圖書目錄
現代雷達電子戰系統建模與仿真第1章
緒 論 1
1.1 概述 1
1.1.1 雷達電子戰概述 1
1.1.2 雷達電子戰的作用 3
1.1.3 雷達電子戰仿真的現實需求 4
1.2 現代雷達系統的發展 6
1.2.1 雷達系統的發展歷程 6
1.2.2 現代雷達系統的發展趨勢 7
1.2.3 典型現代雷達探測技術 8
1.3雷達對抗技術的發展 11
1.3.1 雷達對抗技術的發展歷程 11
1.3.2 雷達對抗技術的發展趨勢 12
1.4 雷達電子戰仿真實現 14
1.4.1 雷達電子戰仿真方法 14
1.4.2 雷達電子戰仿真的一般步驟 17
1.4.3 雷達電子戰仿真模型及其校驗 19
1.4.4 典型的雷達電子戰仿真系統 21
第2章
雷達目標特性與電磁環境的建模與仿真 24
2.1 概述 24
2.2 仿真系統中的信號表示和採樣率 24
2.3 自由空間目標運動特性建模與仿真 25
2.3.1 自由空間目標運動基本方程 25
2.3.2 自由空間目標運動參數解算 27
2.3.3 自由空間目標運動特性仿真 28
2.4 雷達目標特性模型 30
2.4.1 目標RCS模型 30
2.4.2 極化特性模型 33
2.4.3 目標角閃爍模型 35
2.4.4 目標高分辨模型 37
2.5 大氣傳輸效應模型 40
2.5.1對流層折射模型 40
2.5.2 對流層吸收模型 41
2.5.3 雲、雨、霧、雪損耗模型 42
2.6 多徑傳輸效應模型 45
2.6.1 多徑效應對測角的影響 45
2.6.2 多徑幾何關係求解 47
2.6.3 多徑效應的回波模型 48
2.7 地/海面散射係數模型 48
2.7.1海面散射係數的影響因子 48
2.7.2 海面散射係數的經驗模型 51
2.7.3 陸地散射係數的經驗模型 52
2.8雷達雜波統計特性模型 54
2.8.1 雜波幅度統計模型 54
2.8.2 雜波譜特性模型 59
2.9 地基雷達雜波仿真 66
2.9.1 相關隨機序列的模擬 66
2.9.2 基於高斯分布的地基雷達雜波仿真 71
2.9.3 基於非高斯分布的地基雷達雜波仿真 74
2.10 機載雷達雜波仿真 77
2.10.1 相干雜波信號模型 79
2.10.2 機載雷達相干雜波仿真實例 81
第3章
無源干擾的建模與仿真 84
3.1 概述 84
3.2 箔條雲的擴散模型 84
3.2.1 大氣層內箔條雲的擴散模型 84
3.2.2 外大氣層箔條雲的擴散模型 86
3.3 箔條雲的極化散射模型 101
3.3.1 箔條偶極子的極化散射模型 101
3.3.2 箔條雲散射截面 105
3.4 箔條雲的功率譜模型 108
3.4.1 轉動偶極子的極化散射矩陣109
3.4.2 散射矩陣元的功率譜和交叉功率譜 111
3.4.3 均勻和水平取向箔條雲回波功率譜的數值結果 114
3.5 箔條雲回波仿真 118
3.5.1 外大氣層箔條雲的雷達散射模型 118
3.5.2 外大氣層箔條雲窄帶回波仿真 120
3.5.3 箔條雲干擾效果分析 125
第4章
先進有源干擾的建模與仿真 130
4.1 概述 130
4.2 DRFM的工作原理與數學模型 131
4.2.1 DRFM系統組成與實現結構 131
4.2.2 DRFM的性能分析 134
4.3 間歇採樣轉發乾擾的建模與仿真 138
4.3.1 工作原理與數學建模 139
4.3.2 間歇採樣轉發乾擾效果的理論與仿真分析 148
4.3.3 假目標的補償及其仿真分析 159
4.4 間歇採樣循環轉發乾擾建模與仿真 164
4.4.1 重複轉發乾擾 164
4.4.2 逐次循環轉發乾擾 168
4.5 針對恆虛警檢測的多假目標干擾建模與仿真 172
4.5.1 對均值CFAR檢測的多假目標干擾方法 172
4.5.2 關鍵參數的推算 173
4.5.3 仿真實驗與結果分析 177
4.6 移頻干擾的建模與仿真 178
4.6.1 移頻干擾的理論基礎 178
4.6.2 移頻干擾的實現與數學建模 179
4.6.3 改進的移頻干擾建模與仿真 181
第5章
相控陣雷達建模與仿真 187
5.1 概述 187
5.2 典型的相控陣雷達系統 188
5.2.1 P波段預警雷達 188
5.2.2 X波段地基雷達 189
