基于UML通用性機載雷達(dá)仿真器系統(tǒng)建模與仿真

熊　偉, 高　霞, 王　力, 楊萬扣

(1. 東南大學(xué)自動化學(xué)院, 江蘇 南京 210096;

2. 中航工業(yè)雷華電子技術(shù)研究所, 江蘇 無錫 214063)

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基于UML通用性機載雷達(dá)仿真器系統(tǒng)建模與仿真

熊偉1,2, 高霞2, 王力2, 楊萬扣1

(1. 東南大學(xué)自動化學(xué)院, 江蘇 南京 210096;

2. 中航工業(yè)雷華電子技術(shù)研究所, 江蘇 無錫 214063)

摘要：采用統(tǒng)一建模語言(unified modeling language,UML)提出了一種模塊化、易擴展和通用性的機載雷達(dá)功能級仿真器體系結(jié)構(gòu),分為系統(tǒng)控制、天線、信號處理機和數(shù)據(jù)處理機共4個對象進(jìn)行模塊化設(shè)計,具備機載脈沖多普勒雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)的仿真能力。建立和分析了機載雷達(dá)仿真器系統(tǒng)的工作流程、目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤、誤差分析和電磁對抗模型,并采用Visual C++語言對所建模型進(jìn)行了仿真實現(xiàn),仿真結(jié)果充分驗證了模型的可行性和有效性,為機載雷達(dá)的功能驗證和作戰(zhàn)效能評估提供了平臺和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機載雷達(dá); 仿真器系統(tǒng); 系統(tǒng)建模; 統(tǒng)一建模語言

0引言

雷達(dá)系統(tǒng)仿真是計算機仿真技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,是雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計和作戰(zhàn)效能分析評估的有效方法。近年來,以雷達(dá)系統(tǒng)仿真技術(shù)為代表的軍用仿真技術(shù)得到了迅猛發(fā)展[1-7]。雷達(dá)系統(tǒng)仿真就是利用雷達(dá)系統(tǒng)模型對實際系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究,根據(jù)不同階段不同分系統(tǒng)的仿真結(jié)果來輔助雷達(dá)系統(tǒng)研究和作戰(zhàn)效能評估的各項工作,其根本目的在于基于仿真結(jié)果,代替或部分代替實際系統(tǒng)的試驗結(jié)果,并對其進(jìn)行研究和分析[1-2,6-7]。

當(dāng)前雷達(dá)系統(tǒng)的仿真方法主要分為兩類,一類是信號級仿真,另一類是功能級仿真。兩類方法的主要差異在于功能級仿真只考慮信號的幅度信息,而信號級仿真既考慮信號的幅度信息又考慮信號的相位信息[2],仿真復(fù)現(xiàn)了雷達(dá)信號傳播和處理的全過程因而比功能級仿真的粒度更細(xì), 模型更加逼真, 精度更高。如美國Cadence公司的SPW(signal processing workstation)、美國ELANIX公司的SystemView等信號層仿真商用軟件,可以建立到雷達(dá)信號處理濾波器定義、發(fā)射信號波形脈內(nèi)描述等細(xì)節(jié)的數(shù)字模型,但同時信號級仿真運行所需要的設(shè)備和時間也就更多。與信號級仿真相比,功能級仿真結(jié)構(gòu)簡單、實時性好、且便于擴展,是雷達(dá)仿真驗證系統(tǒng)研制中廣泛采用的一類仿真方法。本文運用功能級仿真對通用性機載雷達(dá)仿真器系統(tǒng)的建模和仿真方法進(jìn)行研究。機載雷達(dá)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng),涉及到系統(tǒng)控制、天線、信號處理機、數(shù)據(jù)處理機等多個分級系統(tǒng),它的建模仿真已非傳統(tǒng)的系統(tǒng)仿真模式所能勝任。同時,目前大多數(shù)雷達(dá)仿真系統(tǒng)僅為滿足某一特定的軍事研制需求而建模設(shè)計的[1-2,5-7],功能比較單一,不能適應(yīng)不同雷達(dá)工作者提出的個性化需求,因而導(dǎo)致需對已開發(fā)的雷達(dá)仿真器系統(tǒng)進(jìn)行不斷升級,同時也使得雷達(dá)仿真器系統(tǒng)陷于建模仿真周期長、功能低的困境中。因此,模塊化設(shè)計一個具有良好通用性和可擴展性的機載雷達(dá)仿真器系統(tǒng)具有重要意義。

