[发明专利]智能空中对战环境电磁仿真系统

权利要求书

1.智能空中对战环境电磁仿真系统，包括RCS特征模拟(1)、电磁干扰模拟(2)和雷达探测模拟(3)三个模块，其特征在于：

所述智能空中对战环境电磁仿真系统可以模拟机载雷达或雷达导引头对目标的探测过程；

所述RCS特征模拟(1)模块包括雷达波入射角计算(11)和目标全向RCS离线数据库(12)两个子模块；

所述雷达波入射角计算(11)子模块根据目标位置和姿态、本机位置和姿态，计算得到目标接收到雷达波的俯仰入射角θ和目标接收到雷达波的方位入射角ψ；所述目标全向RCS离线数据库(12)中包含有不同型号目标的全向RCS数据表，可以根据θ和ψ查阅所述全向RCS数据表并经过二维插值计算得到实时目标RCS值σ；所述实时目标RCS值σ被输出到所述电磁干扰模拟(2)模块和所述雷达探测模拟(3)模块中；

所述电磁干扰模拟(2)模块包括地杂波干扰计算(21)、对方电磁干扰计算(22)、诱饵计算(23)和干扰综合(24)四个子模块；

所述地杂波干扰计算(21)子模块根据目标位置和姿态、本机位置和姿态、所述实时目标RCS值σ计算得到信杂比K_SCR，K_SCR被输出到所述干扰综合(24)子模块中；

所述对方电磁干扰计算(22)子模块根据目标位置和姿态、本机位置和姿态、所述实时目标RCS值σ计算得到烧穿距离R_j并输出到所述干扰综合(24)子模块中；所述对方电磁干扰计算(22)子模块将当前的干扰类型输出到所述干扰综合(24)子模块中，所述干扰类型分为非欺骗型干扰和欺骗型干扰；

所述诱饵计算(23)子模块内存储有不同类型诱饵的作用概率；在第i次投放诱饵时，所述诱饵计算(23)子模块根据第i次投放诱饵的类型查询到对应的作用概率P_i、最远有效作用距离R_imax、最近有效作用距离R_imin、诱饵动力学参数集L_i和有效作用时间T_i，并随机产生一个0到1之间的随机数r_i，当满足以下条件时：

则认为第i次投放的诱饵产生作用，其中R为本机与目标之间的距离；若第i次投放的诱饵产生作用，则所述诱饵计算(23)子模块将L_i、T_i输出到所述干扰综合(24)子模块中；若第i次投放的诱饵未产生作用，则所述诱饵计算(23)子模块将不输出L_i、T_i；

所述干扰综合(24)子模块根据所述地杂波干扰计算(21)子模块输出的结果判定在地杂波干扰情况下能否探测和跟踪目标；所述干扰综合(24)子模块可以计算得到所述信杂比K_SCR；当K_SCR＝+∞时，不存在地杂波干扰；当K_SCR≠+∞且K_SCRK_M时，不能通过多普勒滤波滤除地杂波干扰，在地杂波干扰情况下不能探测和跟踪目标；当K_SCR≠+∞且K_SCRK_M时，则可以通过多普勒滤波滤除地杂波干扰，在地杂波干扰情况下能够探测和跟踪目标；K_M为多普勒滤波系数；

所述干扰综合(24)子模块根据所述对方电磁干扰计算(22)子模块输出的结果判定电磁干扰是否有效；若RR_j则对方电磁干扰无效，若RR_j则对方电磁干扰有效；若对方电磁干扰有效且干扰类型为欺骗型干扰，则所述干扰综合(24)子模块随机生成N个虚假目标的位置和速度信息；

所述干扰综合(24)子模块根据所述诱饵计算(23)子模块输出的结果判定诱饵是否有效；从第i次投放诱饵的瞬间开始，在T_i时间段内诱饵有效，超出T_i时间段后诱饵无效；若诱饵有效，则所述干扰综合(24)子模块根据诱饵动力学参数集L_i和六自由度动力学方程计算诱饵位置和速度信息；

