基于GIS的雷达对抗仿真系统分析设计

李杰 徐虹 郑大立

摘 要 依据雷达对抗要素，运用模块化开发模式，设计了一种基于GIS的雷达对抗仿真系统，具有探测范围分析、干扰范围分析、干扰效能评估、雷达信号模拟等功能，实现了雷达对抗与GIS的有机结合，给雷达对抗场景仿真分析带来极大的方便。

关键词 雷达对抗;仿真系统;GIS

前言

雷達对抗设备对目标雷达进行探测和干扰，降低其工作效能，阻碍其正常工作，为了更好地对雷达对抗分析进行研究，本文提出了一种基于GIS（地理信息系统Geographic information system）的雷达对抗仿真系统，将地图、数据和交互环境三者有机结合，对雷达对抗各要素进行仿真分析，以直观的可视化方式将仿真场景和结果展现给用户，给雷达对抗场景仿真分析带来极大的方便。

1系统设计

系统根据雷达对抗要素分为三部分，分别为对抗设备、目标、交互环境，组成每个部分的子系统有若干个，根据功能对子系统进行详细划分，分成多个模块。系统采用模块化开发模式，从模块、子系统逐步实现形成系统。对抗设备、目标、交互环境主要构成部分见表1，各子系统主要构成部分见表2[1]。

2系统功能及实现

2.1 仿真场景建立

新建一个场景，在GIS地图上标绘雷达对抗设备位置，设置设备类型、设备工作参数，可设置为不同类型的雷达对抗设备，以满足不同场景下的仿真需求。在GIS地图上标绘目标飞机，飞机上挂载1个或多个目标雷达。可通过地图测距工具测量场景中雷达对抗要素的距离，通过地图通视工具查看场景中地形情况。

2.2 探测范围分析

在探测范围分析界面，选择对抗设备类型，设置接收机灵敏度为-60dBm，选择目标雷达类型，设置发射功率为20kW，工作频率10GHz，可计算得出对抗设备探测距离为400km，在地图上以对抗设备为中心，绘制一个半径为400km的探测范围[2]。

2.3 干扰范围分析

在干扰范围分析界面，选择对抗设备类型，设置干扰功率为500kW，发射波束为32，可计算得出对抗设备干扰距离为200km，在地图上以对抗设备为中心，绘制一个半径为200km的干扰范围。

2.4 干扰效能评估

①在干扰效能评估界面，不选择干扰样式进行仿真，绘制目标雷达原始探测范围;②选择噪声频率调制干扰进行仿真，中心频率10GHz，噪声带宽80MHz，接收时间10us，发射时间10us，调制频率20Hz，绘制目标雷达探测范围;③选择随机假目标进行仿真，起始时间50us，终止时间100us，速度10m/s，调制频率1000Hz，假目标数量3，绘制目标雷达探测范围;不同的干扰样式，得到不同的干扰效能图，并绘制在GIS地图上。

2.5 雷达信号模拟

在GIS地图上绘制目标飞机及航迹，启动雷达信号模拟，目标飞机沿着绘制的航迹飞行，同时模拟产生雷达信号，当携带雷达的目标飞机到达对抗设备探测范围内，对抗设备会探测到目标雷达信号，并显示在探测信息表格。

3仿真结论阐述

3.1 探测范围的影响因素

雷达对抗设备的探测范围，主要取决于自身接收灵敏度，以及目标雷达发射功率和频率。因此，可根据对抗设备的类型，即不同接收灵敏度、不同探测频率、不同探测距离的设备，部署在不同的位置，以实现最大的雷达对抗效果。

3.2 干扰对目标雷达的影响

对于目标雷达，干扰对其影响巨大。仿真结果表明，噪声频率调制干扰对目标雷达最大作用距离具有很大的降低作用，可以探测到的区域会明显缩小;随机假目标干扰则可迷惑目标雷达，降低其检测概率，因为比起真实目标，假目标信号的幅度一般比较大，所以在很大程度上能有效保护真实目标，降低发现真实目标的概率。此外，通过适当调整假目标数目，一定程度上影响着干扰作用，高效融合各种干扰方式，采用组合干扰，则所产生的干扰效果会逐渐突出，可实现预想的结果[3]。

4结束语

本文从实际雷达对抗需求出发，设计并实现了雷达对抗仿真系统，重点解决了雷达对抗中各要素与GIS之间的融合问题，实现了仿真场景和分析结果可视化展示，经过仿真分析表明，雷达对抗仿真系统可对雷达对抗场景进行有效的科学验证，对真实雷达对抗设备的探测和干扰效能具有非常重要的评估作用，与此同时，雷达对抗仿真系统还通过信号级的形式来模拟雷达对抗过程，可对真实的情况进行有效反映。该系统易用性、稳定性和可扩展性较高，具有较好的应用前景。

参考文献

[1] 刘钦，刘峥，谢荣.防空雷达网对多隐身目标的协同检测与跟踪[J].电子与信息学报，2013，35（3）：601-607.

[2] 徐海全，王国宏，关成斌.基于GIS的雷达网抗干扰效能评估系统设计[J].海军航空工程学院学报，2011，26（4）：419-421.

[3] 程彦杰，马辉，徐宙.无人机分布式干扰对防空雷达探测能力的影响[J].指挥控制与仿真，2014，36（3）：9-12，22.