5.2.3 “宙斯盾”雷達（AN/SPY-1） 190
5.2.4 “愛國者”雷達（AN/MPQ-53） 191
5.3 相控陣雷達仿真常用的坐標系及其轉換 191
5.3.1 相控陣雷達仿真涉及的坐標系 192
5.3.2 各種坐標系間的轉換關係 193
5.4 相控陣天線建模與仿真 195
5.4.1 平面相控陣天線分析195
5.4.2 相控陣天線方向圖的實時仿真 197
5.4.3 相控陣天線方向圖仿真實例 205
5.5 信號產生和信號處理建模與仿真 209
5.5.1 信號產生模型 209
5.5.2 信號處理模型 213
5.6 數據處理建模與仿真 224
5.6.1 相控陣數據處理主要工作模式及處理流程 225
5.6.2 航跡管理 226
5.6.3 航跡關聯 228
5.6.4 目標跟蹤算法 233
5.7 相控陣雷達搜尋管理建模與仿真 253
5.7.1 相控陣雷達監視空域模型 253
5.7.2 相控陣雷達波位編排模型 256
5.8 相控陣雷達任務調度建模與仿真 258
5.8.1 影響調度策略的主要因素 258
5.8.2 相控陣雷達調度的分類 259
5.8.3 多模板調度建模與仿真 261
5.8.4 自適應調度建模與仿真 262
第6章
合成孔徑雷達建模與仿真 265
6.1 概述 265
6.2 SAR建模與仿真基礎 267
6.2.1 SAR成像基本原理 268
6.2.2 SAR回波模型 270
6.2.3 SAR成像算法 272
6.3 極化SAR建模與仿真 276
6.3.1 極化SAR的基本工作方式 276
6.3.2 極化SAR雜波回波模型 279
6.3.3 極化SAR的成像算法 281
6.3.4 仿真實例 283
6.4 干涉SAR建模與仿真 289
6.4.1 干涉SAR的基本原理 289
6.4.2 三孔徑干涉SAR運動目標回波模型 289
6.4.3 固定地物雜波對消處理 291
6.4.4 動目標檢測、定位與測速 294
6.4.5 仿真實例 295
6.5 對抗條件下SAR建模與仿真 298
6.5.1 SAR對抗概述 298
6.5.2 SAR有源壓制性干擾建模與仿真 300
6.5.3 SAR有源欺騙性干擾建模與仿真 304
6.5.4 SAR無源干擾建模與仿真 317
第7章
脈衝都卜勒雷達導引頭建模與仿真 319
7.1 引言 319
7.2 回波信號建模與仿真 320
7.2.1 坐標系的定義與轉換 320
7.2.2 雷達信號模型 321
7.2.3 雜波信號模型 322
7.2.4接收機噪聲模型 322
7.2.5 其他模型 323
7.2.6 目標特性模型 325
7.2.7 雷達導引頭接收信號仿真流程 329
7.3 信號處理和數據處理的建模與仿真 330
7.3.1 信號檢測 331
7.3.2 速度跟蹤模組 333
7.3.3 角跟蹤模組 335
7.3.4 數據處理模組 336
7.3.5 仿真實驗與結果分析 337
7.4 脈衝都卜勒雷達導引頭動態仿真研究 339
7.4.1 制導模型 339
7.4.2 動態仿真實驗與結果分析 341
7.5 干擾條件下脈衝都卜勒雷達導引頭建模與仿真 346
7.5.1 壓制式干擾 346
7.5.2 欺騙式干擾 348
7.5.3 動態仿真實驗與結果分析 354
第8章
雷達電子戰系統分散式仿真 359
8.1 概述 359
8.2 分布互動仿真的發展歷史 359
8.3 高層體系結構 360
8.3.1 HLA術語 360
8.3.2 HLA組成 361
8.3.3 運行支撐環境 362
8.4 雷達電子戰分散式仿真實例 363
8.4.1 彈道飛彈攻防對抗系統 363
8.4.2 聯邦與聯邦成員 363
8.4.3 聯邦管理 364
8.4.4 聯邦對象模型 365
8.4.5 發布與訂購 369
8.4.6 數據分發管理與對象註冊 370
8.4.7 時間管理 372
8.4.8 聯邦同步 378
第9章
雷達電子戰效果效能評估模型 382
9.1 概述 382
9.2 雷達電子戰效果效能評估基本方法 382
9.2.1 雷達干擾/抗干擾效果基本評估準則 382
9.2.2 遮蓋性干擾評估指標和方法 384
