一种针对雷达和干扰的可重用分层仿真模型库制造技术

本发明专利技术属于雷达系统仿真领域，尤其涉及一种可重用、可扩展的雷达和雷达组网仿真模型库。本发明专利技术为克服现有技术的不足，将仿真系统的设计以雷达、干扰、目标和环境信号的传输为纽带将雷达和雷达网中的各个仿真实体有机地联系在一起，以单雷达/分布式网络化雷达和干扰对抗中各仿真实体建模仿真为基础，提出了一种可适用于各种雷达和雷达网的可重用、可扩充的分层仿真模型库，这种分层的仿真模型库从底层到上层可以依次划分为：核心库、基础库和应用库。由本发明专利技术分层的结构可见，整个系统中的模块是可重用的，并且根据不同雷达的发展，可以加入新的仿真模块到这个分层系统中，所以整个仿真库是可扩展、可重用的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达系统仿真领域，尤其涉及一种可重用、可扩展的雷达和雷达组网仿真模型库。
技术介绍
随着电子信息技术的发展，为适应作战需求的变化，雷达系统体制不断变化，其结构由简单到复杂，功能由单一到多元，频段由传统的微波频段向两端扩展，工作模式从单站独立到网络化协同工作发展。针对不同体制的雷达，需在其设计、研制、鉴定和使用等阶段对雷达系统的抗干扰能力进行分析与评估，以提高雷达系统的抗干扰和适应复杂环境的能力。雷达系统的设计研制、抗干扰研究、体系对抗和性能评估等方面的研究工作均需要用仿真实验的方法进行验证。现有的雷达和干扰仿真系统大都是根据某一具体的需求背景，针对某类雷达及其工作环境和对应的干扰手段而研制的。由于设计思想和研究内容的差异，设计手段和设计工具的不同使得这些仿真系统无法重用和扩充，难以进行修改、扩充和集成以适应新的、更复杂、更大型的仿真应用需求。这将导致各雷达、对抗研究单位耗费大量人力、物力研制完成的各种雷达与对抗的仿真资源不能实现可重用、可扩充和互操作。本专利技术在对分布式网络化雷达及各种通用雷达和各种干扰方式的共性特点的分析研究的基础上，提出了一种雷达仿真和干扰的层次化仿真模型库，在保证仿真设计和运行高效率的同时提高了仿真库的可重用和可扩充性。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术的不足，将仿真系统的设计以雷达、干扰、目标和环境信号的传输为纽带将雷达和雷达网中的各个仿真实体有机地联系在一起，以单雷达/分布式网络化雷达和干扰对抗中各仿真实体建模仿真为基础，提出了一种可适用于各种雷达和雷达网的可重用、可扩充的分层仿真模型库，这种分层的仿真模型库从底层到上层可以依次划分为：核心库、基础库和应用库。一种针对雷达和干扰的可重用分层仿真模型库，包括：一仿真核心库，所述仿真核心库包括核心数学库和错误处理库，所述核心数学库包含仿真所需的核心数学方法和数学敞亮的定义，所述错误处理库为所有上层的模型库提供基本和统一的错误处理方式，保证上层处理模型能够对各种错误进行合理和统一的处理，一仿真基础库，所述仿真基础库包括基础平台库和基础雷达库，所述基础平台库用于对雷达所处的平台进行建模，所述基础雷达库用于对典型雷达所共有的模块进行建模，所述共有模块包括发射机库、目标特性库、天线库和基本信号处理库，其中，所述发射机库用于对多种发射信号、发射机功率特性进行建模，所述目标特性库用于对目标的宽带、窄带特性进行建模，所述天线库用于对天线方向图、天线增益进行建模，所述基本信号处理库用于对最基本的信号处理算法进行建模，所述最基本的信号处理算法包括脉冲压缩、CFAR和卡尔曼滤波，一仿真应用库，所述仿真应用库包括雷达应用库、干扰应用库和高级信号处理库，所述雷达应用库利用所述仿真基础库的雷达基本组建组成复杂的雷达系统，所述干扰应用库包括无源干扰和有源干扰两种样式，所述高级信号处理库用于进行高级信号处理算法。本专利技术的有益效果是：由本专利技术分层的结构可见，整个系统中的模块是可重用的，并且根据不同雷达的发展，可以加入新的仿真模块到这个分层系统中，所以整个仿真库是可扩展、可重用的。附图说明图1是雷达与干扰分层仿真模型库的层次划分图。图2是核心库部分数学库的结构图。图3是核心库部分错误处理库的处理流程。图4是基础库部分基础平台库的结构图。图5是基础库部分发射机库的结构图。图6是基础库部分目标散射特性库的结构图。图7是基础库部分天线库的结构图。图8是基础库部分回波产生库的结构图。具体实施方式下面结合实施例和附图，详细说明本专利技术的技术方案。如图1所示，S1、对整个插件式雷达和干扰分层的仿真模型库进行层次划分，以此来组建整个模型库，包括最底层的核心库，稍上层的基础库以及最上层的应用库；S2、设计实现核心库，核心库包含两个部分，数学库和错误处理库；S21、通过对所有基本数学函数和数学常量进行建模形成数学库。