基于“黑板”的雷达电子战系统仿真
电子对抗系统数字化样机建设思路综述
电子对抗系统数字化样机建设思路综述刘德龙,陈旭,张琛(中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101)摘要:分析了数字化样机建设现状与存在的相关问题,介绍了功能级㊁信号级数字样机的优缺点以及应用范围,理清了各层级数字样机的建设需求和建设手段,结合当前的问题和系统工程设计方法,给出了电子对抗数字化样机的基本建设思路和总体方案㊂关键词:功能级;信号级;数字化样机中图分类号:T N97文献标识码:A文章编号:C N32-1413(2021)05-0012-05 D O I:10.16426/j.c n k i.j c d z d k.2021.05.003O v e r v i e w o f C o n s t r u c t i o n I d e a s f o r D i g i t a l P r o t o t y p e o fE l e c t r o n i c C o u n t e r m e a s u r e S y s t e mL I U D e-l o n g,C H E N X u,Z H A N G C h e n(T h e723I n s t i t u t e o f C S I C,Y a n g z h o u225101,C h i n a)A b s t r a c t:T h i s p a p e r a n a l y z e s t h e p r e s e n t c o n s t r u c t i o n s i t u a t i o n a n d e x i s t i n g p r o b l e m s o f d i g i t a l p r o t o t y p e,i n t r o d u c e s t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f f u n c t i o n a l l e v e l a n d s i g n a l l e v e l d i g i t a l p r o t o t y p e s a s w e l l a s t h e i r a p p l i c a t i o n r a n g e,c l a r i f i e s t h e c o n s t u r c t i o n d e m a n d a n d c o n s t u r c t i o n m e a n s o f d i g i t a l p r o t o t y p e s a t a l l l e v e l s,g i v e s t h e b a s i c c o n s t u r c t i o n i d e a s a n d o v e r a l l s c h e m e o f d i g i t a l p r o t o t y p e s f o r e l e c t r o n i c c o u n t e r m e a s u r e s y s t e m c o m b i n i n g w i t h t h e c u r r e n t p r o b l e m s a n d s y s t e m e n g i n e e r i n g d e s i g n m e t h o d s.K e y w o r d s:f u n c t i o n a l l e v e l;s i g n a l l e v e l;d i g i t a l p r o t o t y p e0引言电子对抗系统的开发是一个十分复杂的系统工程㊂面对错综复杂的工作环境㊁性能提升的低截获雷达技术㊁日益强烈的反电子对抗手段,电子对抗系统需要越来越复杂,指标要求也越来越高㊂研制一个电子对抗系统,耗资大,周期长,难以预测的因素多,实验难度大,在研制时往往需要跨企业㊁跨部门㊁跨系统的多个团队共同完成㊂在这种由多个设计小组共同参与的项目中,层次化㊁模块化的设计流程可以大大方便项目管理,明确各个项目开发小组的设计目标,进而缩短产品的开发周期㊂而数字化平台建设及数字化样机研制工作使得研发的总体部门㊁各分机设计㊁加工部门在实践中不断完善工作流程㊁仿真流程,增进了跨部门合作,积累了过往工程设计经验,提升了项目总师㊁设计人员㊁管理人员素质和工作效率,缩短了新项目研发周期,提高了产品可靠性和功能扩展性能,增强了信息化体系作战条件下现代信息装备研制的核心竞争力[1]㊂1数字化样机建设现状1.1产品方案设计没有统一的仿真环境,模型不统一,难以共享与重用系统设计模型分为3层:作战需求分析㊁产品方案设计和功能单元设计,对于每一层模型,设计与仿真形成闭环㊂其中,作战需求分析层由作战仿真软件支持仿真验证;功能单元设计层可以由相关的专业软件支持仿真验证;而产品方案设计层目前还没有能够支持仿真验证的环境㊂如图1所示,系统设2021年10月舰船电子对抗O