机载相控阵雷达模拟器设计与实现
相控阵雷达中频信号模拟器设计与实现
相控阵雷达中频信号模拟器设计与实现作者：张志敏来源：《现代电子技术》2013年第09期摘要：中频信号模拟器是相控阵雷达不可缺少的一个分系统，其设计和实现上有着独特的特点。
采用模拟控制处理器实时接收雷达主控机的控制字的方法，按雷达天线波束指向，判断当前目标是否在波束内。
若在波束内，则按目标距离和工作模板产生相应距离和波形的模拟回波。
模拟器用于雷达系统的自动化监测、雷达各分系统对接试验和模拟试验、操作人员的培训、雷达系统的功能测试和检查以及模拟动态飞行目标。
关键词：相控阵雷达；中频信号模拟器；信号产生器；同步信号中图分类号： TN972⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）09⁃0034⁃03相控阵雷达天线取代了堆积多波速和频率扫描天线，在扫描方向上以高速数字式移相器实现高速电控扫描，充分利用天线波束扫描的灵活性，合理分配能量，可由一个窄波束覆盖整个扫描范围[1]。
相控阵雷达中频模拟器可以提供模拟的多目标信号回波，在雷达研制过程的系统调试中，模拟器产生带有航迹参数（R，A，E及VR）调制的中频回波信号波形，可以为信号处理分系统的调试提供最便捷的信号源。
也为雷达各分系统对接试验和模拟试验、操作人员的培训、雷达系统的功能测试和检查提供模拟动态飞行目标。
模拟器的中频仿真信号经过电缆送到中频接收机。
1 系统组成雷达中频信号模拟器由模拟器组合和电源组合组成，中频信号模拟器组合组成框图如图1所示。
2 中频信号模拟器总体设计中频模拟器主要由反射波形模拟单元、和差支路模拟单元、模拟控制处理器及通信接口几部分组成。
系统工作原理：模拟控制处理器实时接收雷达主控机的控制字，按雷达天线波束指向，判断当前目标是否在波束内，若在波束内，则按目标距离和工作模板产生相应距离和波形的模拟回波[2]。
模拟回波经过四功分后，按天线方向图、目标距离、速度等控制模拟回波的多普勒频率、各路信号幅度、差支路相位，从而模拟出近似真实的雷达回波信号。
基于PowerPC的相控阵雷达模拟器设计
基于PowerPC的相控阵雷达模拟器设计
基于PowerPC的相控阵雷达模拟器设计作者：梁璐来源：《科技视界》 2015年第21期梁璐（中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安 710068）【摘要】现如今随着雷达技术的不断发展，对雷达的性能测试条件往往会受到限制，然而模拟器的出现大大节省了时间和成本，而在雷达模拟器的发展过程中，基于VxWorks操作系统的PowerPC平台以其运算速度快，实时性稳定，调试方便等特点成为雷达系统设计的主流，主要从模拟器的组成以及实现进行相关的介绍。
【关键词】模拟器；VxWorks操作系统；PowerPC平台０引言在雷达研制过程中，为了给信号处理分系统提供回波信号波形，目标回波模拟器的存在至关重要。
随着大规模集成电路和数字电路的发展，雷达模拟器可以产生带有航迹信息且更为逼真的多目标回波信号，模拟的雷达回波信号由目标运动轨迹，噪声，杂波等组成，它为前期验证信号处理分系统以及终端开发跟踪动目标的相关算法提供了回波信号源。
同时随着舰载，陆基等雷达性能指标要求的不断提高，对功能实时性要求提出了更高的要求，基于多任务操作系统Vxworks的PowerPc平台在雷达技术软件开发中可以实现实时性、稳定性等方面的要求，应用也越来越广泛，本文针对相控阵雷达的实际应用环境，对雷达软件进行了设计与实现。
1 硬件平台介绍本文的雷达模拟器是基于飞思卡尔最新AltiVec-enabled处理器MPC8640D的硬件平台，在Vxworks操作系统上进行模拟器回波信号的开发。
MPC8640D具有双e600内核，工作主频可达到1GHz,32GFLOPs最高处理能力，有两个DDR2 SDRAM存储器接口，每个CPU连接2个4GBytes DDR2 SDRAM存储器。