如图2所示，各种数学常量模块包含光速、PI等常用的数学常数。常用矩阵运算模块包含向量和矩阵的加、减、乘运算，以及特征值分解、SVD分解等常用的矩阵向量运算。常用坐标计算主要包含计算目标相对于雷达的方位俯仰角、入射电磁波相对于目标的方位俯仰角、各种极坐标和直角坐标之间转换模块等。常用数学函数包含样条插值、线性插值等一些必备的数学函数；S22、设计实现错误处理库。错误处理库需要对整个雷达和干扰仿真库形成统一的错误处理机制，整个仿真库的错误机制处理机制采用异常的方式来对错误进行统一处理，整个错误处理库的处理流程如图3所示；S3、设计实现仿真基础库，基础库包含基础平台库和基础雷达库；S31、设计实现基础平台库。它包括了对各种雷达平台的建模，包含飞机、卫星、舰船、固定点等。基础平台库的结构如图4所示，它由基本的平台接口构成，此接口通过抽象的方式提供每一个平台的位置、速度、姿态等统一的平台状态信息。地基平台、卫星平台、飞机平台等都为具体实现接口的实际平台类，它们构成了基础平台的实际实现模块；S32、设计基础雷达库。它是对典型雷达的共性部分进行建模，包含发射机、目标散射特性、天线、回波产生、基本信号处理库构成；S321、设计实现发射机库。发射机库的结构如图5所示，整个发射机模块CTransmitter分为两个部分复包络CBaseSigComEnvlp和载频CBaseSigCarrier，CBaseSigComEnvlp复包络接口为统一的包络接口，可以保证在重用载波类CBaseSigCarrier的前提下，包络产生代码可以根据需求进行变化，以实现的包络类包含线性调频CLFMSigComEnvlp和二相编码信号CPhaCodSigComEnvlp；S322、设计实现目标散射特性库。目标散射特性需要对目标的窄带和宽带散射特性进行建模，目标散射特性库的结构如图6所示，目标散射信息由类CScatterDataManager统一管理，包含两个部分，一个是可以用闭式解进行计算的散射信息CScaterDataCalculator；一个是只能用电磁计算软件进行计算，然后预先保存为文件或数据库的电磁信息CScatterDataReader。通过这两部分的分离，可以扩充其它多种闭式解计算的散射信息，同时对于预先保存的散射信息，可以根据用户需要扩充其支持的文件格式和数据库；S323、设计实现天线库。天线库主要完成管理各种天线方向图以及计算目标相对于天线的方向图增益。天线库本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对雷达和干扰的可重用分层仿真模型库，其特征在于，包括：一仿真核心库，所述仿真核心库包括核心数学库和错误处理库，所述核心数学库包含仿真所需的核心数学方法和数学敞亮的定义，所述错误处理库为所有上层的模型库提供基本和统一的错误处理方式，保证上层处理模型能够对各种错误进行合理和统一的处理，一仿真基础库，所述仿真基础库包括基础平台库和基础雷达库，所述基础平台库用于对雷达所处的平台进行建模，所述基础雷达库用于对典型雷达所共有的模块进行建模，所述共有模块包括发射机库、目标特性库、天线库和基本信号处理库，其中，所述发射机库用于对多种发射信号、发射机功率特性进行建模，所述目标特性库用于对目标的宽带、窄带特性进行建模，所述天线库用于对天线方向图、天线增益进行建模，所述基本信号处理库用于对最基本的信号处理算法进行建模，所述最基本的信号处理算法包括脉冲压缩、CFAR和卡尔曼滤波，一仿真应用库，所述仿真应用库包括雷达应用库、干扰应用库和高级信号处理库，所述雷达应用库利用所述仿真基础库的雷达基本组建组成复杂的雷达系统，所述干扰应用库包括无源干扰和有源干扰两种样式，所述高级信号处理库用于进行高级信号处理算法。

【技术特征摘要】
1.一种针对雷达和干扰的可重用分层仿真模型库，其特征在于，包括：
一仿真核心库，所述仿真核心库包括核心数学库和错误处理库，所述核心数学
库包含仿真所需的核心数学方法和数学敞亮的定义，所述错误处理库为所有上层的
模型库提供基本和统一的错误处理方式，保证上层处理模型能够对各种错误进行合
理和统一的处理，
一仿真基础库，所述仿真基础库包括基础平台库和基础雷达库，所述基础平台
库用于对雷达所处的平台进行建模，所述基础雷达库用于对典型雷达所共有的模块
进行建模，所述共有模块包括发射机库、目标特性库、天线库和基本信号处理库，

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓峰，卿兵，缪麒龙，孙奕髦，周梦璐，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51