c t.2021第44卷第5期S H I P B O A R D E L E C T R O N I C C O U N T E R M E A S U R E V o l.44N o.5收稿日期:20210312计师一般的手段是构建相应的V C ㊁M a t l a b 仿真模型来仿真验证自己的设计㊂但是如图2所示,目前这些模型没有统一的仿真运行平台,导致建模没有统一的规范,难以统一管理而散乱于各个设计师自己手里,致使模型难以被共享㊁被重用;同时又由于模型难以被共享㊁重用,导致设计师仿真需要的重复工作多,工作量大,影响设计师的工作效率[2]㊂图1系统设计建模仿真中存在的问题图2 已有模型难以重用1.2 模型构建层次不清晰由于数字化样机的研发技术和信号处理技术比较类似,研发团队一般也以该团队成员为主,因而当前数字化样机多为信号级样机㊂而这类样机优缺点明显,不能解决所有用户的需求,因此理清当前数字化样机建设需求与手段㊁清晰化模型构建层次是当前数字化样机建设的前提[3]㊂1.3 现有仿真模型偏理想,未结合实测数据目前,正常的产品方案设计都是做了仿真的,但是仿真主要考虑理想条件下的仿真,没有接入实际的数据进行仿真推演㊂大多数产品难以避免在被实际做出来之后,存在与之前的设计预期不符,甚至达不到所设计的功能和性能㊂如图3所示,天线方向的理想与实测相差较大;如图4所示,理想信号与实测信号的频谱也不尽相同㊂1.4 软件开发与调试依赖硬件实物在电子战设备实际研发中,由于电子战系统软图3天线方向图的理想与实测之间有较大差异图4 理想信号与实测环境信号件部分的开发与调试较强地依赖硬件,导致软件部分的开发与调试往往需要等硬件部分有实物之后才能开展,进而使得电子战系统中的软件研发滞后于硬件研发,影响整个系统研发周期㊂特别是未来大数据㊁智能化㊁态势生成等真实的环境场景很难构建,因此需要建设数字化的仿真平台以满足软件开发需求㊂2 数字化样机构建层次及目的一般情况下,电子对抗系统的数字化样机在实现形式上分成功能级数字化样机㊁信号级数字化样机以及介于两者之间的一些其他形式的数字化样机,下面分别介绍这些数字化样机的优缺点及应用范围㊂2.1 数字化样机的应用范围2.1.1 功能级数字样机功能级数字样机由于计算量少,因此可以实现实时处理,能够支持多系统之间的实时在线仿真㊂这类数字化样机主要用于作战场景的展示以及战术战法的推演,从而可充分了解每个设备中各项指标的重要性,对装备指标体系建设有一定的帮助㊂但31第5期刘德龙等:电子对抗系统数字化样机建设思路综述是功能级的数字样机由于仿真颗粒度过于粗糙,无法用于指导设备研制㊂2.1.2 信号级数字样机信号级数字化样机的仿真重点在于数字信号处理与波形调制部分的算法模拟与展示,这类仿真的优势在于对信号处理部分的仿真逼近了真实情况,因此可以通过信号级数字化样机的仿真推算出设备的基本性能指标,指导设备的研制㊂一般这类仿真是将仿真时间内的所有数据加载到内存中集中计算处理后再统一展现,典型的仿真软件有s y s t e m v u e 等㊂由于其计算量较大,若没有现场可编程门阵列(F P G A )等硬件的支持与加速,无法实现实时的仿真计算;因此,几乎无法实时支持对后端信息处理仿真所需要的数据,也无法满足多系统之间的联合调试㊂2.1.3 数据级数字样机数据级数字样机是基于雷达脉冲描述字(P DW )的仿真㊂这类仿真实时运行在C P U 和图像处理器(G P U )之中,主要为了验证电子对抗系统的信息处理软件实现能力㊁分系统协同能力和整机工作流程实现能力,解决软件开发与调试依赖硬件实物和测试环境的问题㊂这类仿真利用模拟器构建数据流,因此可以实时验证多传感器融合,综合态势生成㊁威胁估计等软件效能,提高对抗设备的智能化水平㊂2.2 数字样机建设需求分析根据以上论述可知,不同层级的数字化样机的建设目标与建设需求是不一的,建设手段和建设方案也完全不同,因此总结仿真的层次化关系㊁仿真目的是非常必要的㊂现将各层级数字化样机建设的仿真需求㊁目的和建设方法总结如表1所示㊂3 数据级数字化样机建设思路和总体方案3.1 基本思路如图5所示,根据集成产品开发(I P D )流程结合系统工程设计方法,系统的设计应分为以下3个步骤:(1)作战需求分析;(2)系统方案设计;(3)子系统(模块)方案设计㊂其中作战需求分析需要通过功能级数字化样机给出电子战效能级模型;系统方案设计主要采用P DW 功能级数字化样机,验证电子战整机的态势生成与资源管理架构㊁整机工作模式㊁工作流程;子系统级方案设计,主要完成对电子战接收处理指标验证㊁干扰波形调制能力验证㊂因此总结数字化样机的建设思路如下:(1)明确各层级数字化样机的定位明确数字化样机的面向对象和建设目标,从而确定数字化样机分几个层次㊁几个团队分别建设㊂要充分发挥每一个层级的数字化样机的优点,分别解决设计中的一些问题㊂不能总想利用一个层次的数字化样机解决不同层次的问题,这样是不科学的㊂(2)统一的仿真环境㊁模型团队内部数字化样机的建设需要选择统一的仿真环境㊁统一的实现架构㊁统一的共享形式㊁统一的模型说明,才能使得数字化仿真变成组织级别的资图5 系统设计与仿真业务流程示意图41舰船电子对抗第44卷表1 