模块提供了256Mbytes的带有写保护功能选择的 Flash，用于存储程序和静态信息，板上连接了32KBytes NVSRAM，用于存储启动信息和高优先级的系统信息，在断电时NVSRAM可以自动将数据转存到片内的EEPROM。
雷达模拟器的设计与实现
控 制单 元 、 电视跟 踪系统 、 号源 以及接 口标 准不 仅 信
用 于本 系统 ， 可以用 于其 它雷达 模 拟器 。 还
◆ 灵 活性 ： 运行 模 式 上 ， 以独 立 运 行 、 在 可 也
设备 。雷达模 拟器 是模 拟仿 真技术 与雷 达技 术相结
合 的产物 ， 它通 过 模 拟 的方 法产 生 雷 达操 作 面板 和 显 示器 所 需 的各 种信 号 ， 便在 实 际雷 达 系统 前 端 以 不具 备 的条件 下 ， 够真 实 地描 述 雷 达 的工 作状 态 能 和过程 。随着 计算 机技术 和数 字技 术的不 断发展 和
ＱＵＡＮ Ｈｏ —ｅＷ ＡＮＧ Ｃ ｕ —ｉｇ Ｓ ｈ —ｉｇ Ｚ ｕｄ ， ｈ ｎｐｎ ， ＵＮ Ｓ ｕｙｎ ， ＨＡＮＧ Ｗ ｅ—ｅ ｉｉ ｉ
（ ｄ ａ ｃ ｇ ｎ ｅｉｇ Ｃ ｌｅ 。 ｈｊａ ｈ ａ ｇ， ５ ０ ３Ｃｈｎ ） Ｏｒ ｎ ｎ ｅＥｎ ｉｅ ｒｎ ｏｌｇｅ Ｓ ｉ ｚ ｕ ｎ ０ ０ ０ ｉａ ｉ Ａｂ ｔ ａ ｔ：ｔｉ ｅ ｅ ｏ ｎｇ ｔ ｅ ｄ ｏ ｑｕ ｐ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｓｍ ｕｌｔ ｒａ ｅ ｕｓ ｄ ｔ ａｎｔ ｉ ｒ ｍ ｅ ｎ ｐ— ｓ ｒ ｃ Ｉ ｓ ｄ ｖ ｌ ｐｉ ｒ ｎ ｆｅ ｉ ｍ ｎｔｔ ａ ｈ ｉ ａ ｏ ｒ ｅ Ｏ ｍ ｉ ａ ｎ ａ ｍａ ｎｔａ ｄ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｔ ａ ｎｉ ｒ ｔｏ ｒ ｉ ｎｇ． Ｔｈｅｄｅ ｉ ｄ ａ ｃ ｎｓ ｉｕ ｉ ｎ ａ ｕ ｔｏ ｆｅ ｅ ｙ ｐａ ｔｏｆｒ ｄ ｒ ｓｍｕｌ ｔ ｒ ａ ｅｉ ｒ ｄｕ ｅ ｓｇｎ ｉ ｅ ｓ， ｏ ｔｔ ｔｏ ｎｄ ｆ ｎｃ ｉｎ ｏ ｖ ｒ ｒ ａ ａ ｉ ａ ｏ ｒ ｎｔ ｏ ｃ ｄ． Ｔｈｅ ｐｒ ｂｌｍｓ ｓ ｃ ｓ ｔ ｅ ｒ ａ — ｉ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔｏｎ， ｏ ｒ ｌ ｍ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｄｉｐｌ ａ ｇｅ ｒ ｏｌ ｅ Ｔｈｅ ｏ ｅ ｕ ｈ ａ ｈ ｅ ｌｔｍ ｅ ｅ ａ ｉ ｃ ｎｔ ｏ ， ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｓ ａｙ ｏｆｔ ｒ ｔａ ｅ ｓ ｖ ｄ． ｆ ｃｉ ｉ ｕｎ ｔｏｎ ｓ ｍｕｌｔｏ ｆｒ ｄａ ｎ ｐ ｒ ｔｎ ｒ ｎｉ ｇ ｉ ｒ ａ ｉｅ Ｔｈｅｓ ｓ ｅ ｈ ｓｂｅ ｎ ｕ ｅ ｎ ｃ ｌｅ ｅ ｔ ａ ｈｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｒａ ｄ ｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｔａｉ ｎ ｓ ｅ ｌｚ ｄ． ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｓ ｄ ｉ ｏ ｌ ｇ ｅ ｃ ｎｇ
雷达综合训练模拟器的设计与实现
雷达综合训练模拟器的设计与实现论文导读：近年来我军装备某型雷达几十余部。
雷达训练模拟器是模拟仿真技术与雷达技术相结合的产物。
其中模拟雷达包括模拟控制面板、适配器、数据采集卡、仿真机、雷达信号产生器、天线驱动电路、模拟天线及电源系统等。
