弹道导弹靶标的动态雷达截面数字仿真

提出了研究弹道导弹靶标动态雷达截面的数字仿真方法,同时给出了对某型弹道导弹靶标动态雷达截面数字仿真的结果。该结果对组织和制定防空导弹系统拦截弹道导弹靶标的飞行试验方案提供了依据。

基于动态RCS机动雷达生存力实时评估方法研究

随着现代雷达技术与隐身飞机突防对抗的快速发展,雷达机动作战成为新时期军队战术研究的一个热点。针对机动雷达遭受打击后的生存力概率,引出机动雷达生存力的定义,提出了一种基于FEKO软件提取雷达散射截面实时序列从而评估雷达生存力的方法,仿真了机动雷达分队在隐身飞机两种常见打击方式下的生存力概率,验证了该方法的正确性和合理性,该研究为雷达机动分队应对飞机突防提供了理论参考和仿真依据。

RCS特性辅助的CMIMO雷达功率资源分配方法

针对集中式多输入多输出(collocated multiple-input multiple-output, CMIMO)雷达在实际探测过程中,未有效结合目标雷达散射截面(radar cross section, RCS)高动态变化特性导致雷达跟踪精度不高甚至失跟的问题,提出一种基于目标RCS高动态特性的CMIMO雷达功率资源自适应分配方法。考虑到目标RCS特征的角度敏感性,利用目标运动状态的可预测性动态获取实际观测角度,从而完成跟踪帧的极化方式优选;在此基础上构建包含功率与RCS的多目标跟踪误差后验克拉美罗下界,将其作为目标函数进行优化,利用内点惩罚法求解该凸优化问题即可实现RCS高动态情况下的功率优化分配。实验结果表明:该方法可结合目标不同方向RCS动态分集特性实现功率的有效分配,相比于传统RCS模型分配方案,有效解决了分配方案与实际跟踪场景之间的失配问题,从而提升了CMIMO雷达的多目标跟踪性能。

非合作目标动态RCS特性的实时估计方法

针对作战场景下非合作目标实时态势感知和目标识别的问题,提出了一种以雷达测量的目标航迹和信号强度信息为基准,实时估计和预测非合作目标飞行姿态的方法。通过计算雷达视线在目标坐标系内入射角度,结合定标的雷达状态参数,估计目标雷达截面(RCS)序列,形成与姿态相关的非合作目标动态RCS特性。利用飞行试验数据验证了算法的有效性,并分析了姿态估计存在滞后效应的原因。该方法可适用于所有雷达平台,应用于非合作目标的多维RCS特征样本库构建、目标识别和态势评估。

基于动态RCS的无人机航迹实时规划

传统的无人机航迹规划主要采用仅考虑无人机与雷达距离的简化雷达威胁模型,未充分考虑无人机雷达散射截面RCS(Radar Cross-Section)随自身姿态角改变而产生的动态变化.据此,提出了无人机周向动态RCS模型,并建立了综合考虑无人机动态RCS与雷达距离的探测概率模型,利用遗传算法进行了基于动态RCS的航迹实时规划,计算结果与传统航迹规划结果进行了对比.仿真结果表明该模型的可行性和有效性,能充分利用无人机自身的优势规避威胁,满足无人机的航迹实时规划的要求.

飞机动态RCS序列的仿真研究

针对飞机实际飞行中的各种随机抖动,提出了一种飞机动态RCS序列仿真方法。首先采用飞机缩比模型的激光测量尺寸在FEKO中建立精确电磁计算模型,得到了飞机全空域静态RCS数据。在运动建模中先设定飞行航迹,推算出飞行过程中飞机的姿态角变化,叠加实际飞行中随机抖动的影响,使得运动建模更加贴近实际。仿真结果表明:叠加随机抖动后的动态RCS与初始值相差3 dB的点数占总数的17.5%,该方法对雷达目标动态特性的仿真研究具有重要的参考价值。

基于动态RCS的典型飞机目标识别

工程上常用静态雷达散射截面(RCS)统计特性进行目标识别,但其可分测度小,正确识别率较低。文中在精确获取目标动态RCS序列的基础上,提出了一种基于离散小波能量的特征提取方法,对典型飞机目标进行分类识别。首先,根据空气动力学和运动学方程设定五种典型飞机目标的飞行航迹并解算其实时飞行坐标,从而获取时变的雷达视线姿态角;其次,应用多层快速多极子电磁计算方法仿真各型目标的动态RCS数据;然后,再基于动态RCS序列,计算其位置、分布等统计特征,并进行小波分解和重构,提取各型目标的统计特征和小波能量特征;最后,采用基于距离的类间距离判据,比较两种特征量的分类识别效果。仿真计算结果表明:相对传统的统计特征,离散小波能量特征能完整地体现目标的特征,且可分性测度更大,识别效果更为理想。