各层次数字化样机的仿真需求、目的和建设方法需求层次需求条目举例说明仿真需求要点仿真本质仿真环境与仿真方法多系统级联合仿真作战场景的演示展示作战战法的演示验证系统指标需求分析单雷达与电子对抗设备对抗流程演示组网雷达与多电子对抗设备对抗流程演示以平台对抗为基础,我方平台雷达+电子对抗设备面对敌方雷达+电子对抗设备进攻防守演示验证电子对抗设备指标与作战效果的联系界面展示性强㊁实时性效果好界面展示性强㊁实时性效果好界面展示性强雷达方程+干扰方程的时空域展示平台对抗作战流程验证,本质就是找出雷达仿真+干扰方程的 极点 ,寻找某设计定型的电子对抗和雷达设备获得最佳对抗效果的作战战法本质即找出设备各指标之间与作战效果之间的关系,确定最佳设计平衡点,比如灵敏度与截获概率之间的平衡点,干扰功率和作战效果之间的平衡点面向对象的界面编程;系统辐射源描述字(E D W )功能级仿真面向对象的界面编程;系统辐射源描述字(E D W )功能级仿真;2个方程寻找极点的仿真M a t l a b ;加入环境场景的2个方程的约束与极点寻找的仿真系统级仿真软件能力与流程分析验证态势生成㊁威胁估计㊁智能训练㊁工作流程仿真等构件软件输入与输出闭环,搭建软件环境模拟器模拟战场数据(硬件处理后的)作战效能的推理分析基于作战场景的侦察截获概率仿真㊁干扰效果的仿真;雷达抗干扰样式仿真实时性较弱,抓住核心对抗点,部分算法可简化仿真2个系统之间的信号处理和流程之间的对抗P D W 功能级仿真;利用数据模拟器实现分系统级仿真系统性能指标验证系统灵敏度验证;系统测向精度验证;系统信号检测能力验证;干扰波形生成能力系统工作流程验证接收机与微波控制流程验证;动态D B F ㊁动态信道化算法验证等系统架构的1ʒ1搭建,仿真准确性需要较高,能够与设备保持一致验证复杂环境下系统的各项性能指标:比如验证不同方位㊁俯仰下信号的灵敏度,以达到指导设备调试的目的㊂寻找系统最优控制流程,保证在一定硬件设备下,达到系统能力的最优化实时性信号级仿真分机级仿真分机算法验证㊁分机性能指标验证㊁分机工作流程验证模块性能指标验证微波系统的性能指标仿真验证接收机多信号同时到达㊁测向解模糊㊁测频精度的仿真信号分选与识别算法仿真验证微波模块的性能验证,比如滤波器的性能验证仿真结果准确,能指导设备研制仿真结果准确,实时性需与装备一致仿真结果准确,能指导设备研制寻找微波系统的搭建最优方案S ys t e m v u e ㊁M a t l a b 等其他仿真工具(信号级仿真)仿真验证复杂环境下接收机算法的缺陷点,寻找最优接收处理算法实时性信号级仿真仿真验证信号分选准则的正确性㊁识别算法的准确性㊁算法的最优方式等P D W 信号功能+非实时性数据处理仿真(M a t l a b +G U I)验证微波模块设计的最优方案51第5期刘德龙等:电子对抗系统数字化样机建设思路综述产,为组织未来的发展提供动力,使得数字化仿真意义扩大化㊂另外需要建立共享机制,扩大团队信息共享,提高科研水平㊂(3)一步一个脚印地更新仿真的准确性马克思哲学中阐述了认识的本质和过程:实践是认识的基础,认识是实践基础上主体对客体的能动反映,认知可以指导实践,实践可以改变认知,这是一个循序渐进㊁螺旋式上升的过程㊂建立数字化样机也是一样,一开始不能要求太高,太多的需求可能导致实现困难,工作难以开展㊂一方面,应当在目前的认知条件下,先做一个基本的样机架构,完成基本的功能,获得基本的成果后逐步前进;另一方面应当在已有数字样机的基础上,结合更多的实测数据,增强仿真的可信度㊂(4)分离软硬件数字化仿真,提升仿真设计效率总的来说,对于天线与微波前端和接收处理㊁信号调制发射等硬件实现部分,可利用s y s t e m v u e等软件,实现信号级仿真,从而达到更准确的仿真效果;对于软件处理部分,可通过开发前端数据模拟器,模拟各类接收机的P DW㊁E DW㊁雷达点迹㊁航迹等数据,而数字化样机运行架构应当与设备软件保持一致,这样可以使得数字化样机的开发成果与设备开发更易共享,节约人力资源㊂3.2总体方案图6为对抗数字化样机建设总体框图,主要包括雷达模型㊁环境模型和对抗模型㊂仿真开始,由环境模型配置双方平台信息,主要包括:经纬度㊁运动方位㊁速度㊁雷达截面积(R C S)等,然后产生除了雷达与对抗两方的其他复杂电磁环境,送至对抗模型㊂接着雷达模型开机,发射电磁波(此处为雷达信号描述字),通过环境模型计算其空间衰减与坐标转化,将雷达信号描述字送达对抗模型㊂对抗模型通过无源侦察模型接收环境模型中传输的复杂电磁环境,也包括雷达模型通过环境模型发至侦察模型中的雷达信号描述字,通过智能化决策后由干扰模型输出干扰信号描述字送至环境模型送达㊂环境模型根据目标方的R C S㊁雷达信号功率㊁两者径向运动速度㊁云㊁雨等背景影响计算雷达回波,再根据干扰信号描述字生成雷达真实接收的基带信号,送至雷达接收机㊂接收机根据回波计算雷达点迹和航迹,将其送至环境模型,环境模型依照两者真实的方位㊁速度进行判决,将干扰真实效果送至对抗模型,由此形成闭环,可供机器学习算法实施训练㊂图6对抗数字化样机建设总体框图4结束语本文首先分析了数字化样机建设现状,总结了当前存在的问题;通过分析当前几种常见的数字化样机建设模式,总结其优缺点及适用范围;然后从需求的角度出发,给出了各层级数字样机的需求层次㊁仿真要点㊁仿真本质和适用仿真环境等;最后给出了数字化样机的基本建设思路和总体方案㊂参考文献[1]朱兵.层次化电子对抗系统仿真研究[D].西安:西安电子科技大学,2017.[2]王琦琦.电子对抗仿真建模与评估技术研究[D].西安:西安电子科技大学,2017.[3]陈旗.水面舰艇编队电子对抗仿真系统研究[J].舰船科学技术,2010,32(6):7983.61舰船电子对抗第44卷。