关键词：雷达，数据采集，训练模拟器1 引言近年来我军装备某型雷达几十余部，由于其技术含量高，价格昂贵，尚未配备院校教学，学员无法进行装备教学训练，而部队操作人员利用实际装备进行操作训练，又会缩短装备有效工作时间，甚至造成装备损坏，为保证部队操作人员及院校学员对该装备的操作、排故训练，需要研制能提高训练效率和训练质量的训练模拟设备。
随着计算机技术和数字技术的不断发展，为研制用于维护和操作训练的模拟器提供了极大的方便。
雷达训练模拟器是模拟仿真技术与雷达技术相结合的产物，它通过模拟的方法产生雷达操作面板和显示器动态画面，以便在实际雷达系统前端不具备的条件下能够真实地描述雷达的工作状态和过程。
该模拟器解决了新装备训练所面临的难题，满足了部队科技练兵的需要，具有重要的军事意义。
2模拟器的功用模拟器由模拟雷达、教员工作台及学员工作台组成，主要用于操作人员对某型雷达操作的模拟训练、典型故障分析及排故训练，其完成的主要功能：①模拟雷达的开机、关机、通电操作；模拟空中背景及目标图像信息，模拟显示扫描线、量程刻线、字符、交联设备信息等；②模拟雷达脉冲调制信号、俯仰/横滚信号、脉冲重复频率及脉冲宽度信号、400Hz基准信号、各种增益控制信号等多项指标的循环检测；③模拟雷达天线扇扫、圆周扫描及俯仰运动；④模拟雷达的故障分析及训练考核。
3模拟器硬件设计3.1 系统组成雷达综合训练模拟器硬件主要由模拟雷达、10/100M自适应集线器（HUB）、教员工作台及学员工作台组成。
其中模拟雷达包括模拟控制面板、适配器、数据采集卡、仿真机、雷达信号产生器、天线驱动电路、模拟天线及电源系统等。
雷达综合训练模拟器整个系统构成一个局域网，该网络为星状拓扑结构连接的高速以太网，所有的网络设备都分别连接到集线器上，各计算机之间的通信都通过集线器，这样不会因网络上某一个接头、接点短路、断路而造成整个网络无法运行。
机载相控阵雷达模拟器设计与实现
仿真技术机载相控阵雷达模拟器设计与实现3梁 红1,高 遐2(1.南京电子技术研究所, 南京210013; 2.空军装备部, 北京100843)【摘要】 机载相控阵雷达模拟器可实现操作员在地面训练空中科目。
该文介绍了机载相控阵雷达模拟器的运行计算机网络结构、功能(模拟功能、可控功能、用户界面功能),重点介绍了雷达探测功能仿真软件的模块组成和逻辑流程,着重分析了基于高层体系结构的架构、雷达横截面积和干扰对作用距离的影响等关键技术,最后指出了机载相控阵雷达模拟器今后的研究方向。
【关键词】 机载相控阵雷达;模拟器;设计;实现中图分类号:T N958、T N955 文献标识码:AD esi gn and Im p l em en ta ti on for S im u l a tor of A i r bor ne Pha sed Ar r ay Ra da rL I A NG Hong1,G AO Xia2(1.Nanjing Re sea r ch I nstitute of Electr onics Technol ogy, Nanjing210013,China)(2.The Equi pm ent Depa rt m ent,P LAAF, B eijing100843,China)【Abstra c t】 The si mulator of airborne pha sed array radar can be used to train the rada r opera t or on ground.This pape r i n2 troduces the net work archit ec ture of the comp ute r tha t the si mulator run i n the func ti ons(Si mulati on、Control、U I)of si m ulat or of a ir2 borne phased array radar,and a ls o intr oduce s the consisting of the module and l ogica l fl o w chart of the si m ulati on soft wa re of rada