object is how to maximize the detection ability of bistatic radar barrier with given numbers of radar sensors and barrier’s length. Firstly, we investigate the optimal placement strategy of single transmitter and multiple receivers, and propose the patterns of aggregate deployment. Then we study the optimal deployment of heterogeneous transmitters and receivers and introduce the optimal placement sequences of heterogeneous transmitters and receivers. Finally, we design an efficient greedy algorithm, which realize optimal barrier deployment of M heterogeneous transmitters and N receivers on a L length boundary, and maximizing the detection ability of the barrier. We theoretically proved that the placement sequence of the algorithm construction is optimal deployment solution in heterogeneous bistatic radar sensors barrier. And we validate the algorithm effectiveness through comprehensive simulation experiments.

     

复杂环境下雷达三维探测范围

构建虚拟战场系统,为实现雷达在复杂自然环境和复杂电子干扰环境影响下的雷达探测范围,根据高级传播模型(APM)的基本原理,并综合考虑电子干扰环境的影响,提出了一个改进的支援式干扰模型。该模型混合了APM和电子干扰模型,重点考虑了大气折射率的影响,可描述复杂自然环境和复杂电子干扰环境的双重影响。在可视化时,利用点绘制代替面绘制和中点代替插值点改进了移动立方体(MC)方法,提高了渲染速度。根据数据获取、数据处理和数据渲染的流程,利用可视化软件包(VTK)实现了对雷达探测范围的三维显示。     

On detection performance and system configuration of MIMO radar

Multiple-input multiple-output (MIMO) radar is a new concept with some new characteristics, such as multiple orthogonal waveforms and omnidirectional coverage. Based on Stein’s lemma, we use relative entropy as a precise and general measure of error exponent to study detection performance for both MIMO radar and phased array radar. And based on derived analytical results, we further study the system configuration problem of Bistatic MIMO radar systems, where transmitters and receivers are located in different positions. Some interesting results are presented. For phased array radar, when the total numbers of transmitters and receivers are fixed, we should alwaysmake the number of transmitters equal to the number of receivers. For MIMO radar, we should use a small number of transmitters in low signal noise ratio (SNR) region, and make the number of transmitters equal to the number of receivers in high SNR region. These results are instructive for deployment of bistatic MIMO radar systems in the future. Supported in part by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60602048), in part by aviation science funds of China (Grant No. 20060112118), and in part by the National Ministry Foundation of China (Grant No. 20094010040)     

硬件加速的雷达作用范围三维可视化研究与实现

电磁信息可视化,尤其是雷达作用范围可视化,是虚拟战场环境中不可或缺的重要组成部分,目前研究多限于二维,而三维表现又受限于速度,为此本文提出一种硬件加速的三维可视化方法。在获取雷达波损失三维数据场的基础上,现到战场环境中。在普通微机上针对典型雷达的实验中,克服了二维表现不直观以及三维表现慢的缺点,形象地展示了三维雷达作用范围,为用户提供决策和感官支持。     

海上目标RGPO干扰检测方法仿真研究

针对海面复杂电子对抗环境下单脉冲跟踪雷达所面临的目标距离波门拖引(RGPO)干扰问题,为确定RGPO干扰的存在并对其进行精确时间定位进而采取有效抗干扰措施,需对干扰开展有效的检测.在分析了RGPO干扰和小波检测理论的基础上,结合海上目标所建立的单脉冲雷达跟踪距离函数,利用Daubechies (db)小波进行了RGPO干扰的奇异性检测.仿真结果分析表明,db小波检测的方法可以准确检测出干扰的存在,还能对其进行时间定位,完全可以应用于海上目标RGPO干扰的检测与分析.