基于GIS的雷達對抗仿真系統(tǒng)分析設計

李杰 徐虹 鄭大立

摘 要 依據雷達對抗要素，運用模塊化開發(fā)模式，設計了一種基于GIS的雷達對抗仿真系統(tǒng)，具有探測范圍分析、干擾范圍分析、干擾效能評估、雷達信號模擬等功能，實現了雷達對抗與GIS的有機結合，給雷達對抗場景仿真分析帶來極大的方便。

關鍵詞 雷達對抗;仿真系統(tǒng);GIS

前言

雷達對抗設備對目標雷達進行探測和干擾，降低其工作效能，阻礙其正常工作，為了更好地對雷達對抗分析進行研究，本文提出了一種基于GIS（地理信息系統(tǒng)Geographic information system）的雷達對抗仿真系統(tǒng)，將地圖、數據和交互環(huán)境三者有機結合，對雷達對抗各要素進行仿真分析，以直觀的可視化方式將仿真場景和結果展現給用戶，給雷達對抗場景仿真分析帶來極大的方便。

1系統(tǒng)設計

系統(tǒng)根據雷達對抗要素分為三部分，分別為對抗設備、目標、交互環(huán)境，組成每個部分的子系統(tǒng)有若干個，根據功能對子系統(tǒng)進行詳細劃分，分成多個模塊。系統(tǒng)采用模塊化開發(fā)模式，從模塊、子系統(tǒng)逐步實現形成系統(tǒng)。對抗設備、目標、交互環(huán)境主要構成部分見表1，各子系統(tǒng)主要構成部分見表2[1]。

2系統(tǒng)功能及實現

2.1 仿真場景建立

新建一個場景，在GIS地圖上標繪雷達對抗設備位置，設置設備類型、設備工作參數，可設置為不同類型的雷達對抗設備，以滿足不同場景下的仿真需求。在GIS地圖上標繪目標飛機，飛機上掛載1個或多個目標雷達?？赏ㄟ^地圖測距工具測量場景中雷達對抗要素的距離，通過地圖通視工具查看場景中地形情況。

2.2 探測范圍分析

在探測范圍分析界面，選擇對抗設備類型，設置接收機靈敏度為-60dBm，選擇目標雷達類型，設置發(fā)射功率為20kW，工作頻率10GHz，可計算得出對抗設備探測距離為400km，在地圖上以對抗設備為中心，繪制一個半徑為400km的探測范圍[2]。

2.3 干擾范圍分析

在干擾范圍分析界面，選擇對抗設備類型，設置干擾功率為500kW，發(fā)射波束為32，可計算得出對抗設備干擾距離為200km，在地圖上以對抗設備為中心，繪制一個半徑為200km的干擾范圍。

2.4 干擾效能評估

①在干擾效能評估界面，不選擇干擾樣式進行仿真，繪制目標雷達原始探測范圍;②選擇噪聲頻率調制干擾進行仿真，中心頻率10GHz，噪聲帶寬80MHz，接收時間10us，發(fā)射時間10us，調制頻率20Hz，繪制目標雷達探測范圍;③選擇隨機假目標進行仿真，起始時間50us，終止時間100us，速度10m/s，調制頻率1000Hz，假目標數量3，繪制目標雷達探測范圍;不同的干擾樣式，得到不同的干擾效能圖，并繪制在GIS地圖上。

2.5 雷達信號模擬

在GIS地圖上繪制目標飛機及航跡，啟動雷達信號模擬，目標飛機沿著繪制的航跡飛行，同時模擬產生雷達信號，當攜帶雷達的目標飛機到達對抗設備探測范圍內，對抗設備會探測到目標雷達信號，并顯示在探測信息表格。

3仿真結論闡述

3.1 探測范圍的影響因素

雷達對抗設備的探測范圍，主要取決于自身接收靈敏度，以及目標雷達發(fā)射功率和頻率。因此，可根據對抗設備的類型，即不同接收靈敏度、不同探測頻率、不同探測距離的設備，部署在不同的位置，以實現最大的雷達對抗效果。

3.2 干擾對目標雷達的影響

對于目標雷達，干擾對其影響巨大。仿真結果表明，噪聲頻率調制干擾對目標雷達最大作用距離具有很大的降低作用，可以探測到的區(qū)域會明顯縮小;隨機假目標干擾則可迷惑目標雷達，降低其檢測概率，因為比起真實目標，假目標信號的幅度一般比較大，所以在很大程度上能有效保護真實目標，降低發(fā)現真實目標的概率。此外，通過適當調整假目標數目，一定程度上影響著干擾作用，高效融合各種干擾方式，采用組合干擾，則所產生的干擾效果會逐漸突出，可實現預想的結果[3]。

4結束語

本文從實際雷達對抗需求出發(fā)，設計并實現了雷達對抗仿真系統(tǒng)，重點解決了雷達對抗中各要素與GIS之間的融合問題，實現了仿真場景和分析結果可視化展示，經過仿真分析表明，雷達對抗仿真系統(tǒng)可對雷達對抗場景進行有效的科學驗證，對真實雷達對抗設備的探測和干擾效能具有非常重要的評估作用，與此同時，雷達對抗仿真系統(tǒng)還通過信號級的形式來模擬雷達對抗過程，可對真實的情況進行有效反映。該系統(tǒng)易用性、穩(wěn)定性和可擴展性較高，具有較好的應用前景。

參考文獻

[1] 劉欽，劉崢，謝榮.防空雷達網對多隱身目標的協同檢測與跟蹤[J].電子與信息學報，2013，35（3）：601-607.

[2] 徐海全，王國宏，關成斌.基于GIS的雷達網抗干擾效能評估系統(tǒng)設計[J].海軍航空工程學院學報，2011，26（4）：419-421.

[3] 程彥杰，馬輝，徐宙.無人機分布式干擾對防空雷達探測能力的影響[J].指揮控制與仿真，2014，36（3）：9-12，22.