面向射频探测器典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法技术

本发明专利技术涉及一种面向射频探测器的电磁环境信号多层次多粒度仿真方法，首先分别建立电磁环境信号仿真的辐射源仿真模型、散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型；辐射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型构成辐射源仿真子系统；散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型构成散射源仿真子系统；辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统作为应用软件，运行于仿真基础平台之上，实现对射频探测器的性能仿真试验交互；根据射频探测器的实时发射信号和运动姿态，所述辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统输出给射频探测器进行复杂电磁环境性能仿真试验。为射频探测器性能仿真试验提供支撑。仿真效率高，应用前景广阔。景广阔。景广阔。

【技术实现步骤摘要】
面向射频探测器典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法


[0001]本专利技术涉及复杂电磁环境适应性试验与评估领域，特别涉及一种面向射频探测器的典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法，可用于射频探测器复杂电磁环境的性能仿真试验。

技术介绍

[0002]目标及其环境电磁特性直接影响射频探测器对目标探测识别性能，是射频探测器性能试验和评估中的重要因素。针对电磁信号仿真研究方面，国外学者围绕超电大目标、复杂环境中的目标、运动目标和特殊结构等目标电磁散射计算，持续推进电磁建模基础算法研究与工程化。上世纪80年代到90年代初，聚焦计算电磁建模工具和方法等理论研究，形成了矩量法、边界元法、有限元法、时域有限差分法等，这些方法已被商业软件使用或者用来建立特定问题模型；20世纪90年代到21世纪初，聚焦于面向目标的建模能力，为实现“算得快、算得准”，主要研究了高低频混合方法、多尺度问题的域分解计算方法、快速插值计算方法、并行计算方法等；21世纪以来，主要研究了复杂环境下(主要是半空间环境)目标的电磁散射计算、双站散射计算、目标特性与雷达信号处理相结合、运动目标电磁散射计算以及目标特殊结构电磁散射计算等基础方法。在电磁建模算法研究的基础上，先后设计开发了多种通用和专用的电磁建模软件，实现了电磁理论算法的工程应用能力。试验测试与理论建模有机结合、相互印证，是获取准确、真实和全面的目标与环境特性数据、提升模型和数据实用性的关键途径。特别是对于自然环境、干扰环境等，难以构建精确的物理模型表述，基于试验测试和理论模型分析，采用数据科学方法是构建数学模型、获取完备数据的主要途径。在理论研究方面，国外先后发展了解析近似方法、精确数值方法等理论模型，各种算法在自然环境的描述和散射机理模型上都有不同程度的简化，在缺乏严格验证的情况下，工程适用性都很有限，必须根据实际应用需求，将理论建模数据与实测数据相互印证。
[0003]国内以北京航空航天大学、电子科技大学、西安电子科技大学等为代表的多家单位对电磁特性建模技术开展了研究，取得的众多技术突破与国外总体水平相当，但距离实际应用仍存在一定差距。目前现有技术存在建模要素不全，模型验证不充分，尤其欠缺对各类干扰策略和模型的集成应用，难以形成与实际尽可能一致的复杂环境电磁特性数据生成能力，与实际应用需求存在差距。

