CN106772293A - 一种机载雷达模拟器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于计算机仿真技术、机载雷达仿真技术领域，具体涉及一种雷达模拟器。主要组成包括：雷达仿真单元、雷达控制面板、数据采集处理单元、环境仿真单元以及雷达终端显示单元。本发明充分考虑各种体系对抗条件下的雷达作战环境，将虚拟环境和机载雷达系统的模拟有效结合起来，从基于虚拟环境的实时动态视景数据库中调度大面积地形数据并进行分析处理，以此为依据来模拟机载雷达的工作过程，极大提高机载雷达系统仿真的逼真度和可信度。该发明为实现机载雷达系统的功能和性能模拟提供支撑，可广泛应用于机载雷达系统仿真设计与试验验证中。

Description

一种机载雷达模拟器
技术领域
本发明属于计算机仿真技术、机载雷达仿真技术领域，具体涉及一种雷达模拟器。
背景技术
机载雷达作为飞机重要的传感器之一，对于飞机的飞行安全和作战性能起着至关重要的作用。由于机载雷达系统结构复杂，功能繁多，与主战武器结合紧密，设计和维护变得越来越困难，而且培训成本高、效率低，依靠有限的实战演习难以综合评估机载雷达系统在作战中的实际效能，因此迫切要求研制一种雷达模拟器以支持机载雷达系统的设计、使用、维护与培训。
近年来，国内开发的雷达模拟器主要以最基本的作战人员操作程序训练为主要目标，对基于虚拟环境的雷达性能仿真方面的研究与国外相比还存在较大差距，在雷达仿真的逼真度和可信度方面，仍不足以支持现代军事对抗和军事战术演练。本发明综合考虑各种体系对抗条件下的雷达作战环境，分析各种外部模型与雷达系统的交互关系及雷达的工作机制，从基于虚拟环境的实时动态视景数据库中调度大面积地形数据并进行分析处理，以此为依据来模拟机载雷达的工作过程，为实现机载雷达系统的功能和性能模拟提供支撑，满足地形探测跟踪和作战人员培训的技战术要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种雷达模拟器，将虚拟环境和机载雷达系统的模拟有效结合起来，通过引入虚拟环境数据，采用基于雷达反射的技术原理，模拟三维地形条件下电磁波的发射、传播、接收、处理等过程以及相关几何效应和电磁效应，解决雷达地形建模、雷达目标检测、雷达图像生成等关键技术，并极大提高雷达系统仿真的逼真度和可信度，以满足机载雷达系统仿真需求。该发明可应用于机载雷达系统设计与试验验证。
本发明的技术方案是：一种机载雷达模拟器，其特征在于，主要组成包括：雷达仿真单元1、雷达控制面板2、数据采集处理单元3、环境仿真单元4、雷达终端显示单元5，其中，
所述雷达仿真单元1用于实现机载雷达系统的功能和性能模拟，主要包含雷达仿真计算机101和视频采集卡102，雷达仿真计算机101用于实时生成机载雷达模型以模拟雷达各种工作模式，并产生相应的数据及图像输出；视频采集卡102安装在雷达仿真计算机101中，用于捕获雷达图像信息；
所述雷达控制面板2用于实现雷达工作模式的选择、天线俯仰角的设置、跟踪目标的选择等诸多控制功能模拟，雷达控制面板2与数据采集计算机301相连；
所述数据采集处理单元3用于控制完成雷达控制面板2设备信号的采集、处理以及硬件板卡的驱动，数据采集处理单元3主要包含数据采集处理计算机301和采集板卡302，采集板卡302安装在数据采集处理计算机301中，数据采集处理计算机301实时采集雷达控制面板2各信号信息，经过处理后送给雷达仿真计算机101；数据采集处理计算机301与雷达仿真计算机101之间通过以太网方式进行信息传递；
