激光雷达半实物仿真场景生成技术研究(论文)讲解

载波调制激光雷达滤波带宽的半实物仿真平台

质参数与脉冲激光频率展宽的基础上，构建“ 海洋载波调制脉冲激光雷达 ” 半实物平台进行仿真实验研究。半实物仿真表明，随着滤波带宽增大，对比度提升呈现出了先增大后缓慢下降的趋势。最后通
过实验结果的对比分析给出了一种滤波器带宽设计方法。
关键词：载波调制激光雷达；频域滤波；滤波带宽；半实物访真平台
中图分类号：ＴＮ９５７．５４文献标志码：Ａ文章编号：１００７ — ２２７６（２０１３）０４－０９３０－０５
第４２卷第４期
Ｖ０Байду номын сангаас１．４２ＮＯ．４
红外与激光工程
ＩｎｒａｆｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１３年４月
Ａｐｒ．２０１３
载波调制激光雷达滤波带宽的半实物仿真平台
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｍｗａｒｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｓｔｕｄｙｆｉｌｔｅｒｂａｎｄｗｉｄｔｈ．Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔａｒｇｅｔｃｏｎｔｒａｓｔｗｉｌｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｃａｎｂｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗｈｅｎｌａｓｅｒｓｏｕｒｃｅｗａｓｍｏｄｕｌａｔｅｄｔｏｂｅｏｆｎａｒｒｏｗｅｒｐｕｌｓｅａｔｈｅｔｅｍｉｔｔｅｒａｎｄｅｃｈｏｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｎａｒｒｏｗ— ｂａｎｄｉｌｆｔｅｒａｔｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｉｏｔｎｓ，ｆｉｌｔｅｒｂａｎｄｗｉｄｈｉｔｓｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｆｏｒｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆ

激光制导武器半实物仿真系统的分析与实现

激光制导武器半实物仿真系统的分析与实现摘要：半实物仿真系统是用于弹上部件引入仿真回路，并为其模拟出真实的应用场景的仿真方法，除实物外，以数学模型进行仿真。

半实物仿真系统能够有效解决建模困难的问题，且具备较高的仿真置信度，能够为技术决策提供丰富可靠数据资源。

目前，全球科技与军事力量都在不断强化，对于制导武器的开发水平也随着仿真技术的发展而快速提升，为提升我国武器装备的仿真实验技术，必须针对激光制导武器的半实物仿真平台进行科学研究与战略开发。

关键词：激光制导；半实物仿真；精准度；光学特性1制导系统半实物仿真试验的目的和内容对激光制导武器进行半实物仿真试验是为了利用仿真打靶的手段，将对弹的激光制导武器的制导部件与各部系统性能进行考核，保证制导精确度与系统动态性能，为激光武器的性能评判提供数据依据。

关于稳定回路，关键是对自动驾驶仪中所涉及到的惯性器件与控制电路进行考核，关于舵机回路，关键是对其静态与动态特性对激光制导系统精准度与性能产生的影响进行考核。

制导武器半实物仿真系统的展开依据是按照由开环至闭环、由部分至整体、由小回路至大回路的标准。

激光制导半实物仿真系统试验内容及步骤如图1所示[1]。

图1激光制导半实物仿真试验流程2激光制导武器半实体仿真系统功能及组成2.1半实物仿真系统半实物仿真，顾名思义是指在仿真试验系统的仿真回路中将部分模型用真实物理实物代替的仿真，也被称之为硬件在回路的仿真。

单纯地采用数学仿真一般会带来诸多的不便，这是因为大多数系统并不是孤立工作而是与其他系统协同开展工作，因此要想准确的建立数学模型具有一定的挑战，如激光导引头在近场条件下工作的从目标运动的激光传输特性到导引头输出的数学模型都很难准确建立。

与纯数学仿真中的完全建模不同，半实物仿真巧妙地规避了难以准确建模这个难题，同时也使仿真环境得到更高真实度的改善[2]。

激光寻的制导半实物仿真试验可以全面检验制导控制系统的动态特性和系统稳定性，考察制导律参数设计在各种干扰条件下的正确性和鲁棒性，最终考核制导武器在激光模式下的落点精度。