9.2.3 欺騙性干擾評估指標和方法 390
9.2.4 武器系統效能評估的基本方法 391
9.3 雷達電子戰效果及效能評估的特點與分析 397
9.3.1 評估研究的特點 398
9.3.2 評估指標體系的簡化和評估指標空間的概念 401
9.3.3 相控陣雷達干擾效果與抗干擾性能評估指標空間分析 401
9.4 雷達電子戰效果評估指標體系 403
9.4.1 搜尋階段評估指標 404
9.4.2 截獲階段評估指標 404
9.4.3 跟蹤階段評估指標 405
9.4.4 失蹤與再截獲評估指標 407
9.4.5 多假目標干擾評估指標 407
第10章
現代雷達電子戰仿真與評估系統實例 409
10.1 飛彈防禦相控陣雷達電子戰仿真評估系統 409
10.1.1 概述 409
10.1.2 幾種典型的雷達電子戰仿真評估系統實例 409
10.1.3 仿真評估系統套用 415
10.2 防空作戰雷達電子戰仿真系統 420
10.2.1 概述 420
10.2.2 防空雷達電子戰仿真系統的組成和功能 421
10.2.3 防空雷達電子戰仿真系統套用 428
10.3 SAR電子戰仿真系統 431
10.3.1 概述 431
10.3.2 干擾仿真系統的系統組成和功能原理 431
10.3.3 SAR干擾仿真系統套用 435
參考文獻 441
……
序言
現代戰爭的表現形態發生著重大而深刻的變化，雷達電子戰已成為現代戰爭中不可缺少的重要組成部分，它貫穿於現代戰爭的全過程和所有作戰行動之中。雷達電子戰與反對抗的戰術技術水平已經成為決定現代高技術局部戰爭勝負的關鍵因素之一，而雷達電子戰本身也已從雙方單一裝備間的對抗，發展到系統對系統、體系對體系間的對抗。建造與發展一個整體效能高、反應速度快、生存能力強的雷達電子戰系統是打贏高技術戰爭的必需條件。在此背景下，尋求一種有效手段用以分析、評估現代雷達電子戰的性能/效能已成為目前世界各國關注的熱點。
仿真技術是以相似原理、模型理論、系統技術、信息技術以及其他有關專業技術為基礎，以計算機系統和有關的物理效應設備為工具，利用模型對系統進行研究、分析、評估、決策並參與系統運行的一門多學科的綜合性技術。利用現代建模與仿真技術，構建虛擬戰場，進行若干典型戰情下的電子戰試驗，不但便於實現，而且具有可控、無破壞、安全、可重複、高效等優點。採用這種方法，不僅可以仿真新型雷達系統與某一特定電子干擾的單一對抗，而且可以仿真它與多種干擾的綜合對抗，上升到系統對抗甚至體系對抗的範疇。實際上，由於戰場情況瞬息萬變，電磁環境極其複雜，通過仿真手段對雷達電子戰進行評估可能是目前最為有效的方法。不僅雷達電子戰評估需要套用現代建模與仿真技術，現代雷達電子戰裝備發展論證、型號研製、鑑定定型、訓練使用、作戰套用、裝備採辦等全過程都離不開建模仿真技術。
本書系統、全面地介紹了現代雷達電子戰系統的建模與仿真技術，全書共分10章。第l章為緒論，概括性介紹了雷達電子戰的基本概念、發展歷程和實現途徑。第2章為雷達目標特性與電磁環境的建模與仿真，介紹了雷達目標特性模型、大氣傳輸效應模型、地/海面散射模型以及地基雷達和機載雷達的雜波仿真。第3章為無源干擾的建模與仿真，介紹了箔條雲的擴散模型、極化散射模型、功率譜模型及箔條雲雷達回波仿真方法。第4章為先進有源干擾的建模與仿真，重點介紹了間歇採樣轉發的基本原理及其實現方法，還介紹了針對恆虛警檢測的多假目標干擾、移頻干擾等新型有源干擾方法。第5章為相控陣雷達建模與仿真，介紹了相控陣雷達天線、信號處理、數據處理、任務調度等建模與仿真。第6章為合成孔徑雷達（SAR）的建模與仿真，介紹了極化SAR建模與仿真、干涉SAR建模與仿真以及對抗條件下sAR的建模與仿真。第7章為脈衝都卜勒雷達導引頭的建模與仿真，介紹了脈衝都卜勒雷達的回波模型、信號處理模型和數據處理模型，並進行了對抗條件下的仿真。第8章為雷達電子戰系統分散式仿真，介紹了雷達電子戰的分散式仿真平台——高層體系結構（HLA），並介紹了相應的仿真實例。第9章為雷達電子戰效果效能評估模型，介紹了雷達電子戰效果效能評估的基本方法和雷達電子戰效果評估的指標體系。第10章為現代雷達電子戰仿真與評估系統實例，介紹了三個典型雷達電子戰系統，內容涉及防空、反導、SAR對抗等方面，描述了其基本組成，給出了部分試驗結果。