r de tecting,f ocus e s on the key technol ogy of HL A(H igh Lev e l Archit ec ture)architecture,the i mpac t of RCS(R adar Corss Secti on) and i nte rfe rence on range,a lso indicate s the directi on of the research of the a irb orne phased array rada r si m ula t or.【Key word s】a irborne phased a rray rada r;si mulator;desig n;i mplementati on0 引 言利用模拟器替代实装开展训练,可以实现地面训练空中科目,节省费用、安全可靠,其效果与空中训练相近,在特殊情况处置和高强度训练方面甚至超过实装训练。
基于PowerPC的相控阵雷达模拟器设计
基于PowerPC的相控阵雷达模拟器设计相控阵雷达是一种利用多个单独的发射信号和接收信号的雷达系统，可以通过合成和干涉技术，实现方向性较强的信号发射和接收，从而提高雷达系统的性能和灵敏度。
在航空航天、国防安全等领域，相控阵雷达的应用越来越广泛，因此在设计和开发相控阵雷达系统的过程中，模拟器的使用是不可少的。
本文将介绍一种基于PowerPC的相控阵雷达模拟器的设计方案，包括硬件和软件方面的实现细节。
硬件设计处理器选型由于相控阵雷达模拟器需要处理大量的数据和信号，因此处理器的性能和稳定性是关键因素之一。
本设计采用了PowerPC 750FX处理器作为系统核心处理器，该处理器具有以下特点：•高性能：频率可以达到1.0 GHz，可以处理大量的数据和信号。
•低功耗：采用90 nm工艺制造，功耗低，可以减少散热和电源管理的成本。
•可靠性高：采用了高可靠性的测试和验证机制，可以保证处理器的稳定性和可靠性。
外设接口设计相控阵雷达模拟器需要与各种数据输入输出设备进行通信，因此需要设计一些外部接口来满足不同设备的需求。
本设计采用了以下外部接口：•以太网接口：用于与其他计算机或网络设备进行通信，可以传输模拟器生成的数据和信号。
•USB接口：用于连接存储设备、打印机、键盘等外部设备，方便用户进行数据存储和输入。
•VGA接口：用于显示运行状态和结果，用户可以通过显示器观察模拟器的运行情况。
内存设计由于相控阵雷达模拟器需要处理大量的数据和信号，因此内存的容量和速度也是设计的关键因素之一。
本设计采用了以下内存方案：•256 MB的DDR2 SDRAM：用于存储操作系统和各种应用程序，提供高速的读写速度和大容量存储空间。
•8 MB的Flash Memory：用于存储系统启动和应用程序，具有高速读取速度和不易失性的特点。
• 1 GB的SD卡：用于扩展存储空间，用户可以将数据保存到SD卡中，方便后续处理和分析。
软件设计操作系统选型由于相控阵雷达模拟器需要进行大量的数据处理、算法计算和信号分析，因此操作系统的选择非常重要。
雷达综合训练模拟器的设计与实现
雷达综合训练模拟器的设计与实现引言雷达技术作为现代军事的重要组成部分，其应用范围非常广泛。
为了提高军事人员对雷达技术的理解和应用能力，需要开发出一种高效的雷达综合训练模拟器。
本文主要介绍了一种基于计算机技术的雷达综合训练模拟器的设计与实现。
需求分析为了提高雷达技术的理解和应用能力，需要开发一种基于计算机技术的雷达综合训练模拟器。
经过需求分析，该雷达综合训练模拟器需要实现以下功能：1.雷达系统的基本原理及工作流程的模拟；2.雷达系统的参数调节及实验结果的显示；3.雷达目标识别、跟踪、攻击等实验；4.雷达系统的对抗实验；5.基于网络技术的多人在线模拟实验。
功能设计根据需求分析，我们将设计出一个具有如下功能的雷达综合训练模拟器：模拟雷达系统的基本原理及工作流程为了让军事人员更好地理解雷达技术，我们将模拟雷达系统的基本原理和工作流程。
