一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法技术

本发明专利技术属于电磁信息领域，提供一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法。该方法包括：(10)进行数据采集，获取雷达基础参数。(20)计算基地雷达的最大探测范围。(30)判断是否有飞机突防，若无飞机突防则根据计算的最大探测范围，直接通过Cesium工具渲染，展示出无于扰情况下的可视化效果，否则规划突防飞机的路线。(40)确定随队支援干扰兵力的数量。(50)计算随队支援干扰下的雷达探测威力范围。通过Cesium工具渲染，实现动态的三维可视化。其有益效果为：将可视化系统与干扰压制模型结合，组成随队自适应支援干扰压制区模型。首先通过基础雷达方程建立基于雷达方向图函数和探测距离为参量的数学模型，然后结合雷达最大探测范围的实现算法，使用Cesium可视化工具渲染出雷达干扰暴露区。该方法能够用于准确实现干扰与突防策略，科学地规划突击与掩护航线，验证该模型系统的有效性和合理性。该模型系统的有效性和合理性。该模型系统的有效性和合理性。

【技术实现步骤摘要】
一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法


[0001]本专利技术属于电磁信息领域，本专利技术公开一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法。

技术介绍

[0002]有缘雷达干扰是雷达对抗的主要和重要组成方面，按其战术使用方式可以分为远距离支援干扰、随队支援干扰和自卫干扰等。自卫干扰一般保护载体本身，多采用欺骗干扰；远距离支援干扰在敌防区外采用大型干扰机实施干扰，以支援突防力量的进攻；随队支援干扰是采用装有干扰机的干扰机的干扰飞机与攻击突防力量共同编队飞行，干扰机位于目标附近，多采用压制性干扰。
[0003]在信息化局部战争中，夺取制空权的前提是夺取制信息权，而制信息权的核心是制电磁权。为此，自海湾战争以来，电子战飞机在历次局部战争中都发挥了举足轻重的作用。为夺取制空权，突击飞机在突防突击过程中，需要得到远距离支援干扰和随队支援干扰飞机的有效配合，对敌防空系统进行压制，使其无法发挥应有的效能，以确保突击飞机的安全，达到预期的突击效果。
[0004]随着航空兵远程作战能力不断提升，致使航空突击编队的作战半径将大大超过远距离支援干扰的有效范围，为满足对压制敌防空体系的需求，通常在航空兵远程作战编队中编有电子对抗航空兵以实施随队支援干扰。近年来，随队支援干扰得到各个军事强国的重视，美国、英国等军事强国都在本国成熟的歼击机平台上发展了电子战飞机，以提供随队干扰，并在历次局部战争中展现了良好的突防效果，随队战机的生存空间也大大提高。如美军EΛ
‑
18就是采用电子吊舱形式进行随队干扰的专用电子战飞机，在长期的使用过程中扮演着重要的作用。
[0005]随队支援干扰系统主要由载机平台和干扰系统构成，实战中，随队支援干扰系统具备全程随队干扰支援能力有两个基本条件，一是干扰系统的干扰方向要和被掩护突击飞机的飞行方向基本一致，二是载机平台要和被掩护突击飞机的飞行速度基本相当。然在作战实践中，指挥员在制定航空兵远程作战计划时对电子对抗航空兵的运用往往难以把握，因为现有的雷达压制式干扰量化分析方法通常采用以敌雷达为中心算敌雷达有效干扰扇面或者有效探测区域(干扰暴露区)。
[0006]研究雷达探测范围可以把握战争全局，从更高层次掌握战场态势。然而，传统的二维可视化方法有展示效果不够全面与过于抽象化等问题。雷达作为现代战场中一种不可或缺的电磁设备，如何将它的探测情况以三维形式表现，是研究战场电磁态势可视化的重要内容。结合实际，在雷达方程的基础上，给出不同条件下的雷达探测范围模型，通过雷达最大探测范围算法基于Cesium实现了雷达探测范围、多干扰下的雷达探测范围、武器装备实体模型以及动态目标过程等三维随队支援压制区雷达探测范围可视化。

