现代雷达电子战系统建模与仿真

第1章 绪 论 1
1.1 概述 1
1.1.1 雷达电子战概述 1
1.1.2 雷达电子战的作用 3
1.1.3 雷达电子战仿真的现实需求 4
1.2 现代雷达系统的发展 6
1.2.1 雷达系统的发展历程 6
1.2.2 现代雷达系统的发展趋势 7
1.2.3 典型现代雷达探测技术 8
1.3 雷达对抗技术的发展 11
1.3.1 雷达对抗技术的发展历程 11
1.3.2 雷达对抗技术的发展趋势 12
1.4 雷达电子战仿真实现 14
1.4.1 雷达电子战仿真方法 14
1.4.2 雷达电子战仿真的一般步骤 17
1.4.3 雷达电子战仿真模型及其校验 19
1.4.4 典型的雷达电子战仿真系统 21
第2章 雷达目标特性与电磁环境的建模与仿真 24
2.1 概述 24
2.2 仿真系统中的信号表示和采样率 24
2.3 自由空间目标运动特性建模与仿真 25
2.3.1 自由空间目标运动基本方程 25
2.3.2 自由空间目标运动参数解算 27
2.3.3 自由空间目标运动特性仿真 28
2.4 雷达目标特性模型 30
2.4.1 目标RCS模型 30
2.4.2 极化特性模型 33
2.4.3 目标角闪烁模型 35
2.4.4 目标高分辨模型 37
2.5 大气传输效应模型 40
2.5.1 对流层折射模型 40
2.5.2 对流层吸收模型 41
2.5.3 云、雨、雾、雪损耗模型 42
2.6 多径传输效应模型 45
2.6.1 多径效应对测角的影响 45
2.6.2 多径几何关系求解 47
2.6.3 多径效应的回波模型 48
2.7 地/海面散射系数模型 48
2.7.1 海面散射系数的影响因子 48
2.7.2 海面散射系数的经验模型 51
2.7.3 陆地散射系数的经验模型 52
2.8 雷达杂波统计特性模型 54
2.8.1 杂波幅度统计模型 54
2.8.2 杂波谱特性模型 59
2.9 地基雷达杂波仿真 66
2.9.1 相关随机序列的模拟 66
2.9.2 基于高斯分布的地基雷达杂波仿真 71
2.9.3 基于非高斯分布的地基雷达杂波仿真 74
2.10 机载雷达杂波仿真 77
2.10.1 相干杂波信号模型 79
2.10.2 机载雷达相干杂波仿真实例 81
第3章 无源干扰的建模与仿真 84
3.1 概述 84
3.2 箔条云的扩散模型 84
3.2.1 大气层内箔条云的扩散模型 84
3.2.2 外大气层箔条云的扩散模型 86
3.3 箔条云的极化散射模型 101
3.3.1 箔条偶极子的极化散射模型 101
3.3.2 箔条云散射截面 105
3.4 箔条云的功率谱模型 108
3.4.1 转动偶极子的极化散射矩阵 109
3.4.2 散射矩阵元的功率谱和交叉功率谱 111
3.4.3 均匀和水平取向箔条云回波功率谱的数值结果 114
3.5 箔条云回波仿真 118
3.5.1 外大气层箔条云的雷达散射模型 118
3.5.2 外大气层箔条云窄带回波仿真 120
3.5.3 箔条云干扰效果分析 125
第4章 先进有源干扰的建模与仿真 130
4.1 概述 130
4.2 DRFM的工作原理与数学模型 131
4.2.1 DRFM系统组成与实现结构 131
4.2.2 DRFM的性能分析 134
4.3 间歇采样转发干扰的建模与仿真 138
4.3.1 工作原理与数学建模 139
4.3.2 间歇采样转发干扰效果的理论与仿真分析 148
4.3.3 假目标的补偿及其仿真分析 159
4.4 间歇采样循环转发干扰建模与仿真 164
4.4.1 重复转发干扰 164
4.4.2 逐次循环转发干扰 168
4.5 针对恒虚警检测的多假目标干扰建模与仿真 172
4.5.1 对均值CFAR检测的多假目标干扰方法 172
4.5.2 关键参数的推算 173
4.5.3 仿真实验与结果分析 177
4.6 移频干扰的建模与仿真 178
4.6.1 移频干扰的理论基础 178
4.6.2 移频干扰的实现与数学建模 179
4.6.3 改进的移频干扰建模与仿真 181
第5章 相控阵雷达建模与仿真 187
5.1 概述 187
5.2 典型的相控阵雷达系统 188
5.2.1 P波段预警雷达 188
5.2.2 X波段地基雷达 189
5.2.3 “宙斯盾”雷达（AN/SPY-1） 190
5.2.4 “爱国者”雷达（AN/MPQ-53） 191
5.3 相控阵雷达仿真常用的坐标系及其转换 191
5.3.1 相控阵雷达仿真涉及的坐标系 192
5.3.2 各种坐标系间的转换关系 193
5.4 相控阵天线建模与仿真 195
5.4.1 平面相控阵天线分析 195
5.4.2 相控阵天线方向图的实时仿真 197
5.4.3 相控阵天线方向图仿真实例 205
5.5 信号产生和信号处理建模与仿真 209
5.5.1 信号产生模型 209
5.5.2 信号处理模型 213