基于景象投射技术的激光引信半实物仿真系统

ｄｖｌｐｍｅｔｌｓｒｆｅｅｅｏｎａｅｕｚ．Ｋｅｏｄ：Ｌａｅｕｅｙｗｒｓｓｒｆｚ；ＬＳＰ；ＨＩＬＳ
０引言
由于激光具有单色性、方向性、亮度以及高高高
数字仿真可信度低，弹打靶试验风险大和代价昂贵等实
缺点，武器系统仿真较为常用的方法“ 文中以激光是。雷达寻的器半实物仿真系统作设计参照嘲介绍了一种，
相干性的特点，从而使激光引信广泛地应用于现代制
导武器上，其是近些年来针对地面目标的反坦克导尤
ＳｅｅＰｏｅｔｎ（Ｓ）ｔｈｏｇｓｐｏｉｄ．ｔｔｉｓｓｍ，ｅｃａｃｒｔｆｌｓｒｅｈｉｎｃｎｒｊｃｏｉＬＰｅｎｌｙｉｒｖｅＷｉｈｓｙｔｔｈａｔｉｃｏｅｃｏｓａｃｏｄｈｅｈｒｅｓｉａｇｌｆｍｒｅａｄｂｃｇｏｎｓｓｌｅｆｃｖｌ，ｎｒｅｔｅｒｅｅｆｅｌｅｚｉａｒｔｇｔｎａｋｒｕｄｉｉａｄｅｆｔｅａｄｉｐｏｃｄｔｔｅｉｒｏａｒｆｅｖｏａｍｕｔｅｉｙｓｊｅｏｈｃｖｈｔｓｕａ
ＳＵＮｉｎ－ａｇ，ｉｇ，ＣＨＥＮｕ－ｎ，ＬＩＫｕＪａｑｉｎＬＩＰｎＨｉｍｉｎ
（ｃｏｌｆＭｅｈｔｎｃｎｉｅｒｇＢｉｎｎｔｕｅｏｅｈｏｏｙｅｉｇ１０８，ｉａＳｈｏｃａｏｉｓＥｇｎｅｉ，ｅｊｇＩｓｉｔｆＴｃｎｌｇ，Ｂｉｎ００１Ｃｈｎ）ｏｒｎｉｔｊ

雷达半实物仿真的意义

1.雷达半实物仿真的意义在雷达系统的研制和调试过程中，对雷达性能和指标的测试是一个重要的环节。

如全部采用外场测试，将耗费大量人力、物力、财力，且易受天气状况影响，延长雷达系统研制周期。

作为雷达系统测试的有效手段，近年来雷达信号模拟技术以其灵活性和低成本受到了普遍关注。

雷达半实物仿真是通过包括微电子技术、计算机技术和信号处理技术等在内的各种技术来复现雷达信号的产生、传递等的动态过程。

目的是对算法进行测试、评定系统功能、测试雷达系统的综合性能等。

雷达半实物仿真在雷达系统研制过程中的不同阶段起着关键作用：1.雷达半实物在系统设计阶段的作用在雷达系统的设计阶段，雷达系统设计的主要任务是确定总体方案、系统指标和各个分系统的指标。

采用传统的方式对系统方案和指标进行验证，不仅准确性较低，而且设计周期会比较长。

采用半实物仿真技术，可以使得对雷达设计性能的评估更加快捷和准确。

2.雷达半实物仿真在样机研制中的作用在样机调试中，采用雷达半实物仿真技术，可以为雷达各个分系统产生雷达目标特性、目标飞行航迹、接收机噪声、干扰、杂波等实验条件，而且可以单独对该分系统的性能和对外接口关系进行测试，大大缩短了系统的研制时间。

3.雷达半实物仿真在交付使用阶段的作用在雷达系统交付使用阶段，雷达半实物仿真不仅可以为检测雷达系统的性能提供方便的评估手段，而且也为用户学习和熟练掌握雷达提供了各种作战环境。