統(tǒng)一建模語言(unified modeling language, UML)使用面向?qū)ο蟮母拍罘治觥⒚枋鲕浖到y(tǒng)并構(gòu)造系統(tǒng)模型[8],是一種在軍事戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略仿真等大型復(fù)雜系統(tǒng)建模領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用并得到普遍認(rèn)可的軟件工程方法[6,9-11]。

本文采用UML面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模式,將整個雷達(dá)系統(tǒng)分為系統(tǒng)控制、天線、信號處理機和數(shù)據(jù)處理機共4個對象進(jìn)行模塊化設(shè)計,基于雷達(dá)方程建立綜合信噪比/信干比模型,并進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤和電磁對抗的功能性建模和仿真。整個機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)不僅具有模塊化結(jié)構(gòu),而且容易理解,便于擴展并同時具有良好的透明性和重復(fù)使用性。

1系統(tǒng)模型的構(gòu)成

1.1頂層邏輯

將整個機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)看作一個聯(lián)邦,如圖1所示,其成員包括綜合航電系統(tǒng)、機載火控雷達(dá)系統(tǒng)和仿真環(huán)境共3個成員,其中綜合航電系統(tǒng)成員負(fù)責(zé)仿真航電系統(tǒng)對機載雷達(dá)的控制;仿真環(huán)境成員負(fù)責(zé)對各種仿真環(huán)境進(jìn)行建模仿真,包括目標(biāo)特性、目標(biāo)軌跡、自衛(wèi)式干擾和支援式干擾等;機載火控雷達(dá)成員負(fù)責(zé)仿真雷達(dá)對來襲目標(biāo)的探測、跟蹤、分辨、抗干擾等,并對其效能進(jìn)行評估。

圖1　機載雷達(dá)仿真器系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

首先,由綜合航電系統(tǒng)向雷達(dá)控制接口發(fā)送雷達(dá)控制指令,同時雷達(dá)從仿真環(huán)境中獲取所需的相關(guān)數(shù)據(jù)包括目標(biāo)信息、電磁環(huán)境信息等,并根據(jù)航電控制指令及自身的邏輯控制,進(jìn)行目標(biāo)檢測、跟蹤濾波、抗干擾等相關(guān)計算,最后輸出雷達(dá)探測目標(biāo)信息送至綜合航電系統(tǒng)。

1.2運行狀態(tài)

整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)圖如圖2所示。首先由仿真實體創(chuàng)建機載雷達(dá)仿真模型,模型創(chuàng)建完畢后進(jìn)入待命狀態(tài),等待接收初始化數(shù)據(jù)。當(dāng)接到仿真實體初始化數(shù)據(jù)后進(jìn)行模型的初始化,如果初始化成功則進(jìn)入就緒狀態(tài),如果初始化失敗則向?qū)嶓w模型報錯,并重新進(jìn)入待命狀態(tài)。在就緒狀態(tài)如果接到實體模型的調(diào)用命令則進(jìn)入運行狀態(tài),在運行狀態(tài)仿真模型會周期性接到實體模型的調(diào)用指令,并周期性地進(jìn)行模型解算。在待命、就緒和運行狀態(tài)機載雷達(dá)仿真模型都有可能接到實體模型的刪除命令,這時模型釋放分配的資源,注銷模型,結(jié)束模型的運行。

圖2　機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)運行狀態(tài)圖

1.3邏輯包設(shè)計

機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)的頂層邏輯包包括模型入口包、機載雷達(dá)模型包、機載雷達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包和枚舉類型結(jié)構(gòu)體包,其中機載雷達(dá)模型包又包括系統(tǒng)控制包、天線模型包、信號處理包和數(shù)據(jù)處理包4個子包,其仿真運行時序圖如圖3所示。