雷达原理ppt课件68页PPT知识讲解
雷达对抗的重要性
取得军事优势的重要手段和保证
典型战例1：二次世界大战的诺曼地登陆，盟军 完全掌握了德军德40多不雷达的参数何配置， 通过干扰何轰炸，使德军雷达完全瘫痪。盟军 参战的2127艘舰船，只损失了6艘。 海湾战争：多国部队凭借高技术优势，在战争 的整个过程中使用了各种电子对抗手段，使伊 军的雷达无法工作、通信中断、指挥失灵。双 方人员损失为百人比数十万人。
电子战（EW）的含义
电子战是敌我双方利用电磁能和定向能破 坏敌方武器装备对电磁频谱、电磁信息 的利用或对敌方武器装备和人员进行攻 击、杀伤，同时保障己方武器装备效能 的正常发挥和人员的安全而采取的军事 行动。
电子战（EW）的含义
传统的电子战： 电子对抗（ECM）,包括电子侦察、干扰、
隐身、摧毁。 电子反对抗（ECCM）,包括电子反侦察、
先看几个著名的电子战经典战例：
——1982年6月9日，叙以贝卡谷地之战，以军一方面用 RC-707电子战飞机施放强烈电子干扰，同时用E-2"鹰眼" 空中预警机掩护导航，用"标准"和"狼"式反辐射导弹将叙 军苦心经营10年的19个导弹基地全部摧毁。
——1986年4月美军空袭利比亚。"软杀伤"与"硬摧 毁"手段紧密结合，双管齐下，仅仅12分钟就完成了代号 为"黄金峡谷"的军事行动，被称为"外科手术式"的攻击战， 使利比亚的防空体系毁于一旦。
处于抗干扰和反侦察地需要，许多雷达具有改变发射 信号的载波频率、脉冲重复频率、脉冲波形或者其它调 制参数，变化的时间可能在秒、毫秒甚至脉间。 信号威胁程度高、反应时间短
2）近年的分类方法
电子干扰
雷达有源干扰设备数据库ER概念模型建模
模 型 的 思路 和关键 技 术 ， 用 Ｐ ｗｅＤ ｓ ｎ ｒ 件 ， 采 ｏ ｒ ｅｉ ｅ 软 ｇ 建立 了雷达有 源干扰 设 备 数 据 库 Ｅ Ｒ概 念
Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｎａ ｉ ｎ ｌＵｎ ｖ ｒ ｉ ｆＤｅ ｅ ｓ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｃｈ ｎ ｓ ａ ４ ０ ７ Ｈ ｎ ｎ， ｉ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ， ｔ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｆ ｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ， ａ ｇ ｈ １ ０ ３， ｕ ａ Ｃｈ ｎ ） ｏ ｙ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ａ ａ ａ ｅｏ ａ ａ ｌｃｒ ｎｃｗａｆｒ ｑ ｉｍｅ ｔ ｓｔ ｅｋ ｙｐ ｒ ｆｔ ｅｅｅ ｔｏ ｉ ｒａｅｓｍｕ ｓｒｃ ： ｅｄ ｔ ｂ ｓ ｆｒｄ ｒｅｅ ｔｏ ｉ ｒａ ｅｅ ｕ ｐ ｎ ｈ ｅ ａｔｏ ｈ ｌｃｒ ｎｃｗａ ｆｒ ｉ — ｉ
存在许 多 相似 的技 术 特 点 ， 文 以 雷 达 有 源 干扰 设 备 本
段 。作为 一种 大型 数 据 库 ， 的 核 心 内容 是 各 种 雷 达 它 电子 战设 备详 细 的战 术 技术 参数 ， 由于仿 真程 序 可 以 直 接存取仿 真 设备 的每 一 项 战术 技 术 参 数 ， 因此 其 存
维普资讯
第 ２ 卷第 ６期 ２
航天电子对抗
５ １
雷 达 有 源 干 扰 设 备 数 据 库 Ｅ 概 念 模 型 建 模 Ｒ
唐 忠 ｈ ， 连 栋 刘 东 玉 。汪 ，
（． １ 中国人 民解放 军 ６ ８ ２ 队 ， ３９ 部 河南 洛 阳 ４ １ ０ ；．国防科技 大 学电子科 学与 工程 学院 ， 南 长沙 ４ ０ ７ ） ７０３２ 湖 １０ ３
通用雷达杂波仿真系统的设计与实现
通用雷达杂波仿真系统 的设计与实现
任 博， 锋 ， 进， 赵 刘 杨 勇 ， 王雪松
（ 国防科技大 学 ， 长沙 ４ ０７ ） １０３
摘要： 以雷达 电子战 系统仿 真与评 估为应 用背景 ， 于信 号级 建模仿 真 方法和 通用化 、 块化 设 基 模
