复杂电磁环境建模与可视化研究综述

复杂电磁环境建模与可视化研究在民用通信、军用电子战领域的应用不断发展。在介绍了复杂电磁环境基本概念的基础上,首先系统阐述了复杂电磁环境建模的理论方法和数据场的可视化具体方法。然后对国内外复杂电磁环境建模与可视化研究现状进行了分析,对复杂电磁环境中雷达这一主要设备的电磁环境建模进行了研究,并对模型的复杂度、预测精度进行了总结与比较;针对电磁体数据场数据量的海量特性,对电磁体数据场可视化的基本思想、加速技术、适用范围分别从图形硬件加速和软件算法优化两方面进行了归纳与总结;阐述了仿真系统的总体框架设计思想,并设计了一个复杂电磁环境仿真可视化系统。最后对复杂电磁环境建模与可视化未来研究方向进行了展望。

基于复杂电磁环境雷达信息实时可视化系统

雷达信息实时可视化是战场可视化的重要组成部分,对作战推演、评估有重要影响,建立了一套雷达信息实时仿真系统。该系统以实时变化的电磁环境为基础,考虑自然环境和动态电磁干扰,能够直观高效地展示雷达三维信息。首先通过扩展经典雷达方程,建立了基于雷达方向图函数和探测距离为参量的数学模型,以非均匀采样法绘制出了雷达三维威力范围。然后利用基于多种自然因素对雷达方程中的路径损耗的电磁传播衰减数学模型,实现了自然环境影响下的雷达信息可视化;运用雷达干扰方程,实现了单/多电子干扰情况下雷达信息可视化。根据基于参数的雷达绘制阈值变化的方法,提高绘制速度;最终利用基于网状数据的逻辑结构方法,实现了多部参战平台处于复杂电磁环境下相互干扰的雷达信息实时可视化系统。结果表明,该系统不仅观察效果真实直观,而且能动态、实时的可视化雷达信息系统。

基于视窗采样的大规模三维电磁环境可视化

目前三维电磁环境可视化大多针对局部地形区域,为了实现大规模场景三维电磁环境的可视化,提出了一种基于视窗采样的体数据组织方式。通过提取视窗所显示的数字地球经纬度范围,确定三维电磁环境的绘制区域,进行等间隔采样并使用Longley-Rice电波传播模型计算得到体数据。采用面绘制的方法对大规模场景三维电磁环境进行可视化。采取基于频域、时域的展示方法对三维电磁环境进行实时动态的展示。实验结果表明,能够较好地展示大规模场景三维电磁环境的整体特征和局部细节,体数据计算速度相比传统方法取得了一定提高。