若在地杂波干扰情况下能够探测和跟踪目标、对方电磁干扰无效、诱饵无效三个条件同时成立，则所述干扰综合(24)子模块输出的干扰影响为无影响；其他情况下所述干扰综合(24)子模块输出的所述干扰影响为有影响；若对方电磁干扰有效且干扰类型为欺骗型干扰，则所述干扰影响的附加信息中还包含所述N个虚假目标的位置和速度信息；若诱饵有效，则所述干扰影响的附加信息中还包含所述诱饵位置和速度信息；所述干扰影响被输出到所述雷达探测模拟(3)模块中；

所述雷达探测模拟(3)模块包括雷达探测能力离线数据库(31)、雷达探测/跟踪距离计算(32)、扫描波位计算(33)、目标探测/跟踪判定(34)四个子模块；

所述雷达探测能力离线数据库(31)模块查询得到当前雷达系统A的等效天线直径D_A、当前雷达系统A的俯仰角度搜索范围±θ_A、当前雷达系统A的方位角度搜索范围±ψ_A、当前雷达系统A的俯仰波束角Δθ_el、当前雷达系统A的方位波束角Δψ_az、当前雷达系统A的波束驻留时间Δt_A、基准雷达的等效天线直径D₀、基准雷达探测距离R₀、基准雷达探测RCS值σ₀；D_A、D₀、R₀、σ₀被输出到所述雷达探测/跟踪距离计算(32)子模块中；所述雷达探测/跟踪距离计算(32)子模块通过下式计算得到当前雷达系统A的探测距离R_SA：

所述雷达探测/跟踪距离计算(32)子模块通过下式解算得到当前雷达系统A的跟踪距离R_TA：

其中k_T为雷达跟踪所需最小信噪比，k_S为雷达探测所需最小信噪比；R_SA和R_TA被输出到所述扫描波位计算(33)子模块中；

θ_A、ψ_A、Δθ_el、Δψ_az、Δt_A被输出到所述扫描波位计算(33)子模块中；所述扫描波位计算(33)子模块根据下式计算得到俯仰波位数量N_el和方位波位数量N_az：

当前雷达系统A的搜索范围被划分为N_el行N_az列的搜索方格阵，则可根据目标相对本机的角度计算得到目标所在的搜索方格的行数和列数；所述扫描波位计算(33)子模块在所述搜索方格阵中按照每秒N_s次的速度进行逐行计数搜索，在每个搜索方格中停留Δt_A时间，所述搜索方格阵被逐行计数搜索完一轮后，重新开始下一轮逐行计数搜索；若当前被搜索的第i行第j列的搜索方格中有目标X，则认为目标X已被波束扫描到；若目标X已被波束扫描到且本机和目标X之间的距离R_X满足R_XR_SA，则目标X转为被探测状态；若目标X处于被探测状态且R_X满足R_XR_TA，则目标X转为被跟踪状态；若当前雷达系统A的搜索范围内有M个处于被跟踪状态的目标，则N_s为：

其中F_k为第k个处于被跟踪状态目标的被跟踪频率；所述扫描波位计算(33)子模块将处于被探测状态的Q个目标的位置和速度信息、处于被跟踪状态的M个目标的位置和速度信息输出到所述目标探测/跟踪判定(34)子模块中；

所述目标探测/跟踪判定(34)子模块对目标是否可被探测/跟踪进行最终判定；

若所述干扰综合(24)子模块输出的所述干扰影响为无影响且目标处于被探测状态，则目标可被探测；若所述干扰综合(24)子模块输出的所述干扰影响为无影响且目标处于被跟踪状态，则目标可被跟踪；所述目标探测/跟踪判定(34)子模块将所有处于被探测状态的目标的位置和速度信息作为可被探测集U_s输出；所述目标探测/跟踪判定(34)子模块将所有处于被跟踪状态的目标的位置和速度信息作为可被跟踪集U_T输出；

若所述干扰综合(24)子模块输出的所述干扰影响为有影响，且所述干扰影响的附加信息中包含所述N个虚假目标的位置和速度信息，则所述目标探测/跟踪判定(34)子模块将所述N个虚假目标的位置和速度信息作为可被探测集U_s输出；若诱饵有效，且所述干扰影响的附加信息中还包含所述诱饵位置和速度信息，则所述目标探测/跟踪判定(34)子模块将所述诱饵位置和速度信息作为可被跟踪集U_T输出；

所述目标探测/跟踪判定(34)子模块在其他情况下输出的可被探测集U_s和可被跟踪集U_T为空集。