计 思想 ， 构建 了适 用于多种雷达 电子战 系统仿 真应 用的通 用雷达杂波仿真 系统 ， 绍 了系统 的设 介 计与 实现 方法 ， 出了其 中的关键 仿真模 型 。该 系统能够 对 固定平 台和运 动平 台下 雷达所接 收 给 的地／ 海杂波 以及 气象杂波进行信 号级模 拟。最后给 出了仿真结果 ， 验证 了该 系统的有效性 。 关 键词 ： 雷达 ； 仿真 ； 海杂渡 ； 地／ 气象杂 波 Ｔｈ ｓｇ ｎ ａｉａ ｉｎ ｏ ｉｅ ｓ ｌＲａ ａ ｕ ｔｒ Ｓ ｓｅ ｅ Ｄｅｉｎ ａ ｄ Ｒｅ ｌ ｔｏ ｆＵｎ ｖ ｒ ａ ｄ ｒ Ｃｌｔｅ ｙ ｔｍ ｚ
６ ８
任 博 ， 锋， 进， 勇， 赵 刘 杨 王雪松 通用雷达杂波仿真 系统的设计与实现
电子信息对抗技术・ ２ 卷 第 ６ ２ １ 年 １ 月第 ６ ０１ １ 期
中图分类号 ：Ｎ ５ Ｔ ９５
文献标志码 ： Ａ
ห้องสมุดไป่ตู้
文章编号 ：６４— ２０ ２ １）６ ０８ ５ １７ ２３ （０ １０ —０６ —０
基于信号级的建模仿真思想是通过对单个散 射单元回波信号的幅度和相位分别进行模拟 ， 进 而对相同距离下各个散射单元的回波信号采用叠 加的方法 ， 完成多个散射体的合成信号。杂波回 波可以看成来 自大量点 目标 回波信号 的相 干合 成， 像地 ／ 海杂 波 的面 目标 的散射 截 面积取 决于散 射系数与采样单元面积 的乘积 ， 而气象杂波 由于
对单脉冲雷达角度跟踪系统的干扰仿真研究
＼ 。
ｊ｛ ｊ ｛ 】 蝼 嚣
。 。
两 干扰 源 干扰 角／ 。
／ ＿
图 ９ 固定 相 位 差 时 两 干扰 源 夹 角 与 测 角误 差 关 系
两干扰 源功率 比 （） 想情况（＝ｌ０） ａ理 。 ８
— ．
图 ９所示 为干扰源 Ｊ 入 射角 固定 ， 干扰 源 Ｊ 入 射
号分 别 为 ：
∑（ ）＝Ａ１ ） ｊ Ｇ （ １ ｅ ＋Ａ２ （ ） ｊ Ｇ ｅ ‘ ’ｊ ｅ
Ｏ
０ ０
．
角 度／ 。
图 ５
ｌ
扣
初 始 差 和 比
（ ２） △（ ）＝Ａ １ Ｇ△（ １ ｅ２￣ｏ ０）Ｊ Ｊ ￣ 十Ａ２ Ｇ△（ ） ｉ ￣ｂ ｅ２ ｔ ￣ ｅ Ｊ ￣
／
十
十
Ｂ 相 位 蓑 １ ５ 一 ７。
相位差１ ７ ７
角在 半波束宽度 内变化 时 的测 角误差 情况 。 可以看 到 ，
干扰 源 Ｊ 对准雷达 主波束零点入 射 时所 产生 的测 角误 差最 大 。此 外 ， 着 两 干 扰 源 相 位 差 由 １ ０ 减 小 到 随 ８。 １５， ７ 。测角误 差 也 由 ４ ． 。 ４ ５下降 到 了 ５ ２ 。防 真结果 还 ．。
６ ２
航天 电子 对抗
第 ２ ８卷 第 ４期
对 单脉 冲 雷 达 角 度 跟 踪 系统 的干 扰 仿 真 研 究
刘 洋涛 ， 志梅 郝
（ 中航 雷 达 与 电 子 设 备 研 究 院 ， 苏 无 锡 ２ ４ ６ ） 江 １ ０ ３
摘要 ： 在介 绍单脉 冲 雷达 角度跟 踪 系统原理 的基 础上 ， 雷达 回波信 号 的 角度 建 立 了两 从 相 干 干扰 源对单脉 冲 雷达 角度跟 踪 系统进 行干扰 的具 体模 型 ， 出 了仿真 流程 ， 细分析 了 目 给 详 标雷 达波 束指 向 角、 两干扰 源 与 目标 雷达 夹 角 、 干扰 源相位 差 以及 干扰 功 率比等 因素 对 干扰 两
基于构件的舰载通信电子战系统仿真
ｔ ｃ ｉａ ｅｅ ｅ ｃ ｏ ｏ ｓｒ ｃ ｉ ｇ ｓ ｉ ｂ ａ ｄ ｉ ｔ ｇ ａｅ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｗａ ａ ｅ ｓ ｓｅ ． ｅ ｈｎ ｃ ｌｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆｒ ｃ ｎ ｔｕ ｔｎ ｈ ｐ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ｔ ｄ ｅｅ ｔｏ ｉ ｒ ｒ ｙ ｔ ｍ ｆ
具 有 良好 的 侦 察 、 向 、 视 和 干 扰 功 能 ， 有 一 定 的 工 程 应 用 价 值 ， 构 建 舰 载 单 平 台 综 合 电 子 战 系 统 提 供 了理 论 测 监 具 为
基 础 和技 术 参 考 。
关 键 词 ： 一 体 化 联 合 作 战 ；综 合 电子 战 系统 ； 信 电 子 战 系 统 ；模 型 ；仿 真 通
ｃ ｎｒｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ａ ｏ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔ ｄｊｍｍｉｇｃ ｍｐ ｎ ｎ．Ｉ ｄ ｉ ｏ ａ ， ｉ ｕ ｓｔ ｅｍｏ ｅｉｇｍｅｈ ｄ ｆｅ ｃ ｎ ｔ ｎ ｏ ａ ｎ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎａ ｄｔ ｎ ｌｗｅｄｓ ｓ ｄ ｌ ｔｏ ｓｏ ａ ｈ ｆ ｃｉ ｉ ｃ ｈ ｎ ｕ ｏ
基于VTR软件的脉冲压缩雷达抗干扰仿真
量情 况下 ， 冲压 缩雷 达 的峰 值发 射功率 大大 降低 ， 脉 有 可能低 于 电子 战侦 察 接 收机 的灵 敏 度 ， 就是 低 也 于接 收机本 身的 噪声 水 平 ， 具有 低 截 获 概率 和强 抗