圖3　機載雷達(dá)系統(tǒng)仿真時序圖

1.4類設(shè)計

如圖4所示,機載雷達(dá)模型類CRadarModel可根據(jù)不同型號、不同類型的機載雷達(dá)(如脈沖多普勒雷達(dá)或相控陣?yán)走_(dá))創(chuàng)建相應(yīng)的系統(tǒng)控制類CRadarControl、天線模型類CRadarAntenna、信號處理類CRadarSigProc和數(shù)據(jù)處理類CRadarDataProc,實現(xiàn)分系統(tǒng)模型的創(chuàng)建,并仿真主流程的控制等。其中類CRadarControl、CRadarAntenna、CRadarSigProc和CRadarData-Proc分別為雷達(dá)系統(tǒng)控制、天線、信號處理和數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)對象的抽象基類,分別定義了各種不同分系統(tǒng)對象的統(tǒng)一接口和功能,并由相應(yīng)的類工廠CRadarControl-Factory、CRadarAntenna-Factory、CRadarSigProc-Factory、CRadarDataProc-Factory負(fù)責(zé)創(chuàng)建。如圖5所示,類CRadarPhaseAntenna和類CRadarMechAntenna不僅繼承了天線基類CRadarAntenna的統(tǒng)一接口和功能,而且分別實現(xiàn)了相掃天線和機掃天線模型。

圖4　機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)類視圖

圖5　天線類的繼承關(guān)系

2機載雷達(dá)系統(tǒng)功能模型

2.1系統(tǒng)仿真流程

機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)以固定時間為仿真步長向前推進(jìn),在每個仿真步長內(nèi)仿真系統(tǒng)的處理流程如圖6所示。

圖6　機載雷達(dá)系統(tǒng)仿真流程

2.2目標(biāo)檢測

2.2.1綜合信噪比

雷達(dá)目標(biāo)檢測的SNR或者電磁干擾環(huán)境中的SJR是決定目標(biāo)能否被檢測的關(guān)鍵因素。由式(1)、式(2)可知,SNR和SJR由目標(biāo)回波信號功率、接收機噪聲功率、雜波功率以及干擾信號功率等因素決定[12]。

(1)

(2)

式中,Ps為目標(biāo)回波信號功率;Pn表示接收機噪聲功率與雜波功率和;Pc,Pj分別為雷達(dá)接收到的無源干擾信號功率和有源干擾信號功率;Dc≥1、Da≥1分別表示雷達(dá)采用綜合抗干擾措施抗無源干擾、有源干擾的改善因子, 未采用綜合抗干擾措施時Dc=1,Da=1。

在雷達(dá)回波信號功能仿真模型中,目標(biāo)散射回波信號功率和有源干擾功率[12]分別為

(3)

(4)

式中,R為目標(biāo)與雷達(dá)距離;Lt,Lr分別表示雷達(dá)的發(fā)射綜合損耗和接收綜合損耗,LAtm為電磁波在大氣中的傳輸損耗;Pt為雷達(dá)發(fā)射峰值功率;Gt,Gr分別表示雷達(dá)發(fā)射天線增益和接收天線增益;λ為雷達(dá)工作波長;σ為目標(biāo)的有效雷達(dá)截面積;D表示雷達(dá)抗干擾綜合改善因子;Pj為干擾機發(fā)射功率;Gj,Grj分別表示干擾機發(fā)射天線增益和干擾機方向雷達(dá)的接收天線增益;Rj為干擾機與雷達(dá)的距離;Lj為干擾機綜合損耗;Br,Bj分別表示雷達(dá)接收機的瞬時帶寬和干擾信號帶寬。特別地,當(dāng)Grj為雷達(dá)天線主瓣增益時,則Pj表示自衛(wèi)式干擾功率,當(dāng)Grj為雷達(dá)天線旁瓣增益時,則Pj表示支援式干擾功率。

(5)

式中,k=1.38×10-23J/K為玻爾茲曼常數(shù);T0=290 K為接收機參考溫度;BR為接收機瞬時帶寬;NF∈(0 dB,15 dB)為噪聲系數(shù)[12]。

通過對智能工程建設(shè)過程中各階段的了解，發(fā)現(xiàn)智能工程建造中存在著各種影響因素。因此，為確保政府大樓智能工程項目可以按時保質(zhì)完成，需要在智能工程建設(shè)施工中進(jìn)行方案設(shè)計，做好工程進(jìn)度控制。

在計算綜合SNR/SJR前,需綜合判斷目標(biāo)是否在雷達(dá)天線掃描范圍和雷達(dá)最大作用距離內(nèi),當(dāng)目標(biāo)在雷達(dá)天線掃描范圍和雷達(dá)最大作用距離之外時,直接將SNR或SJR置為0。