具体而言，我们将展示雷达系统的发射、接收、信号处理等过程，并演示雷达系统的工作原理。
实现雷达系统的参数调节及实验结果的显示我们将为用户提供调节雷达系统参数的界面，包括发射频率、极化方式、占空比等参数。
同时，用户可以观察并记录雷达系统实验结果，包括反射强度、接收信号等数据。
实现雷达目标识别、跟踪、攻击等实验为了提高用户的实际操作能力，我们将提供雷达目标识别、跟踪、攻击等实验。
用户可以在模拟器中设置不同的目标参数，以测试雷达系统的识别、跟踪和攻击能力。
实现雷达系统的对抗实验除了单独测试雷达系统的性能外，我们还将提供雷达系统的对抗实验。
具体而言，我们将提供多个雷达系统，并要求用户通过选择不同的雷达参数和战术，对抗其他雷达系统。
实现基于网络技术的多人在线模拟实验为了让用户能够在线上与其他用户进行雷达综合训练，我们将提供一个基于网络技术的多人在线模拟实验功能。
用户可以在该功能下与其他用户进行多人协作实验或对抗竞技。
技术实现为了实现上述功能，我们需要使用到以下技术：1.C++语言：作为程序的编写语言，使用面向对象的编程思想，加强程序的可扩展性和可维护性；2.OpenGL图形库：作为程序的图形库，提供了强大的图形渲染功能；3.UDP网络通信技术：作为程序的网络通信技术，实现模拟器之间的通信；4.多线程技术：提高了程序的并发处理能力，提升程序的性能和用户体验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
仿真技术机载相控阵雷达模拟器设计与实现*梁 红1,高 遐2(1.南京电子技术研究所, 南京210013; 2.空军装备部, 北京100843)摘要 机载相控阵雷达模拟器可实现操作员在地面训练空中科目。
该文介绍了机载相控阵雷达模拟器的运行计算机网络结构、功能(模拟功能、可控功能、用户界面功能),重点介绍了雷达探测功能仿真软件的模块组成和逻辑流程,着重分析了基于高层体系结构的架构、雷达横截面积和干扰对作用距离的影响等关键技术,最后指出了机载相控阵雷达模拟器今后的研究方向。
关键词 机载相控阵雷达;模拟器;设计;实现中图分类号:TN958、TN955 文献标识码:AD esi gn and Imp l e m entation for Sim ul ator of A irborne Phased Array R adarLI A NG H ong1,GAO X ia2(1.Nan ji n g Research I nstitute o fE lectron ics Technology, N anjing210013,Ch i n a)(2.The Equ i p m ent Depart m en,t PLAAF, Be iji n g100843,Ch i n a)Ab stract The s i m u l a t o r o f a irbo rne phased a rray radar can be used t o tra i n the radar operator on ground.Th i s pape r i n troduces the net wo rk arch itecture of the compu ter t hat the s i m u l a t o r run in the f uncti ons(S i m u l a ti on、Contro l、U I)of si m ulato r of a i r borne phased a rray radar,and also i ntroduces the consisti ng of t he m odule and log ica l flo w cha rt o f the s i m u l ation so ft w are o f radar detecti ng,focuses on t he key technology o fHLA(H i gh L evel A rch itecture)a rchitec t