干扰 能力 。
以获得 窄脉 冲 。脉 冲压缩 雷达 既保持 了窄 脉冲 的高
距 离分辨 力 ， 又能 获得 宽 脉 冲雷 达 系 统 的强 检 测 能
力 。而 在 复 杂 电 磁 环 境 下 ， 冲 压 缩 雷 达 通 过 发 射 脉
大 时宽信 号提 高发 射 功率 ， 既增 大 了 雷达 在 压 制 干
０ 引 言
脉冲压缩 包括 发射宽 编码 脉冲 和处理接 收 回波
和手 段限 制 ， 目前 对 雷 达抗 干 扰 动 态试 验 无 法全 面 完整 地展 开 。并 且 由于复杂 电磁环 境 的定义及 电磁
结构 的设置 还存 在争 议 ， 复杂 电磁 环境 没 有 统一 科
学合理 的规 定标 准 ， 这也 为 脉 冲 压缩 雷 达 在 复杂 电 磁环境 中抗 干扰 能力 的考核设 置 了障碍 。 针 对 脉 冲压 缩 雷 达 面 临其 它 信 号 及 杂 波 干 扰 时， 雷达 自动 或人 工采 取 抗 干 扰措 施 的试验 鉴 定 还 较 难实 现 。鉴 于动 态 外 场试 验 难 度 大 、 数据 录取 不 全 等 因素 的影 响 ， 目前 雷 达 抗 干扰 试 验很 难 全 面考
Ｂａ ｅ ｎ ＶＴＲ ｏ ｔ ｒ ｓｄ ｏ Ｓ ｆｗａ ｅ
ＹＵ ｕ— ｕ ｎ， Ｈ ｙ ａ ＧＵ ｉ— ｉ ｇ Ｗ ＡＮＧ ｎｊ ｎ ｉ Ｂ ｎ ｂｎ 。 Ｙａ —ｕ
海战场作战仿真系统的雷达建模与仿真
（ ｕ ａ ｇ ｔ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｎ ｔｔ ｔ ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ４， ｈ ｎ Ｗ ｈ ｎ Ｄｉ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｉ ｓｉｕ ｅ ａ ｈ ｎ ４ ０ ７ Ｃ ｉ ａ）
是 装 备研 制 和 鉴 定 过程 中 的重 要 环节 。受装 备 、 场
地 、 员 、 费 等诸 多， 的 限制 ， 营造 一 个 物 理 人 经 因素 要
的、 能够 呈 现各种 想定 的作 战 环境 是不 可 能 的。 在这
种 情况 下 ， 立 一套 海 战 场 作 战仿 真 系统 能够 有 效 建
ｍｏ １ａ ｉｔ ｒ ｍ ｏ ｅ 。ｗｅ ｅ ｓ ｍ ｍｅ ｄｅ ｎｄ ｆｌｅ ｄ ｌ ｒ ｕ ｄ ｕｐ．Ｔｈｒ ｕｇ ｔ ｅ ｅ ｏ ｈ ｈ ｍｕｌ ｔｏｎ ｉ ｔ ｎｃ ａ ｉ ｎｓ ａ ｅ，ｔ ｅ ｔ ｒ ｓ ｔ ｉ ｏ ｒ ｃ ｎｄ ｈｅ ｔ ｓ ｅ ｕｌ ｓ ｃ ｒ ｅ ｔａ ｍ ｅ ｔ ｈｅ ｒ ｑ ｒ ｍ ｅ ｆｔ ａ ｔｅ ｆｅ ｄ ｃ ｍ ｂ ｔ ｓ ｓ ｅ ｓｍ ｕｌ ｔｏｎ． ｅ ｓ ｔ ｅ ｕｉｅ ｎｔｏ ｈｅ ｂ ｔ ｌ— ｉｌ ｏ ａ ｙ ｔ ｍ ｉ ａｉ
（ ＤＰＭ ） Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔＥｒ ｏ ｏ ｅ （ ＥＭ ） Ｄａ ａ Ｆ ｌｅｉ ｇ Ｍ ｏ ｅ （ ， ａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｒＭ ｄ １Ｍ ， ｔ ｉ ｒｎ ｄ １ ＤＦＭ ） ｔ
引 言
海 战 场 作 战 指挥 系 统 的仿 真 建 模 和 效 能评 估 ，
结 构 的仿 真和 基 于计算 机 仿真 的作 战对 抗 演练 。各
海 战 场作 战仿 真 系统 的雷 达 建 模 与 仿真
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驱 动任 务 的执 行 。如 图 １所尔 。其 核 心 足各 任 务 对
通信 数 据 的读写 相 当于在 小 地进行 ， ｎ 以仃 选择 地 并 ｆ 获 得数 据 到达事 什 通知 。
收 稿 日期 ： ０ １～ ５— １ ２ １ ０ ３
作 者 简 介 ： 刚 （９ ７ ， ， 士 ， 级 工 程 师 ， 究 方 向为 雷 达 电 子 战仿 真 。 王 １６ ） 男 硕 高 研
增刊
王 刚 ， ： 于 “ 等 基 黑板 ” 雷达 电子 战 系统仿真 的
・ １・ ７
Ｒ Ｘ） Ｔ 的通信 也 可 以把 它们 封 装 成 黑 板 接 口， 通信 把
在 黑 板 式通 信 接 ｒ 没计 Ｊ 引进 ＿ 辑 Ｉ 米 １ ｝， ｒ Ｉ ） 表示 １ 数据 ， 块 数据 的读 、 及数 据 到 达事 件 都 通 过 写 逻辑 Ｉ Ｄ号 来 表征 。对 于应 ｊ 程 序 来 说 ， 样 的接 【 ｝ ｊ 这 ｌ １ ＿
在 雷 达 电子战 数 字仿 真 系统 中 ， 用 以太 网组 播 采 进 行通 信 ； 在雷 达 电 子 半 实 物仿 真 系 统 中 ， 用 广 播 采
口库 即 可 。
黑板 式 的通信 接 口并 不 要 求 通信 的每 一 端 都 必
与 具体 的通 信设 备无 关 ， 只需 要关 心与 每个 任务 相关
