雷达对抗仿真技术的分析与研究:雷达对抗技术

　　摘要： 未来战场环境中所存在的复杂电磁环境是信息化战争的基本特征，本文利用半实物仿真的方法，把雷达对抗对未来战场环境的适应性研究当作目前的新课题来研究。文章中从雷达对抗仿真应用需求分析出发，阐述了整个对抗仿真的模块和功能，研究了雷达对抗仿真相关技术的实现，可有效支撑电子装备对未来战场环境的适应性研究。
　　关键词： 未来战场环境；雷达对抗
　　中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）22-0221-030 引言
　　复杂电磁环境是指具体的作战空间，时域，频域，空间，能量分布品种繁多，样式复杂，密集重叠，动态重叠到电磁信号的电磁环境[1]。所以我军信息化建设的重点是构建复杂电磁环境，进行雷达对抗对复杂电磁环境的适应性试验[2]。对比外国未来战场上复杂电磁环境的架构方法主要可分为三种：外场实装法，数字模拟法以及半实物仿真法[3-4]。虽然外场实装法所产生的电磁环境与实际相符，生成准确的测试数据，而且测试结果直观可信，但成本高，安全性差，环境适应性差。数字模拟法的一般功能是仿真模拟，但难以体现信号相位特性，只适合于装备的发展过程。半实物仿真法能够达到典型试验环境条件下产生真实射频信号的效果，以模型和算法，计算机，信号的处理，微波技术，并利用电脑来控制模拟器，在典型的实验环境下产生真正的射频信号。因此，半实物仿真法不仅能够创造逼真的电磁环境，而且可以多次利用仿真模型，所以其成为研究的主要方向。现代雷达电子战系统由干扰系统和雷达侦察系统共同组成，在复杂电磁环境下，对除去干扰天线和雷达天线的注射型雷达系统进行适应性试验，该试验所采用的方法为半实物仿真法。这篇文章从测试的应用需求分析角度阐述了雷达对抗仿真模块和功能，把握住了模拟仿真中的关键，结合电子设备的应用，它可以有效地进行复杂的电磁环境适应性研究。
　　1 模拟对抗型雷达的需求分析
　　对抗是一个非静态的过程，首先是雷达对抗设备平台之间的相对运动，其次是设备之间的信号能量在时空上的持续性与非持续性（如设备运行模式的转换），包括信号在传播过程中地形，气候等因素产生的影响。在模拟过程中，雷达和雷达对抗设备的特性，雷达激励信号，干扰信号，目标回波和杂波/干扰信号的运动特性，发射平台的运动，空间传输，散射体的反射，天线扫描特性等需要一个更全面的真实再现，在此之上动态模拟信号平台才能够有效地研究对抗雷达系统在复杂电磁环境下实际效用。雷达系统技术的进步对对抗雷达系统提出了更高的要求，按照美国军队手册FM101-5：“军事斗争产生巨大数量的信息，只有通过有效的制度转化才可以避免信息超载，从而准确的为部队所用。“科瓦奇信息分为3个正交维度，物理维度、信息维度和认知维度，物理维度指的是在物理世界中层次存在的不同种类的信息，包括基本的设备，传输模式等;信息维数主要包括信息的内容，质量和信息传递，是指收集，加工，仓储，配送，展示和保护于一体的信息内容;认知层面是指人类感知，思维和决策，主要影响现场实施的战术思考，实战经验等。这使我们认识到，在复杂电磁环境下的雷达对抗系统，一方面体现在客观存在的空间，时间域和频域等域信号或信息的复杂性，更关键的，更令人困惑的复杂性体现在认知层面。因此，复杂电磁环境下的仿真雷达对抗系统的应用研究应主要包括以下6个方面：
　　①在战场上的雷达系统在动态仿真中的应用；②在复杂雷达威胁信号环境下的雷达对抗系统的应对；③实现干扰设备的作战对象的通用的雷达模拟器的性能仿真；④面临的干扰装备的作战对象（干扰雷达）情况下的模拟；⑤实现雷达对抗系统侦察天线/天线的性能模拟和干扰信号模拟；⑥实施雷达系统在复杂电磁环境中的适应性和有效性评价对策。
　　2 对抗仿真模块和功能
　　基于上述分析，雷达对抗仿真系统主要分为：战场战况把握系统，控制系统，全面展示系统，雷达威胁信号对抗系统，激励信号干扰生成系统，雷达天线模拟装置，雷达目标模拟器，干扰信号的幅度调制单元，数据采集系统，雷达对抗设备，一般的雷达仿真系统以及测试评估系统。其主要功能如下：
　　①战况的设计系统。战争状态设计系统的建设环境模拟试验，提供了最初的战场形势和趋势的动态变化过程，反映了复杂的认知层面。②控制系统。在指挥控制系统中，控制系统是中心系统，其运行测试控制，可实现情报的装载和分析，也可以模拟时钟，进而使设备的承载平台轨道的仿真模拟实现真正的实时。③全面展示系统。借助图形和表格显示双方在空间域，时域，频域，能量分布，体现复杂的电磁环境。④雷达威胁信号产生系统。实时动态仿真信号，多家督，多次，多系统，宽范围，高准确度，高仿真性的雷达信号环境。⑤激励信号干扰产生系统。使雷达信号传输出现时间差和多普勒频移调制。⑥雷达天线模拟单位。侦察雷达天线方向调查系统，雷达威胁信号和干扰信号的波段，机位和时间调制的仿真模拟。⑦雷达目标模拟设备。通过实时动态仿真，干涉雷达在复杂的环境目标，包括闪烁和波动幅度，时间延迟和多普勒频移，雷达天线方向图调制回波信号。⑧干扰信号幅度调制单元。根据干扰天线，雷达干扰平台和雷达的距离，雷达天线模式，卡住雷达干扰信号强度的实时生成。⑨通用雷达仿真系统。多个工作系统和技术系统的雷达接收机性能仿真，可以完成干扰效应模拟试验。⑩数据采集系统。完成雷达对抗系统的测试和数据采集，数据供以后播放和测试评价模拟测试系统。{11}测试评价体系。完成对抗雷达侦察能力和作战效能评估系统，包括信号采集，信号分类和识别能力和各种干扰的模式效果。
　　3 仿真技术的实现
　　3.1 动态电阻的实战应用，在模拟的动态模拟实战应用，根据具体实战模拟的任务定义，通过操作进程控制文件，描述与发射平台的配置关系和反对两种电子设备工作模式的转换。按业务应用，模式切换条件和相位可分为三类：①时间条件转化：通过仿真时间控制模式，设备的工作模式的转化由双方按照预先设定的时间域开关控制。②空间条件的转化：在一定区域转移到另一个区域内，领空设备采用的工作模式由A转换为B，例如：受试者在远距离使用低频率的距离侦察设备，宽脉冲宽度，扫描的方式，在短距离可使用高频，窄脉冲宽度，追踪的方式。③自动匹配模式切换：由于设备可以进行智能编程，设置不同的触发条件，所以其可以判断形势的变化，进而自动匹配相应的模式。通过设备类型，参数组数字索引操作参数，提供了一套运行参数块中的代码和设备的应用平台，不同数量，不同编号和不同序列数按升序设置其参数值。工作参数组以一组数为单位的模型，包括设备的配备，可满足该模型是符合条件的的，如果一组设备类型，参数的识别码以及参数组合可以正常工作，则其具有唯一性和固定性，设备在设定参数组为0时停止工作，由多个数据组组成的完整的启动参数集合在其他参数组数字不为0时可由设备按模式正常运行。