ure,the i m pact of RCS(R adar Corss Section) and i n terference on range,a l so i nd i cates the direc ti on o f the research o f the airborne phased array radar si m u lator.K ey w ords airborne phased array radar;si m ulato r;design;i m p l em enta tion0 引 言利用模拟器替代实装开展训练,可以实现地面训练空中科目,节省费用、安全可靠,其效果与空中训练相近,在特殊情况处置和高强度训练方面甚至超过实装训练。
任务训练模拟器就是任务电子系统在地面的仿真模拟训练系统,用于对任务电子系统的操作人员在地面进行技术、战术训练等,以及对任务电子系统记录的数据进行重放、分析和辅助评估。
机载相控阵雷达模拟器是任务训练模拟器中的一部分,该模拟器实时模拟机载相控阵雷达在各种工作方式下对空中、海面各类目标的探测功能,实现操作员在地面训练空中科目。
本文介绍了机载相控阵雷达模拟器的功能、设计和关键技术。
1 机载相控阵雷达模拟器的设计机载相控阵雷达模拟器运行的计算机网络如图1所示。
它由以下各部分组成:(1)RADARS:雷达探测级模拟器;(2)MCS:任务计算机;(3)OW S:操作员工作站;(4)I FF/SSR:敌我识别/二次雷达设备模拟器;(5)I N S:惯性导航设备模拟器;(6)ES M:电子对抗设备模拟器;(7)COM:通信设备模拟器;(8)TCD:训练管理台,其上运行训练管理软件。
图1 雷达模拟器运行计算机网络结构105第30卷 第8期 2008年8月现代雷达M ode rn R adarV o.l30 N o.8A ugust2008*收稿日期:2008 04 12 修订日期:2008 07 28其中网1为训练网,采用与实装一致的NT _OSE ,网2为导调网,采用H LA -RTI 的接口规范。
雷达模拟器软件由3部分组成:雷达探测功能仿真软件、雷达任务计算机仿真软件,雷达综合显控仿真软件。
而雷达任务计算机仿真软件又由4部分组成,分别为自检仿真软件、校准仿真软件、景控制仿真软件和跟踪处理仿真软件。
雷达任务计算机仿真软件驻留于图1中的M CS 上,它是雷达的中心控制和数据处理机,完成点迹录取、航迹形成、雷达资源分配、时间能量管理、机内故障自检以及波束扫描控制等,它通过控制总线向各分系统传输波束方向、工作频率、工作方式等工作参数。
雷达综合显控仿真软件驻留于图1中的OW S 上,它提供控制雷达的人机界面,以及将雷达搜索跟踪获得的目标信息显示在高分辨率屏幕上。
雷达探测功能仿真软件驻留于图1中的RADARS 上,完成各种工作方式下对空中、海面各类目标的探测功能。
本着最大程度与实装一致以及节约成本的原则,景控制仿真软件、跟踪处理仿真软件和雷达综合显控仿真软件直接用实装软件,而自检仿真软件、校准仿真软件和雷达探测功能仿真软件为新开发软件。
自检仿真软件的主要功能是对各种自检方式进行仿真应答,支持OW S 对自检模式的操作过程。
包括内部状态管理功能、初始化功能、周期自检功能、脱机自检功能、雷达状态上报功能、系统自检功能等。
校准仿真软件的主要功能是对各种校准方式进行仿真应答,支持OW S 对校准模式的操作过程。
包括状态管理功能、雷达天线阵面校准和测试管理功能、I FF /SSR 天线校准管理功能、校准文件加载功能、电源管理功能等。
下面着重讲述雷达探测功能仿真软件的功能和设计。
雷达探测功能仿真软件包括3部分功能,即模拟功能、可控功能、用户界面功能。
1)模拟功能:主要功能是根据训练管理软件发布的场景目标(包括空中、海上等平台和雷达干扰设备)信息,如目标位置、速度、属性(雷达横截面积RCS 等)等参数,模拟在各种工作模式下对雷达对空情、海情的探测级输出。
即接收景控制仿真软件发来的景消息,根据实时从导调网读取的目标位置、速度、属性等目标信息,向跟踪处理仿真软件提供检测到的点迹报告等数据。