2.2.2檢測確認(rèn)模型

計算出雷達(dá)接收目標(biāo)的SNR或SJR后,基于預(yù)先擬合的檢測曲線計算目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率Pd,并在(0,1)均勻分布上隨機取值,記為P0,當(dāng)Pd≥P0時表示發(fā)現(xiàn)目標(biāo),反之未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。

為了減少虛警率,搜索發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時采用目標(biāo)確認(rèn)處理方式,即連續(xù)檢測m次,當(dāng)有k(k≤m)次發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時,確認(rèn)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。仿真中m，k取值隨具體雷達(dá)型號而定,一般取m=5,k=3。

2.3誤差模型

誤差模型可以分別表示為雷達(dá)跟蹤測距精度σR、測速精度σv和測角精度σΔθ的正態(tài)隨機分布。理論上,由雷達(dá)時延測量距離的均方根誤差[12]為

(6)

式中,β為有效帶寬;C為電磁波傳播速度;E/N0為匹配濾波器輸出端峰值最大信噪比。徑向速度測量的均方根誤差[12]為

(7)

(8)

式中,s(t)為雷達(dá)時域信號。雷達(dá)角度測量的均方根誤差為

(9)

式中,γ為有效孔徑寬度。對于孔徑上具有均勻幅度照射的天線而言,理論角度測量均方根誤差[12]為

(10)

式中,θB為波束寬度。

2.4目標(biāo)跟蹤

雷達(dá)目標(biāo)跟蹤處理的邏輯框圖如圖7所示。常見的跟蹤濾波器α-β有濾波器、α-β-γ濾波器、卡爾曼濾波器、擴展卡爾曼濾波器、粒子濾波器和概率假設(shè)密度濾波器等,數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法可選用概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法、最近鄰域關(guān)聯(lián)算法等[13-17]。本文仿真系統(tǒng)采用擴展卡爾曼濾波器和最近鄰域關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行目標(biāo)跟蹤仿真和功能驗證,也可直接替換為其他濾波器和關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行論證分析。

圖7　目標(biāo)跟蹤邏輯流程圖

2.5電磁對抗模型

雷達(dá)干擾基本上可以分別為遮蓋性干擾和欺騙性干擾。遮蓋性干擾主要表現(xiàn)為壓制性的強噪聲,影響雷達(dá)目標(biāo)檢測的SJR,使目標(biāo)的距離和多普勒信息難以提取。欺騙性干擾主要破壞雷達(dá)的跟蹤系統(tǒng),使雷達(dá)跟蹤出現(xiàn)錯誤的假目標(biāo)信息,從而保護目標(biāo)[18]。

欺騙性干擾仿真的數(shù)學(xué)模型[18]為

(11)

式中,AJ為干擾信號幅度并大于目標(biāo)回波信號;Δt和Δω分別為欺騙信號相對目標(biāo)正?；夭ㄐ盘柕木嚯x延時和多普勒頻移量。特別地，當(dāng)Δω=0,Δt≠0且作周期性拖引變化,式(11)表示距離拖引干擾;當(dāng)Δt=0,Δω≠0且作周期性拖引變化時,式(11)表示速度拖引干擾。

在雷達(dá)抗干擾措施效果的定量分析和仿真研究時,需對抗干擾措施的性能指標(biāo)進(jìn)行定量評估。本文在遮蓋式干擾的對抗效果仿真中,引入不同抗干擾措施的抗干擾改善因子D[18],根據(jù)式(2)和式(3)以改善目標(biāo)檢測的SJR。

(12)

式中,D1,D2,…,Dn分別表示低副瓣天線、旁瓣對消、頻率捷變等抗干擾措施的抗干擾改善因子。與對抗遮蓋式干擾仿真不同,抗欺騙干擾成功與否可以用抗欺騙干擾的概率p[18]來描述:

(13)

式中，pj1,pj2,pj3分別表示干擾機偵察系統(tǒng)截獲、分選和模擬雷達(dá)信號的概率;pr1,pr2,pr3分別表示雷達(dá)在空域、時域以及采用其他方法識別假目標(biāo)概率。

3系統(tǒng)實現(xiàn)