雷达半实物仿真按模拟的频段可分为：射频半实物仿真、中频半实物仿真、视频半实物仿真。

一般情况视频半实物仿真可通过一定的处理过程，转换成雷达中频半实物仿真和雷达半实物仿真。

雷达模拟器就是雷达半实物仿真技术的应用。

本文雷达半实物仿真主要研究雷达模拟器相关。

2.雷达半实物仿真研究状况2.1.国外雷达半实物仿真研究状况从70年代起，雷达半实物仿真技术在发达国家普遍应用。

美国陆军试验鉴定司令部的红石技术中心开发了模拟/试验验收设施（STAF）。

这是一种半实物仿真模拟器，它能对真实的毫米波雷达制导导弹进行无损检测，导弹能在仿真的环境中利用多台计算机为基础的试验场景进行试验。

雷达侦察装备半实物仿真试验系统设计

高慧英曹宁生李三全
１０８）００５
（中国舰船研究院
北京
摘要
针对雷达侦察装备半实物仿真试验的需求，介绍雷达侦察装备半实物仿真试验系统组成及功能，设计仿真试
验系统运行流程和信息流图，分析了雷达电磁环境仿真的关键模型，对于建设同类仿真系统具有重要的参考意义。
关键词雷达侦察装备；半实物仿真；电磁环境；建模与仿真
中图分类号Ｔ３１Ｐ９

１引言
随着信息化战争时代的到来，纯以外场实体单设备的堆积和真实测量数据的评估，已远不能满足
对雷达侦察装备半实物仿真试验过程进行建模，括战情模型、包坐标转换模型、台航迹模型、平电磁波传播模型、多路径效应模型、天线扫描模型、
图１雷达侦察装备半实物仿真试验
系统组成框图
雷达侦察装备半实物仿真试验系统主要由控制计算机模块、雷达电磁环境模拟模块、口适配接和数据录取模块组成，图１示。网络通讯采用如所
交换式以太网和实时内存网并存的方案。控制命
通用平台体系结构及雷达、电子战系统仿真。
维普资讯
２００７年第４期
舰船电子工程
２２雷达电磁环境生成模块．雷达电磁环境生成模块由雷达电磁环境生成
软件模块、频率合成控制单元及雷达侦察装备天线
半实物仿真试验系统具有重要的应用背景，它充分利用建模与实时仿真技术，拟产生复杂、密度模高的雷达信号环境，录取仿真试验数据并进行评估，用于电子战系统中雷达侦察装备侦察能力的试验

