反舰导弹复杂攻防对抗仿真系统实现

论文摘要

精确制导反舰导弹是现代海战中的主要武器,雷达导引头是反舰导弹最常用的末制导方式之一。随着现代海战电磁环境的日趋复杂,末制导反舰雷达导引头将会面临各种各样的电磁干扰,对反舰导弹的作战效能构成了严重威胁。在雷达信号处理系统中,系统级仿真占有极其重要的地位,它能够保证产品在最高层次上的设计正确性,利用计算机仿真技术的可控制性、可重复性、无破坏性、安全性、经济性等特点与优势,对雷达、电子对抗装备及其技术与战术运用等进行仿真与效能评估,是当前和未来雷达与电子对抗领域研究中的一种重要手段。本文以反舰导引头复杂攻防对抗技术为研究背景,设计并实现了反舰导引头在复杂对抗条件下探测性能的仿真系统。该仿真系统可用于在不同环境和对抗条件下对导引头工作过程和性能进行观测和分析,为制导雷达探测性能预测与评估提供依据。首先在绪论中介绍了论文的研究背景,国内外研究现状以及本文的内容安排。第二章主要研究系统的各类信号仿真模型,包括舰船目标、海杂波、典型干扰-箔条的仿真。利用ZMNL方法分别对0级海情海杂波、5级海情海杂波进行了仿真;并选择SwerlingIV模型对舰船目标RCS进行了仿真,最后通过分析箔条云团的分布和电磁特性,进而提出箔条云的仿真,为下一步反舰导引头的对抗提供了背景信号环境的支持。第三章结合反舰导引头的工作流程,完成了导引头信号处理模型的数字仿真。首先分析了发射信号—LFM信号,并仿真了其时域波形和频谱特性;选取余弦函数来近似描述天线方向图;在高分辨体制下,推导了目标信号接收模型和杂波信号接收模型;依据脉冲压缩的原理,仿真了LFM信号脉压后的回波示意图;介绍了非相参积累和相参积累的仿真数学模型;最后介绍了目标检测和目标跟踪信号处理方法的基本原理,为系统仿真提供模型。第四章采用Matlab和LabVIEW混合编程设计手段,完成了整个仿真系统设计实现。本章以前面各章节对目标和杂波以及信号处理各个环节的建模与仿真为基础利用Matlab和LabVIEW混合编程设计并实现了基于LabVIEW的导引头反舰导弹攻防对抗仿真系统。并设计了多个不同仿真条件,通过系统运行实例来验证系统仿真处理流程的有效性。最后在结束语中总结全文工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 内容安排
• 第二章 复杂战场环境建模与仿真
• 2.1 引言
• 2.2 海杂波特性分析
• 2.2.1 海杂波的散射特性
• 2.2.2 海杂波的幅度特性
• 2.2.3 海杂波的功率谱特性
• 2.2.4 海杂波仿真
• 2.3 舰船目标特性分析
• 2.3.1 舰船目标雷达截面积特性
• 2.3.2 舰船角闪烁特性
• 2.3.3 RCS 建模
• 2.3.4 舰船目标的RCS 仿真
• 2.4 箔条特性分析
• 2.4.1 箔条云团的分布模型
• 2.4.2 箔条云团的电磁散射模型
• 2.4.3 箔条云云团仿真效果
• 2.5 小结
• 第三章 反舰导引头信号处理仿真建模
• 3.1 反舰导引头工作状态模型
• 3.1.1 运动模型
• 3.1.2 工作过程模型
• 3.2 箔条干扰模型
• 3.2.1 箔条冲淡式干扰模型[50]
• 3.2.2 箔条质心式干扰模型[50]
• 3.3 反舰导引头信号处理模型
• 3.3.1 信号发射模型
• 3.3.2 天线方向增益模型
• 3.3.3 信号接收模型.
• 3.3.4 匹配滤波脉冲压缩
• 3.3.5 运动补偿
• 3.3.6 脉冲积累
• 3.3.7 目标检测
• 3.3.8 目标跟踪
• 3.5 小结
• 第四章 反舰导弹攻防对抗软件实现
• 4.1 系统设计方案
• 4.2 软件实现技术
• 4.2.1 LabVIEW 简介
• 4.2.2 混合编程实现
• 4.3 系统软件说明
• 4.4 软件实例运行
• 4.5 运行结果分析
• 4.6 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果