技术实现思路

[0004]为了解决目前射频探测器在复杂战场环境中的抗干扰能力、识别能力、跟踪能力、天候适应性等能力难以仿真和度量的技术问题，本专利技术的目的在于，提供一种面向射频探测器的典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法。
[0005]为了实现上述任务，本专利技术采用如下的技术解决方案：
[0006]一种面向射频探测器的典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法，其特征在于，该方法首先分别建立电磁环境信号仿真的辐射源仿真模型、散射源仿真模型、干扰仿真模
型和传输天候仿真模型；其中：
[0007]所述辐射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型构成辐射源仿真子系统；
[0008]所述散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型构成散射源仿真子系统；
[0009]所述辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统作为应用软件，运行于仿真基础平台之上，实现对射频探测器的性能仿真试验交互；
[0010]所述辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统的仿真试验交互包括以下步骤：
[0011]步骤1：所述辐射源仿真模型、散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型依据态势设计分系统生成的态势文件，生成各自模型的实例，并初始化；
[0012]步骤2：所述辐射源仿真模型、散射源仿真模型和干扰仿真模型分别获取辐射源模型实例、散射源模型实例以及与之相关的干扰模型实例的数量、编号信息；
[0013]步骤3：传输天候模型实例获取在仿真过程中根据辐射源、散射源和干扰设备与装备之间的位置关系，实时计算大气传输损耗；
[0014]步骤4：根据仿真时间节拍，所述辐射源模型实例、散射源模型实例以及与之相关的干扰模型实例仿真生成各自独立信号，而后采用信号合成仿真模型进行信号合成；
[0015]所述散射源仿真模型中所需目标散射特性数据离线计算，形成目标特性数据库，供散射源模型仿真使用，具体包括辐射源信号仿真、散射源信号仿真、地面背景杂波信号仿真、干扰仿真、传输天候仿真和信号合成仿真。
[0016]步骤5：根据射频探测器的实时发射信号和运动姿态，所述辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统输出给射频探测器进行复杂电磁环境性能仿真试验。
[0017]根据本专利技术，上述步骤4中，所述独立信号至少包括有辐射源仿真信号、有源诱饵干扰仿真信号、散射源仿真信号和压制、欺骗干扰和无源干扰仿真信号，其中，所述辐射源仿真信号和有源诱饵干扰仿真信号需要调制大气传输衰减，通过信号合成模型后发送至射频探测器天线；所述散射源仿真信号和压制、欺骗干扰和无源干扰仿真信号，调制大气传输衰减后，再调制射频探测器天线增益，通过信号合成模型，完成天线方向图调制以及信号相干合成。
[0018]进一步地，所述仿真基础平台由业务逻辑层、服务层和数据层组成，其中，所述辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统位于所述业务逻辑层，所述服务层为仿真运行环境，包括服务组件、中间件和操作系统，所述数据层用于数据存储，包括磁盘和数据库。
[0019]本专利技术的面向射频探测器的典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法，与现有技术相比，其创新点在于：
[0020]1、建立了面向射频探测器的典型复杂电磁环境适应性、抗干扰能力、识别能力、跟踪能力和天候适应性性能边界的信号仿真架构，对典型实体(包含主动辐射源、目标和各类干扰)和环境特性进行仿真，为对抗仿真试验提供科学的基本依据、可靠的数据来源。
[0021]2、建立了通用的电磁信号仿真试验方法，采用数据层、服务层、业务逻辑层、模型串联层等多个层次结构设计，目标不同的模型采用功能级、信号级等不同级别的模型设计方法，符合射频探测器的复杂电磁环境试验要求。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的面向射频探测器的典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法的仿真基础平台结构框图。
[0023]图2为辐射源信号仿真流程框图。
[0024]图3为散射源信号仿真流程框图。
[0025]图4为地面背景杂波信号仿真流程框图。
[0026]图5为干扰信号仿真流程框图。
[0027]图6为传输天候仿真流程框图。
[0028]图7为信号合成仿真流程框图。
[0029]以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
具体实施方式
[0030]参见图1，本实施例给出一种面向射频探测器的典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法，首先分别建立电磁环境信号仿真的辐射源仿真模型、散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型；
[0031]所述辐射源仿真模型用于生成目标辐射源信号，为射频探测器提供仿真数据支持；所述散射源仿真模型通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向射频探测器的典型电磁环境信号多层次多粒度仿真方法，其特征在于，该方法首先分别建立电磁环境信号仿真的辐射源仿真模型、散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型；其中：所述辐射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型构成辐射源仿真子系统；所述散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型构成散射源仿真子系统；所述辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统作为应用软件，运行于仿真基础平台之上，实现对射频探测器的性能仿真试验交互；所述辐射源仿真子系统和散射源仿真子系统的仿真试验交互包括以下步骤：步骤1：所述辐射源仿真模型、散射源仿真模型、干扰仿真模型和传输天候仿真模型依据态势设计分系统生成的态势文件，生成各自模型的实例，并初始化；步骤2：所述辐射源仿真模型、散射源仿真模型和干扰仿真模型分别获取辐射源模型实例、散射源模型实例以及与之相关的干扰模型实例的数量、编号信息；步骤3：传输天候模型实例获取在仿真过程中根据辐射源、散射源和干扰设备与装备之间的位置关系，实时计算大气传输损耗；步骤4：根据仿真时间节拍，所述辐射源模型实例、散射源模型实例以及与之相关的干扰模型实例仿真生成各自独立信号，而后采用信号合成仿真模型进行信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡昌华，钟都都，夏巍巍，张伟科，衣彬，方晓，杨剑，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：