5.6 数据处理建模与仿真 224
5.6.1 相控阵数据处理主要工作模式及处理流程 225
5.6.2 航迹管理 226
5.6.3 航迹关联 228
5.6.4 目标跟踪算法 233
5.7 相控阵雷达搜索管理建模与仿真 253
5.7.1 相控阵雷达监视空域模型 253
5.7.2 相控阵雷达波位编排模型 256
5.8 相控阵雷达任务调度建模与仿真 258
5.8.1 影响调度策略的主要因素 258
5.8.2 相控阵雷达调度的分类 259
5.8.3 多模板调度建模与仿真 261
5.8.4 自适应调度建模与仿真 262
第6章 合成孔径雷达建模与仿真 265
6.1 概述 265
6.2 SAR建模与仿真基础 267
6.2.1 SAR成像基本原理 268
6.2.2 SAR回波模型 270
6.2.3 SAR成像算法 272
6.3 极化SAR建模与仿真 276
6.3.1 极化SAR的基本工作方式 276
6.3.2 极化SAR杂波回波模型 279
6.3.3 极化SAR的成像算法 281
6.3.4 仿真实例 283
6.4 干涉SAR建模与仿真 289
6.4.1 干涉SAR的基本原理 289
6.4.2 三孔径干涉SAR运动目标回波模型 289
6.4.3 固定地物杂波对消处理 291
6.4.4 动目标检测、定位与测速 294
6.4.5 仿真实例 295
6.5 对抗条件下SAR建模与仿真 298
6.5.1 SAR对抗概述 298
6.5.2 SAR有源压制性干扰建模与仿真 300
6.5.3 SAR有源欺骗性干扰建模与仿真 304
6.5.4 SAR无源干扰建模与仿真 317
第7章 脉冲多普勒雷达导引头建模与仿真 319
7.1 引言 319
7.2 回波信号建模与仿真 320
7.2.1 坐标系的定义与转换 320
7.2.2 雷达信号模型 321
7.2.3 杂波信号模型 322
7.2.4 接收机噪声模型 322
7.2.5 其他模型 323
7.2.6 目标特性模型 325
7.2.7 雷达导引头接收信号仿真流程 329
7.3 信号处理和数据处理的建模与仿真 330
7.3.1 信号检测 331
7.3.2 速度跟踪模块 333
7.3.3 角跟踪模块 335
7.3.4 数据处理模块 336
7.3.5 仿真实验与结果分析 337
7.4 脉冲多普勒雷达导引头动态仿真研究 339
7.4.1 制导模型 339
7.4.2 动态仿真实验与结果分析 341
7.5 干扰条件下脉冲多普勒雷达导引头建模与仿真 346
7.5.1 压制式干扰 346
7.5.2 欺骗式干扰 348
7.5.3 动态仿真实验与结果分析 354
第8章 雷达电子战系统分布式仿真 359
8.1 概述 359
8.2 分布交互仿真的发展历史 359
8.3 高层体系结构 360
8.3.1 HLA术语 360
8.3.2 HLA组成 361
8.3.3 运行支撑环境 362
8.4 雷达电子战分布式仿真实例 363
8.4.1 弹道导弹攻防对抗系统 363
8.4.2 联邦与联邦成员 363
8.4.3 联邦管理 364
8.4.4 联邦对象模型 365
8.4.5 发布与订购 369
8.4.6 数据分发管理与对象注册 370
8.4.7 时间管理 372
8.4.8 联邦同步 378
第9章 雷达电子战效果效能评估模型 382
9.1 概述 382
9.2 雷达电子战效果效能评估基本方法 382
9.2.1 雷达干扰/抗干扰效果基本评估准则 382
9.2.2 遮盖性干扰评估指标和方法 384
9.2.3 欺骗性干扰评估指标和方法 390
9.2.4 武器系统效能评估的基本方法 391
9.3 雷达电子战效果及效能评估的特点与分析 397
9.3.1 评估研究的特点 398
9.3.2 评估指标体系的简化和评估指标空间的概念 401
9.3.3 相控阵雷达干扰效果与抗干扰性能评估指标空间分析 401
9.4 雷达电子战效果评估指标体系 403
9.4.1 搜索阶段评估指标 404
9.4.2 截获阶段评估指标 404
9.4.3 跟踪阶段评估指标 405
9.4.4 失踪与再截获评估指标 407
9.4.5 多假目标干扰评估指标 407
第10章 现代雷达电子战仿真与评估系统实例 409
10.1 导弹防御相控阵雷达电子战仿真评估系统 409
10.1.1 概述 409
10.1.2 几种典型的雷达电子战仿真评估系统实例 409
10.1.3 仿真评估系统应用 415
10.2 防空作战雷达电子战仿真系统 420
10.2.1 概述 420
10.2.2 防空雷达电子战仿真系统的组成和功能 421
10.2.3 防空雷达电子战仿真系统应用 428
10.3 SAR电子战仿真系统 431
10.3.1 概述 431
10.3.2 干扰仿真系统的系统组成和功能原理 431
10.3.3 SAR干扰仿真系统应用 435
参考文献 441