根據(jù)上述機載雷達(dá)系統(tǒng)的UML模型,利用UML快速開發(fā)應(yīng)用程序Rational Rose 2002提供的代碼導(dǎo)出功能生成仿真系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的C++代碼,然后基于上述的仿真模型添加各實體模塊的功能仿真代碼,并采用MFC對系統(tǒng)進(jìn)行了軟件實現(xiàn)。

3.1場景想定

在進(jìn)行機載雷達(dá)系統(tǒng)功能仿真之前,首先需對仿真的場景進(jìn)行想定。首先，如圖8所示,在場景想定中,需確定紅藍(lán)雙方的飛機型號以便實現(xiàn)不同類型雷達(dá)的不同功能,其中當(dāng)藍(lán)方目標(biāo)為地面或海上目標(biāo)時,其飛機型號選定無效。其次，如圖9所示,在態(tài)勢參數(shù)設(shè)置框中設(shè)置紅方飛機的航向角、載機高度、飛行速度等飛行參數(shù),確定藍(lán)方目標(biāo)的個數(shù)、目標(biāo)隊列、場景模式、速度、目標(biāo)RCS、目標(biāo)起伏特性等參數(shù),以便實現(xiàn)不同目標(biāo)實體(包括空中、地面和海上目標(biāo))的模擬仿真。最后,根據(jù)仿真需求,決定是否體現(xiàn)電子干擾環(huán)境和抗干擾效果,確定干擾載機平臺和相應(yīng)的干擾類型,其中仿真的干擾類型包括噪聲干擾和欺騙性干擾。

圖8　場景想定界面

圖9　態(tài)勢參數(shù)設(shè)置

3.2雷達(dá)仿真參數(shù)設(shè)置

在仿真場景想定完畢后,下面需要對紅藍(lán)雙方加載的不同類型的雷達(dá)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,如圖10所示,以便實現(xiàn)雷達(dá)相應(yīng)功能的仿真。在圖10(a)雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面中按照雷達(dá)系統(tǒng)的主要構(gòu)成分為天線、發(fā)射機、接收機、信號處理和數(shù)據(jù)處理5個部分設(shè)置。其中在信號處理部分,高中低重頻下的脈沖個數(shù)、脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、脈壓增益、占空比等參數(shù)組成雷達(dá)波形參數(shù)結(jié)構(gòu)體,以文本文件進(jìn)行讀入。在圖10(b)雷達(dá)電磁對抗參數(shù)設(shè)置界面中,根據(jù)圖8選擇的干擾類型設(shè)置相應(yīng)的干擾參數(shù),并可根據(jù)仿真需要選擇是否采用抗干擾措施和干擾抑制率的大小,其中常用的抗干擾措施包括頻率捷變、頻率分集、旁瓣對消、低副瓣天線、抗干擾波形等是以數(shù)字編號的組合形式進(jìn)行讀取。

圖10　雷達(dá)參數(shù)設(shè)置界面

3.3仿真分析

以對空狀態(tài)為例,如圖9所示,在雷達(dá)載機航向角為0°,距離為50～160 km范圍內(nèi)模擬4個空中目標(biāo),均勻分布在4個視線上,每個方向有1個目標(biāo),距離間隔為5 km,方位間隔為15o,起始距離為100 km,起始方位為25o,航速均為300 m/s,目標(biāo)的航向及高度與視線的序號有關(guān),偶數(shù)視線上目標(biāo)航向角與視線方向相同,高度為4 km,奇數(shù)視線上目標(biāo)航向角與視線方向相反,高度為6 km。機載雷達(dá)的方位掃描范圍為[-30°,-30°],俯仰掃描線數(shù)為2,載機高度為5 km,載機地速為200 m/s,工作方式為邊掃描邊跟蹤,其目標(biāo)跟蹤的結(jié)果如圖11所示。由圖11可以看出,雷達(dá)通過天線掃描、信號檢測和目標(biāo)跟蹤等處理后,輸出的徑向距離、徑向速度、方位角和俯仰角與實際目標(biāo)觀測值的誤差小,并能穩(wěn)定跟蹤,可滿足雷達(dá)精確跟蹤的功能驗證需求。此外為論證和分析其他濾波器和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法的性能,可將此模塊的擴展卡爾曼濾波器和最近鄰關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行替換。