的数据 即可 。接 口数 据 的结构 、 大小 在 实际 系统 应用 中 由总体 数 据接 口定 义决定 ， 付予 一个 逻辑 Ｉ 并 Ｄ号 ； 数据 的传 输 与具 体通 信硬件 相关 ， 封装 在相 应 的统 可
内存 网进 行 实时通 信 。虽 然仿 真系 统 的仟 务
・ ， 敛
硬件平 台也不 一样 ， 都 采 Ｈ 但 Ｊ ｒ黑 板 软 件 体 系 结 构 ， 采用 黑板 通 信 接 口时 ， 据 接 ｆ仍 采 』 结 构 数 据 定 数 ｌ ｆ Ｊ 义 。实践 证 明 ， 种黑 板式 通信 接 １ 町以较女－ 满 这 Ｉ ｆ 地 分布 式雷 达 电子 战仿 真系统 的需求 ， 朽较 好 的扩 并
中 图分 类 号 ： Ｔ ９ ２ Ｎ ５
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １７ ７ ４ （ ０ ） ０ ７ ０ Ｄ ：０ ３ ０ ／．ｓｎ 】７ ７ ４ ． ０ ． ． １ ６ ２— ６ ９ ２ １ Ｓ一 ０ ０— ４ １ ＯＩ １ ． ４ ４ ｊｉ ． ６ ２— ６ ９ ２ Ｉ Ｓ ０ ７ ｓ １
与 战场 态势 模拟 、 部 不 同体 制 雷 达 的模 拟 、 多 噪声 干
扰模 拟 、 骗干扰 模 拟 、 欺 导航 模 拟 、 炮 等 武 器 模 拟 ， 火
板 体 系结 构 的仿 真 系统 。实 现 广 播 内存 网 黑 板 式
通 信软 件接 口的关键 是组 织好 逻辑 Ｉ Ｄ号所 对应 的数 据 在广 播 内存 网卡 上 内存 地址 的分 配 ， 并把 写 中断 与
有 板载 内存 ， 似乎 不 能实现 黑板 接 口要求 的通信 可 以 通 过对 本地 数据 的读 写操 作 ， 但可 以设 计数 据接 收线
Ａ ｂｓｒ ｃ ： ｔａｔ
Ｔｈ ｓａ ｔ ｌ ｎ ｒ ｄ ｃ ｌ ｃ ｂ ａ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｒ ｎ ｔ ｐ ｌｃ ｔｏ ｎ ｄ ｇｔ ｌＯ ｉ ｒｉ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ａ ｂ ａ ｋ ｏ ｒ ｏｔ ｒ ｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｉ Ｓ ａ ｐ ｉ ａｉｎｓ ｉ ｉｉａ Ｆ ｃ ’
接 口的动态 库 。
在 黑 板 式 通 信 接 口 软 件 实 现 中 设 计 了 Ｉ ｌ ｋ ｏｒ Ｂａ ｂａ ｃ ｄ纯虚基 类 ， 它提 供初 始化 、 文订 阅 、 报 报文 发布、 销订阅 、 数据、 撤 读 写数 据 、 闭 、 记／ 销 数 关 登 撤 据 到达事 件 等 接 口 函数 。对 于 某 种 通 信 方 式 ， 承 继
快 速组 合 ， 以满足 不 同仿 真 系 统 的要 求 ， 择 适 合 的 选 软件 体 系结 构 和 通 信 接 口显 得 非 常 重 要 。ＨＬ ／ ｔ Ａ Ｒｒ
作 为 电 子 战 仿 真 的 总 体 框 架 已 经 被 很 多 项 Ｈ接
受 ， 它 适合 于 以太 网通 信 系统 ， Ｌ 定 义 与通 常 习 但 接 ＿ Ｉ
性 ， 用 便 、 活 下面 就 黑 板 式 通 信接 ¨及 使 灵
２种 仿 真系 统 中的应 用做 简 介 ． ．
１ 黑板 式 通 信 接 口
黑 板 软 件 体 系 结 构 足 以共 的 数 据 为 ｒ Ｉ ， 心， 各任 务从 黑板 上 读 写 数 据 ， 板 ｆ数 据 的 变 化 町 黑
Ｉ Ｄ号对应 起来 就 可 以实现 黑板 接 口。 以太 网 卡并 没
以及 与 其他 系统 的 接 口 网关 及 数 据 库 服 务 器 。计 算
机之 间 以千 兆 以太 网相连 ， 通信 采用 基 于组播 的黑 板 通信 接 口部件 。设 计 各模 拟器 之 间的接 口数 据结 构 ， 并付 予 逻辑 Ｉ Ｄ号 ， 用黑 板通信 接 口 ， 模拟 器通 过 利 各 此逻 辑 Ｉ Ｄ号 进行 数 据 进 行 订 阅 或发 布 ， 各 自的时 按
一
需统 一 到黑 板 接 口中来 ， 针 对 某 一 具 体 的传 输 方 它 式， 报文 协议 是可 以 公 开 的 ， 此 它可 以与 各 种 通 信 因
方式 对接 ， 只要 约 定好 报文 协议 。 系统 仿真 节拍 可 以利 用黑 板 接 口的事 件 响 应 特
性 方便 地 实现 。在仿 真 系统 中设计 １ 时钟 报 文 ， 个 由
第３ ３卷 增 刊
２ ０１１年
舰
船
科
学
技
术
Ｖ（ ． ３． ｐ ｌ ｍ ｅ ） ３ Ｓｕ ｐ ｅ ｎ１ １
２ ０ｌ １
Ｓ Ｉ ＣＩ Ｈ Ｐ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
基于 “ 黑板 ” 的雷 达 电子 战 系统 仿 真
王 刚 ， 王 颢 ， 缪 磊
（ 国舰 船 研 究 院 ， 京 １０ ９ ） 中 北 ０ １２ 摘 要 ： 介 绍了黑板体系结构及其 在雷达 电 ｆ战数 字仿 真系统和雷达 电 战半实物 仿真系统 中的 川 ， 许简