2)可控功能:实现的功能主要有以下4种:(1)响应雷达综合显控仿真软件的状态命令,包括初始化、待机、工作、维护、关机等5种状态,以及各状态之间的转换;(2)接收教员导调区训练管理软件发出的训练进程控制命令,根据命令使雷达设备模拟器调整到相应的训练进程状态,并报告命令的执行情况,包括准备命令、开始命令、停止命令、正常报告和异常报告等;(3)接收训练管理软件通过导调网发送的设备特殊情况设置信息,并模拟产生对应的探测现象信息;(4)接收训练管理软件通过导调网发送的虚警个数,并模拟虚警环境。
3)用户界面功能:主要功能包括提供地图背景和相应的态势显示,提供简单易操作的人机交互手段包括对地图的缩放、偏心、叠加漫游等,方便对雷达模拟器的干预操作。
为实现以上功能,雷达探测功能仿真软件包含如下模块:(1)实时接收训练管理台的多个目标模块;(2)实时接收天线波束实时位置和惯导数据模块;(3)产生虚警模块;(4)常规模式目标和虚警落入雷达波束内的相关处理模块;(5)特殊模式相关处理模块;(6)坐标转换处理模块;(7)相关的目标点迹转换成信号处理机的输出数据格式模块;(8)根据信号形式和参数选择,并进行相应处理模块;(9)用户界面处理模块。
雷达探测功能仿真软件逻辑流程如图2所示。
图2 雷达探测功能仿真软件逻辑流程2 关键技术实现2.1 采用高层体系结构(H igh Level A rch itecture ,H LA)架构雷达探测功能仿真软件运行于工控机上,上面有106现代雷达30卷2个网卡,1个网卡连接到训练网上,通信使用NT_ OSE;另一个网卡连接到导调网上,采用HLA RTI的接口规范。
HLA是新一代分布交互式仿真体系结构。
在HLA框架下,为达到某一特定目的而设计的分布仿真系统称为联邦,它由若干相互作用的联邦成员组成,所有参与联邦运行的应用程序都可称为联邦成员。
运行支撑环境(RUN.T i m e I nfrastructrue,RTI)也叫运行时间基础或运行支撑系统,作为H LA仿真运用的基础软件层,是对HLA体系结构的体现,它提供H LA接口规范中定义的标准接口调用,按照HLA规则开发的各种仿真运用应该能够方便地连接到RT I之上,仿真过程中需要交互的各种信息都应通过RTI来完成[1-2]。
基于以上思想,将整个任务训练模拟器看作是1个联邦,而雷达模拟器是联邦的1个联邦成员。
首先进行类的开发,再进行成员对象模型(SOM)和联邦对象模型(FOM)的开发,最后生成联邦执行数据文件(FED文件),FED文件中定义了联邦执行过程中经由RTI通信的对象类和交互类。
任务训练模拟器中的训练管理指令类,就是采用HLA思想定义的1种交互类,雷达模拟器订购其中的准备命令、开始命令、停止命令、正常报告和异常报告等,而任务训练模拟器中的剧情生成对象类,则是采用HLA思想定义的1种对象类,用于产生任务训练所需的环境背景信息,特别是环境背景信息中的实体对象,雷达模拟器订购其中的空基平台信息、海基平台信息、雷达设备信息等。
2.2 RCS(雷达横截面积)和干扰对作用距离的影响若不考虑RCS和干扰对作用距离的影响,按照实装设备指标能力模拟雷达在各种工作模式下的探测作用距离,那么模拟的效果就和实际情况差距较大。
本模拟器为了提高模拟的真实度,计算雷达检测距离时还考虑了RCS和干扰(包括随队干扰和支援干扰)对作用距离的影响。
RCS与作用距离的关系如式(1)所示[3]R=4!R0(1)式中:R0为在某种工作方式下对RCS为 0的目标的指标距离; 为给定的目标RCS值。
随队干扰与作用距离的关系如式(2)所示R SSJ=S0S!R0(2)式中:S0为指标功率谱密度(线性值);R0为指标距离;S为给定的功率谱密度(线性值)。
支援干扰与作用距离的关系如式(3)所示R BT=4S0S!R JR J0!R0(3)式中:S0为指标功率谱密度(线性值);R J0为干扰机与载机间的指标距离;R0为指标距离;S为给定的功率谱密度(线性值);R J为给定的干扰距离。