雷达半实物仿真测试平台的分析与研究

雷达半实物仿真测试平台的分析与研究雷达半实物仿真测试平台是一种通过计算机模拟雷达系统运行情况的测试平台。

它可以通过模拟真实场景来验证雷达系统的性能，并且可以对雷达算法进行测试和优化。

本文将对雷达半实物仿真测试平台的分析与研究进行探讨。

首先，雷达半实物仿真测试平台由硬件和软件两部分组成。

硬件部分通常包括仿真雷达发射器、接收器和天线等设备，用于模拟真实雷达的发射和接收信号。

而软件部分则是通过计算机模拟实现雷达信号的产生、处理和分析等功能。

通过硬件和软件的结合，可以实现对雷达系统的综合仿真。

其次，雷达半实物仿真测试平台的研究目的主要包括两个方面。

一方面，通过该测试平台可以验证雷达系统的性能和运行情况。

例如，可以通过调整雷达参数来模拟不同的工作状态，进一步评估其在不同环境下的性能表现。

另一方面，该平台还可用于对雷达算法进行测试和优化。

通过模拟不同的目标和干扰信号，可以验证算法的鲁棒性和准确性，从而进一步优化雷达性能。

雷达半实物仿真测试平台的优势在于可以模拟复杂的场景和各种干扰信号。

相比于实际的测试场地，仿真测试平台可以更加灵活地模拟不同的环境和目标情况，从而更好地验证雷达系统的性能。

同时，通过软件的控制和调整，可以实现实时的参数修改和数据分析，节约时间和成本。

此外，仿真测试平台还可以在实际场地测试之前对雷达系统进行预测和优化，提前发现潜在的问题和改进方法。

然而，雷达半实物仿真测试平台也存在一些挑战和限制。

首先，仿真结果往往还存在一定程度上的误差，无法完全代替实际的测试。

其次，仿真测试平台的建设和维护需要大量的时间和人力成本。

在建设过程中，需要精确地建立雷达系统的模型和仿真环境，以及选择合适的仿真算法和参数。

同时，平台的维护和更新也需要不断的努力和投入。

综上所述，雷达半实物仿真测试平台是一种有效的验证和优化雷达系统的工具。

通过精确的模型和仿真环境，可以模拟真实场景和不同的干扰信号，实现对雷达系统的全面测试和评估。

半实物仿真技术

飞行模拟转台的工作原理
基本构成：动力系统、伺服控制系统、机械系统
工作原理：在动力系统支持下，伺服控制系统控制
机械系统作角度转动，为安装在机械系统上的惯性测量部件提供姿态运动环境。
伺服控制系统：保证转台实现一定性能指标的控制系统：
一般由测速机构成速度内环，提高系统的抗干扰能力，由测角元件构成位置外环进行位置控制，同时对位置输入进行微分，实现复合前馈控制，提高系统响应。
半实物仿真技术
半实物仿真概述物理模拟设备与技术仿真计算机技术
半实物仿真概述
概念:(Hardware-in-the-loop)
硬件在回路仿真：仿真系统中有实物参加。优点：可使无法准确建立模型的部件直接进
入仿真回路；通过模型与实物之间的切换，进一步校验模型；验证实物部件对系统性能的影响。实质：为物理部件创造一个模拟实际环境的仿真环境，用物理部件实物进行仿真的技术。
功能扩展：测试信号、数据记录、曲线显示
飞行模拟转台的组成
动力系统伺服控制系统机械系统
动力系统
液压能源
三相电机－油泵分油器、过滤器、溢
流阀冷却系统－水箱，水
泵远程控制系统－调压
阀
动力系统
直流电源
可控硅直流电源开关稳压电源
伺服控制系统
控制元件：执行控制算法，产生控制信号（电压）
15
10
30～50
200*100*150
0.2
12
备注
0.1-1度双 10
飞行模拟转台功能要求
可使用性：机械电气接口、按钮和指示、视场、零位、初
值与归零、屏蔽与干扰。
可靠性：机械和电气越位开关、操作互锁、手动和自动断电
保护

一种用于雷达对抗设备评估的半实物仿真系统设计

说明了该系统的组成及工作原理；最后依照雷达对抗设备的试验方法，给出了该半实物仿真系统在外场辐射式和
内场注入式工作时的方式及流程．
关键词：雷达试验；半实物仿真；雷达对抗
中图分类号：ＴＮ９２４
２０１６．缸
显示与控制单元是雷达对抗设备半实物仿真系统工作的主控单元，负责全机工作状态转换和显示与控制的输入和输出．控制部分具备雷达控制命令产生功能，可通过界面切换雷达的工作模式；显控终端可通过总线记录信号处理单元输出数据，数据处理单元输出数据、总线输出数据等；目标参数设置部分实现对目标的数量、距离、角度、速度、ＲＣＳ等参数的编辑．
图ｉ雷达对抗设备半实物仿真系统组成
收稿日期：２０１６．０１．０７基金项目：武器装备预先研究基金资助项目（４０４０５０４０３０１）作者简介：马￣７（１９８８一），男，工程师，主要从事雷达总体技术研究
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空军预警学院学报
第３０卷第２期２０１６年４月
空军预警学院学报
ＪｏｕｍａｌｏｆＡｉｒＦｏｒｃｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＡｃａｄｅｍ
、厂０ｌ－３０Ｎｏ．２Ａｐｒ．２０１６
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—５８３９．２０１６．０２．００２