圖11　雷達(dá)目標(biāo)跟蹤結(jié)果

本仿真系統(tǒng)還成功實現(xiàn)了雷達(dá)電磁干擾和抗干擾、RCS測量、功率管理、對地測高、對地目標(biāo)跟蹤、對海目標(biāo)探測和跟蹤等功能的仿真。圖12為雷達(dá)采用抗干擾措施前后對抗欺騙式干擾的效果比較,其中紅色圓點表示目標(biāo),紅色直線代表機頭方向,藍(lán)色直線表示天線掃描波束。圖12(a)中，天線掃描展示區(qū)左上部分的多個紅色圓點顯示為由1號目標(biāo)欺騙干擾產(chǎn)生的多個假目標(biāo),由數(shù)據(jù)監(jiān)視窗可以看出,跟蹤系統(tǒng)結(jié)果輸出有24個目標(biāo)航跡,其中編號為6 001的假目標(biāo)航跡有20個。采用頻率捷變、低截獲波形等抗干擾措施后的雷達(dá)跟蹤效果如圖12(b)所示。本機載雷達(dá)仿真器系統(tǒng)不僅可對現(xiàn)役和在研型號的機載雷達(dá)進(jìn)行功能仿真和效能評估分析,通過對相應(yīng)的子模型進(jìn)行擴展,還可滿足未來預(yù)研型號機載雷達(dá)功能仿真和效能評估的需求。

圖12　雷達(dá)欺騙式干擾對抗效果比較

4結(jié)論

本文首先采用UML對機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可視化建模。通過UML的頂層邏輯、運行狀態(tài)、邏輯包和類設(shè)計等,優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增強了系統(tǒng)的可讀性、可維護性和可擴展性。其次,對機載雷達(dá)系統(tǒng)功能模型的工作流程、目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤、誤差模型和雷達(dá)電磁對抗模型進(jìn)行了分析,逼真地模擬了實際機載雷達(dá)天線、信號處理機和數(shù)據(jù)處理機等分系統(tǒng)性能。最后,想定了仿真場景,設(shè)置了仿真環(huán)境,并基于上述機載雷達(dá)仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果的分析充分表明了系統(tǒng)模型的可行性和有效性,為研究機載雷達(dá)系統(tǒng)的功能驗證和效能評估提供了仿真依據(jù)和驗證平臺。

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熊偉(1984-), 男,高級工程師,博士研究生,主要研究方向為雷達(dá)系統(tǒng)仿真、雷達(dá)目標(biāo)檢測與識別。

E-mail:xiongweiwhumath@sina.com

高霞(1984-),女,工程師,碩士,主要研究方向為雷達(dá)系統(tǒng)仿真、氣象雷達(dá)目標(biāo)探測。

E-mail:gx-1984@163.com

王力(1984-),男,工程師,碩士,主要研究方向為雷達(dá)系統(tǒng)仿真、目標(biāo)跟蹤。

E-mail:wang_li_apple@163.com

楊萬扣(1979-),男,副教授,博士,主要研究方向為模式識別、計算機視覺、系統(tǒng)仿真。

E-mail:youngwankou@yeah.net

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20141022.1310.002.html

Modeling and simulation of universal airborne radar

simulator system based on UML

XIONG Wei1,2, GAO Xia2, WANG Li2, YANG Wan-kou1

(1.CollegeofAutomation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China; 2.LeihuaElectronic

TechnologyInstitute,AviationIndustryCorporationofChina,Wuxi214063,China)

Abstract:A modularized, expandable and universal system structure of the airborne radar functional simulator is proposed based on unified modeling language (UML), which is consisted with four modularization designed objects, including system control, antenna, signal processing machine and data processing machine. The universal airborne radar simulator has the simulation ability of pulse Doppler radar and phased array radar. Then, the work flowchart, target detection model, target track model, error analysis model and electronic counter-countermeasure model of the airborne radar simulation system are established and analyzed in detail. Finally, the simulation model is carried out with the visual C++ language, which results verify the feasibility and efficiency. The successful exploitation of the airborne radar simulator will supply the platform and basis for functional validation and efficiency evaluation of airborne radar.

Keywords:airborne radar; simulator system; system modeling; unified modeling language (UML)

作者簡介：

中圖分類號：TN 95

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1001-506X.2015.07.12

基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)(2013AA7042013)資助課題

收稿日期：2014-07-08；修回日期：2014-09-05；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先出版日期：2014-10-22。