技术实现思路

[0007]针对随队支援干扰压制区内传统的二维可视化方法展示效果不够全面与过于抽象化，难以准确实现雷达最大探测距离范围以三维形式表现的问题，本专利技术提出了一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围可视化方法。
[0008]具体步骤如下：
[0009](10)进行数据采集，获取雷达基础参数。
[0010]雷达参数：θ为方位角；为俯仰角；P
t
为雷达天线的发射功率；G
r
为雷达接收天线功率增益；G
t
为雷达发射天线功率增益；σ为雷达散射截面积；λ为雷达发射波长；k为波尔兹曼常数；F
n
为噪声系数；T0为接收机噪声温度；B
n
为接收机同频带宽；S
Nmin
为最小检测信噪比；L为系统损耗因子。
[0011](20)计算基地雷达的最大探测范围。
[0012](21)设置方位角采样步长Fangweijiao_step、方位角采样点数Fangweijiao_m、俯仰角采样步长Fuyangjiao_step、俯仰角采样点数Fuyangjiao_m。雷达的探测范围区域的方位角范围为0≤θ≤2π，方位角采样点数可由下面公式可得：Fangweijiao_m＝2π/Fangweijiao_step。设方位角的索引i(0≤i≤Fangweijiao_m)，则可得第i个采样点处的方位角θ：
[0013]θ＝0+Fangweijiao_step
×
i
[0014]雷达的探测范围区域的俯仰角范围为
‑
π/2≤θ≤π/2，俯仰角采样点数可由下面公式可得：Fuyangjiao_m＝π/Fuyangjiao_step。设俯仰角索引j(0≤i≤Fuyangjiao_m)，则可得第j个采样点处的俯仰角
[0015][0016](22)自由空间中无干扰情况下雷达探测范围计算公式：
[0017][0018]本专利技术采用基于单机地雷达，因此天线发射功率增益与天线接收功率增益相等，即G
r
＝G
t
。P
t
为雷达天线的发射功率；G
r
为雷达接收天线功率增益；G
t
为雷达发射天线功率增益；σ为雷达散射截面积；λ为雷达发射波长；k为波尔兹曼常数；F
n
为噪声系数；T0为接收机噪声温度；B
n
为接收机同频带宽；S
Nmin
为最小检测信噪比；L为系统损耗因子。
[0019](30)判断是否有飞机突防，若无飞机突防则转(60)，根据计算的最大探测范围，直接通过Cesium工具渲染出无干扰情况下的可视化效果，否则规划突防飞机的路线。
[0020]随队支援干扰机在执行任务时，通常会与突防机群混合编队飞行，同时突防和接近目标，由随队支援干扰机实施干扰，掩护突防机群的作战行动，提高作战行动的安全性。
[0021]根据基地雷达特性，当雷达在一定的时间间隔(t1，t2)内对目标进行连续观察时，可以得出该雷达对此目标的发现概率：
[0022][0023]上式中，r(t)表示在时刻t探测到目标的瞬时概率密度：
[0024][0025]上式中，y0为检测门限：
[0026][0027]上式中，n为脉冲积累数，S
N
(t)为雷达接收机平均信噪比：
[0028][0029]P
t
为雷达的发射功率；G
t
为雷达天线主瓣方向上的增益；σ为基地雷达的散射截面积；B
j
为随队支援干扰机干扰信号带宽；L为雷达功率损耗因子；K为雷达天线特征系数；B
n
为雷达接收机带宽；P
j
为随队支援干扰机干扰发射功率；G
j
为随队支援干扰机对雷达方向的增益；R
j
为随队支援干扰机与基地雷达之间的距离；R(t)为雷达最大探测距离。因此，基地雷达不能探测到突防编队的概率为：
[0030][0031]式中，常数
[0032]所以，根据以上内容综合考虑各种因素，规划突防飞机的突防路线，与随队支援干扰机进行有效配合，确保突击飞机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：(10)进行数据采集，获取雷达基础参数。(20)计算基地雷达的最大探测范围。(30)判断是否有飞机突防，若无飞机突防则到步骤6，否则规划突防飞机的路线。(40)确定随队支援干扰兵力的数量。(50)计算随队支援干扰下的雷达探测威力范围。(60)通过Cesium工具渲染，实现动态的三维可视化。2.根据权利要求1所述的一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法，其特征在于，所述(20)的划分步骤具体为：(21)计算雷达最大探测距离中设置方位角采样步长、方位角采样点数、俯仰角，采样步长、俯仰角采样点数雷达的探测范围区域的方位角范围为0≤θ≤2π，方位角采样点数可由下面公式可得：Fangweijiao_m＝2π/Fangweijiao_step。设方位角的索引i(0≤i≤Fangweijiao_m)，则可得第i个采样点处的方位角θ：θ＝0+Fangweijiao_step
×
i雷达的探测范围区域的俯仰角范围为
‑
π/2≤θ≤π/2，俯仰角采样点数可由下面公式可得：Fuyangjiao_m＝π/Fuyangjiao_step。设俯仰角索引j(0≤i≤Fuyangjiao_m)，则可得第j个采样点处的俯仰角j个采样点处的俯仰角(22)根据输入参数计算第i个采样点对应方位角上的最大探测距离Rmax(θ)。基于雷达方程计算单基地雷达下的最大探测范围：本发明采用基于单机地雷达，因此天线发射功率增益与天线接收功率增益相等，即G
r
＝G
t
。P
t
为雷达天线的发射功率；G
r
为雷达接收天线功率增益；G
t
为雷达发射天线功率增益；σ为雷达散射截面积；λ为雷达发射波长；k为波尔兹曼常数；F
n
为噪声系数；T0为接收机噪声温度；B
n
为接收机同频带宽；S
Nmin
为最小检测信噪比；L为系统损耗因子。3.根据权利要求1所述的一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法。其特征在于，所述(30)的划分步骤具体为：判断是否有飞机突防，若无飞机突防则转(60)，否则规划突防飞机的路线。随队支援干扰机在执行任务时，通常会与突防机群混合编队飞行，同时突防和接近目标，由随队支援干扰机实施干扰，掩护突防机群的作战行动，提高作战行动的安全性。根据基地雷达特性，当雷达在一定的时间间隔(t1，t2)内对目标进行连续观察时，可以得出该雷达对此目标的发现概率：上式中，r(t)表示在时刻t探测到目标的瞬时概率密度：
上式中，y0为检测门限：上式中，n为脉冲积累数，s
N
(t)为雷达接收机平均信噪比：P
t
为雷达的发射功率；G
t
为雷达天线主瓣方向上的增益；σ为基地雷达的散射截面积；B
j
为随队支援干扰机干扰信号带宽；L为雷达功率损耗因子；K为雷达天线特征系数；B
n
为雷达接收机带宽；P
j
为随队支援干扰机干扰发射功率；G
j
为随队支援干扰机对雷达方向的增益；R
j
为随队支援干扰机与基地雷达之间的距离；R(t)为雷达最大探测距离。因此，基地雷达不能探测到突防编队的概率为：式中，常数所以，根据以上内容综合考虑各种因素，规划突防飞机的突防路线，与随队支援干扰机进行有效配合，确保突击飞机的安全，实现预期的突击效果。4.根据权利要求1所述的一种面向随队支援干扰的雷达探测威力范围计算方法。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕兆哲，陈剑，陈洪，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：