一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法及系统，所述方法包括：S1.给定态势感知预测场景；S2.建立局部坐标系，确定飞机经度、纬度在局部坐标系中的映射关系；S3.设置每个飞机上接收天线相对于飞机的位置和方向，同时设置每个舰船上发射天线相对于舰船的位置和方向；S4.从天线的远场方向图中提取出天线远场增益数据；S5.生成每个时刻的飞机位置和方向；S6.生成区域网格顶点上的场强分布；S7.计算空间损耗L；S8.对区域内的场分布随仿真时刻的推进进行动态显示；S9.计算发射天线增益和接收天线增益；S10.计算每个飞机的感知功率。本发明专利技术克服了传统的电磁传播模型没有考虑天线的空间增益分布，不能计算电磁传播随时间变化情况的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法及系统
本专利技术涉及电磁辐射，特别是涉及一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法及系统。
技术介绍
在某固定空域执行飞行任务的飞机受到来自海面某舰船上装载雷达等发射天线，特别是高功率发射设备的干扰是飞机飞行过程中所必须面临的重要问题，因此对飞机在执行飞行任务过程中所遭受舰船上安装发射天线影响的复杂电磁环境下的电磁辐射态势的感知与预测显得尤为重要。然而，目前的技术存在以下问题：(1)面临整个飞行过程中的辐射态势感知模型难以准确建立；(2)常用的分析方法难以分析大量发射天线和接收天线的应用场景；(3)无法考虑收、发天线极化对电磁辐射态势感知结果的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法及系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法，包括以下步骤：S1.给定态势感知预测场景：多个编队飞行的飞机在固定空域执行飞行任务，受到来自海面的多个舰船上装载天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1.给定态势感知预测场景：多个编队飞行的飞机在固定空域执行飞行任务，受到来自海面的多个舰船上装载天线发射信号的干扰，需要对每个飞机的感知功率进行预测，作为飞机的态势感知预测结果；/nS2.设置编队飞行时每个飞机的经度、纬度、飞行高度和俯仰角，并建立每个飞机的局部坐标系，确定飞机经度、纬度在局部坐标系中坐标的映射关系；/nS3.设置每个飞机上接收天线相对于飞机的位置和方向，同时设置每个舰船上发射天线相对于舰船的位置和方向；/nS4.从天线的远场方向图中提取出天线远场增益数据；/nS5.根据飞机编队飞行时的路径规划，生...

【技术特征摘要】
1.一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.给定态势感知预测场景：多个编队飞行的飞机在固定空域执行飞行任务，受到来自海面的多个舰船上装载天线发射信号的干扰，需要对每个飞机的感知功率进行预测，作为飞机的态势感知预测结果；
S2.设置编队飞行时每个飞机的经度、纬度、飞行高度和俯仰角，并建立每个飞机的局部坐标系，确定飞机经度、纬度在局部坐标系中坐标的映射关系；
S3.设置每个飞机上接收天线相对于飞机的位置和方向，同时设置每个舰船上发射天线相对于舰船的位置和方向；
S4.从天线的远场方向图中提取出天线远场增益数据；
S5.根据飞机编队飞行时的路径规划，生成每个时刻i的飞机位置和方向；
S6.生成区域网格顶点上的场强分布，其中海拔高度H0上的平面网格剖分采用矩形结构网格或三角形网格；
S7.计算每个舰船上的发射天线对计算区域内每个接收位置的空间损耗L；
S8.生成在仿真时刻上的每个舰船的位置和方向，并刷新计算区域内的各个网格顶点上的电场分布，通过矢量分析得到每个舰船i在各个网格顶点j上的发射天线增益，并对区域内的场分布随仿真时刻的推进进行动态显示；
S9.计算每个舰船Ti在指向飞机的接收位置Rk方向上的发射天线增益以及计算每个飞机Rk在指向每个舰船的发射位置Ti方向上的接收天线增益
S10.计算每个飞机Rk收到的舰船Ti的接收功率叠加每个飞机上的接收功率得到每个飞机的感知功率


2.根据权利要求1所述的一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法，其特征在于：所述步骤S2包括：
设置编队飞行时每个飞机的经度Loni、纬度Lati、飞行高度Hi和俯仰角αi；
建立每个飞机的局部坐标系，每一个飞机的局部坐标系以该飞机的中心点坐标作为原点，并以u、w、v三个向量所在方向作为坐标轴，其中向量u表示飞机的飞行方向，向量w表示飞机的机背方向，向量v＝u×w；
建立态势感知预测场景的全局坐标系，以预测场景左下角作为全局坐标系的原点O，设原点O的经度为Lon0，纬度Lat0；
设任一飞机在全局坐标系下的坐标为R5(xi,yi,zi)，则xi、yi、zi与经度、纬度和高度的映射关系为：
xi＝111000cos((Loni-Lon0)*rad)；
yi＝40000cos((Lati-Lat0)*rad)；
zi＝Hi；
其中，Hi为飞机的飞行高度；rad＝π/180。


3.根据权利要求1所述的一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法，其特征在于：步骤S4所述的天线包括飞机上的接收天线和舰船上的发射天线：
所述飞机局部坐标系为球面坐标系，对于飞机上的接收天线，增益数据是基于飞机局部坐标系上的二维角度网格；每个网格点上都有对应的增益GR；首先构建增益GR随球坐标系坐标值变换的二维插值函数其中，θ为接收天线在全局坐标系下方位角，为接收天线在全局坐标系下倾斜角；
对于舰船上的发射天线，首先为舰船构建局部坐标系，该坐标系以舰船中心为原点，并以u′、w′、v′三个向量所在方向作为坐标轴，其中u′轴方向为舰船航行方向，w′轴垂直于舰船甲板方向向上，向量v′＝u′×w′；同理，将发射天线的增益数据是基于舰船局部坐标系的二维角度网络，每个网格点都有对应的增益GT，构建增益GT随球坐标系坐标值变换的二维插值函数为发射天线在全局坐标系下方位角，为发射天线在全局坐标系下倾斜角。


4.根据权利要求1所述的一种复杂电磁环境下电磁辐射态势感知预测方法，其特征在于：步骤S7中空间损耗L的计算公式为：



其中，RT→R为发射天线所在舰船与接收天线所在飞机之间的水平距离，由经纬度公式计算得到，单位为米；HT为发射天线所在舰船的海拔高度；HR为接收天线所在飞机的飞行高度；λ为发射天线的工作波长。
经纬度公式为：
LatΔ＝(Lat...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尧尧，蔡少雄，胡蓉，曹成，苏东林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11