基于扑翼模型的鸟类目标动态RCS的仿真研究

提出了一种研究扑翼飞行鸟类的动态雷达散射截面(RCS)仿真方法。结合鸟类飞行中的3种典型扑翼姿态建立了对应的CAD模型,并基于FEKO计算了每种姿态的全空域静态RCS数据。建立了叠加位置扰动的鸟类飞行航迹模型,解算出雷达视线在目标坐标系中的视线角,计算鸟的扑翼频率,得到扑翼姿态随时间变化的序列。最后对全空域静态数据进行线性插值获得所需的RCS。仿真结果表明:鸟正侧方的动态RCS要大于前侧方和后侧方的RCS;考虑鸟扑翼的RCS比没有考虑扑翼的RCS振荡更加剧烈。该方法为研究雷达鸟类目标动态特性提供了参考。

基于改进混合对数正态分布模型的隐身飞机动态RCS统计特性分析

针对经典模型描述复杂航迹情况下的隐身飞机动态雷达散射截面(radar cross section, RCS)统计分布特性精度不足的问题,提出一种精度更高、拟合效果更好的改进混合对数正态分布模型。首先,基于目标电磁散射数据建立隐身飞机静态RCS数据库。其次,结合实战过程中隐身飞机的运动规律,对其进行复杂机动航迹建模,解算得到动态RCS序列。最后,利用典型统计分布模型及改进混合对数正态分布模型分别对目标的RCS特性进行统计分析。仿真结果表明,与典型统计分布模型相比,混合对数正态分布模型对隐身飞机的RCS双峰特征拟合效果更好,拟合精度更高,K-S的检测结果降低到30%以下。

基于威胁等效和改进PSO算法的UCAV实时航路规划方法

为解决无人战斗机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)实时航路规划问题,通过对各种威胁等效为雷达威胁,威胁分级和每级分层次的处理方法,得到每个威胁的击毁和击伤作用距离。建立UCAV简易的二维模型,利用其飞行姿态与雷达散射截面积(radar cross section,RCS)之间的关系,得出以探测概率为基础的威胁代价函数。最后运用自适应Meta-Lamarckian学习策略的粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对方法进行实时性仿真测试,结果表明此方法的有效性。

基于自适应伪谱法的UCAV低可探测攻击轨迹规划研究

研究无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击阶段轨迹规划问题。首先,在综合UCAV的气动力特性、发动机推力特性基础上建立UCAV质点模型和动力学模型,并结合UCAV平台初始条件、机动性以及武器投射条件构建约束条件;针对当前轨迹规划中没有考虑雷达散射截面(radar cross section,RCS)随UCAV姿态角改变而动态变化这一缺陷,建立综合考虑动态RCS的威胁概率和攻击时间的目标函数;然后利用可变低阶自适应伪谱法求得攻击轨迹最优解。对时间最短、RCS固定和考虑动态RCS 3种情况进行仿真。结果表明,考虑动态RCS时,UCAV将根据威胁进行轨迹和姿态调整,极大减小了被敌方威胁捕获的概率。该算法能够提供规划轨迹的高精度状态和控制量信息,有利于实现攻击过程的高精度精细规划控制。

典型突防飞行目标RCS特性研究

雷达散射截面(RCS)是预警雷达感知和识别目标最重要和最基本的信息源,文中首先对典型突防飞行器目标F-22、X-51A的电磁散射特性进行了分析计算;然后,基于全空域RCS数据库构建了雷达对隐身飞行器的预警探测、检测数学模型,对目标动态RCS特性对雷达探测、检测能力进行量化效能评估。研究结果为隐身/反隐身作战效能评估提供了演习理论支撑与战法创新依据,具有重要的军事应用意义。

基于动态RCS的无人飞行器隐身突防航迹规划

针对传统航迹规划方法通常不考虑无人飞行器(UAV)的飞行姿态对其被雷达发现的概率的影响问题,提出一种基于动态雷达散射截面(RCS)的无人飞行器隐身突防航迹规划方法.首先,结合UAV的运动学模型和动态RCS特性,建立雷达制导防御系统下的突防模型;进一步,采用稀疏A^(*)算法对UAV的空间位置及飞行姿态进行搜索,将满足突防准则的扩展点加入搜索空间,并引入通视性分析方法计算扩展点的预估代价.仿真结果表明:该方法在多种假定条件下均能快速规划出低发现概率的隐身航迹;UAV通过位姿调整,能有效躲避预警机等动态威胁的探测,提高突防能力.