单 介 绍 了这 ２种 系 统 的 组 成 和 功 能 。
关 键 词 ： 黑 板 体 系 结 构 ；雷 达 电 子 战 ； 字 仿 真 ；半 实物 仿 真 数
ｈａｄ ｒ —ｎ—ｈ ｌｏ ｉ ｌ ｔｏ ｆ ｒ ｄ ｒ ａ ｄ ｌｃ ｒ ｎ ｃ ｒ ｗａ ｅ ｉ ｔ ｅ—ｏ ｐ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｏ ａ ａ ｎ ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｗａｆ ｒ ｓ ｓｅ ．Ｔｈ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｎ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｒａ ｅ ｙ ｔ ｍ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ａ ｄ ｕ ｃ ｉ ｓ ｆ ｏ ｔ ｅ ｅ ｓ ｓｅ ｓａ ｅ ａｓ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｉ ｈ ｓ ｙ ｔ ｍ ｒ ｌｏ ｉｔｏ ｃ ｄ ｓｍｐｌ ｙ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｂ ａ ｋ ａ ｄ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｒ ｄｓ： ｌ ｃ ｂｏ ｒ ｒ ｈ ｔ ｃｕ ｅ；ｒ ｄａ ｎ ｌｃ ｒ ｎ ｃ ｗａｆ ｒ ａ ｒ ａ ｄ ｅｅ ｔｏ ｉ ｒａ ｅ；ｄｉｉａ ｉ ｇ ｔｌｓｍｕｌｔ ｎ； ｈ ｒ ｗａ ｅ ｉ ａｉ ｏ ａ ｄ ｒ —ｎ—
率高 ， 因而 可 以方 便应 用 实时 系统 中 。 通 过 的通信 接 口也便 于 系统 的硬件 升级 ， 只要 把
旧的黑板 接 口动态 库 改 为 基 于 新 的通 信 硬 件 黑 板 接
图 １ 黑 板 软 件 体 系结 构 示 意 图
Ｆｉ．１ Ｂｌ ｋｂ ａ ｄ ａ ｃ ｔｃｕｒ ｇ ａｃ ｏ ｒ ｒ ｈｉ ｔ ｅ ｅ
概 率统 计模 型进 行蒙 特卡 罗试 验 ， 以在各种 假 想 的 可 复杂 战场 态势下 试 验多部考查 火炮 雷达 系统 在 干扰 环境 中 的战技指 标 变化 、
考 查多 种 多部雷 达探 测 目标 的数据 融合 算法 、 达部 雷
防 、 于演示 、 训或 电子 对抗 训练 ， 为建立 复 杂大 用 培 或 系 统进 行前 期仿 真等 。 仿 真 系统 由多 台 Ｐ Ｃ机组 成 ， 别用 于 系 统控 制 分
Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｇａ ｇ， Ｗ ＡＮＧ ａ Ｈ ｏ，Ｍ Ｉ ＡＯ ｉ Ｌｅ
（ ｈ ｎ ｈｐ Ｒ ｓａｃ ｎ ｖ ｌｐ ｎ ａ ｅ Ｃ ｉａＳ ｉ ｅ ｅ ｒｈ ａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔＡｃ ｄ ｍｅ， ｅｊ ｇ ０ １ ２， ｈｎ ） Ｂ ｉ ｎ １ ０ ９ Ｃ ｉａ ｉ
Ｓｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ａｄ ｒ ａ ｄ ｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ｗａｒ ａ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｄ ｏ ｌ ｃ ｏ ｒ ｒ ｈｉｅ ｔ ｅ ｍ ｌ ｔｏ ｆｒ ａ ｎ ｌ ｃ ｒ ｎｉ ｆ ｒ ｙ ｔ ｍ ｂａ ｅ ｎ ｂ ａ ｋｂ ａ ｄ ａ ｃ ｔ ｃ ｕｒ
过程 与应 用程 序剥 离 ， 应用 程序 或其 各模 块之 间 的 使
数 据交 换 与事件 响应 只 与数 据有关 ， 利 于软件 的灵 有 活部署 和移 植 。
黑 板式 通信 接 口是 １种轻 型 的接 口， 过整 型 的 通 逻辑 Ｉ Ｄ号 对数 据操 作进行 索 引 ， 引速 度快 ， 索 执行 效
相 关 的数学 模 型来 仿 真 雷 达 、 扰 机 的 主要 功 能 ， 干 以
设置 可 以定 义 １ 结构或 文 件 ， 始化 接 口中使 用 这 个 初 些参数 完 成初 始化 ； 文发 布接 口实 现发送 报 文 时需 报 要做 的准 备工 作 ； 报文 订阅 接 口完成 读报 文所 需做 的 准备 和引 发数 据到 达 消息所 做 的准备 ； 记数 据 到达 登 事件把 用 户 回调 函数注 册到 黑板 上 ， 当数据 到 达后 该 函数被 调 用执行 。最后 生成 动态 库供 应用 程序 调用 。 广 播 内存 网 从 硬件 上 实 现 了在 网计 算 机 节 点 之间共 享相 同映射 的 内存 ， 以通 过设 置写 中断实 现 可 数据更 新 通知 。基 于 广播 内存 网可 以搭 建 实 时 的 黑