所述环境仿真单元4用于提供气象、目标、载机位置状态等参数信息，环境仿真单元4与雷达仿真计算机101之间通过以太网方式进行信息传递；
所述雷达终端显示单元5接收雷达仿真单元1信号，针对雷达各种不同工作模式，以形象化的符号、图形、表格等形式显示载机、雷达和目标的工作状态以及主要参数。
本发明所产生的有益效果：本发明能够真实模拟虚拟环境下机载雷达对各种目标和地形的探测过程，实现机载雷达系统的功能和性能模拟，便于用户熟悉掌握机载雷达系统的操作程序，在机载雷达系统分析、设计、仿真与试验验证等方面具有一定的促进作用。本发明具有较好的可重构性和可重用性，可推广应用于其他型号飞机机载雷达仿真系统设计中，节约研制成本，缩短研制周期。
附图说明
图1是一种雷达模拟器示意图。
图2为本发明模拟器的具体结构示意图。
其中，1－雷达仿真单元、2－雷达控制面板、3－数据采集处理单元、4－雷达仿真单元、5－终端显示单元、101－雷达仿真计算机、102－视频采集卡、301－数据采集处理计算机、302－采集板卡。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实例对本发明做进一步详细描述，请参阅图1、图2。
本发明的原理：本发明将虚拟环境和机载雷达系统的模拟有效结合起来，通过引入虚拟环境数据，采用基于雷达反射的技术原理，模拟三维地形条件下电磁波的发射、传播、接收、处理等过程以及相关几何效应和电磁效应，解决雷达地形建模、雷达目标检测、雷达图像生成等关键技术，极大提高雷达系统仿真的逼真度和可信度，以满足机载雷达系统仿真需求。
其中，雷达仿真单元用于实现机载雷达系统的功能和性能模拟，如对海、对地、对空目标的搜索和跟踪，其工作模式包括空海、空地、空空等；雷达控制面板用于实现雷达工作模式的选择、天线俯仰角的设置、跟踪目标的选择等诸多控制功能模拟；数据采集处理单元用于控制完成雷达控制面板设备信号的采集、处理以及硬件板卡的驱动；环境仿真单元用于提供气象、目标、载机位置状态等参数信息；雷达终端显示单元以形象化的符号、图形、表格等形式显示载机、雷达和目标的工作状态以及主要参数。
本发明的思路：本发明以实现机载雷达系统的功能和性能模拟为目标，充分考虑各种体系对抗条件下的雷达作战环境，将虚拟环境数据引入到雷达仿真系统中，从基于虚拟环境的实时动态视景数据库中调度大面积地形数据并进行分析处理，以此为依据来模拟机载雷达的工作过程。
具体实施步骤包括以下两个方面：首先，需要对地形数据库和材质数据库进行预处理，即根据三维地形数据建立虚拟战场环境，对不同纹理的地貌完成雷达纹理映射，经过地形数据处理软件包的处理，建立地形地质体散射特性模型和目标特性模型，作为雷达仿真软件包的数据输入。然后，以机载雷达为研究对象，在虚拟战场环境下，根据雷达的控制信息仿真雷达各种工作模式，产生相应的数据及图像输出，从而实现雷达功能与性能的模拟。
本发明的具体内容：一种机载雷达模拟器，其特征在于，主要组成包括：雷达仿真单元1、雷达控制面板2、数据采集处理单元3、环境仿真单元4、雷达终端显示单元5，其中，
所述雷达仿真单元1用于实现机载雷达系统的功能和性能模拟，主要包含雷达仿真计算机101和视频采集卡102，雷达仿真计算机101用于实时生成机载雷达模型以模拟雷达各种工作模式，并产生相应的数据及图像输出；视频采集卡102安装在雷达仿真计算机101中，用于捕获雷达图像信息；
所述雷达控制面板2用于实现雷达工作模式的选择、天线俯仰角的设置、跟踪目标的选择等诸多控制功能模拟，雷达控制面板2与数据采集计算机301相连；
所述数据采集处理单元3用于控制完成雷达控制面板2设备信号的采集、处理以及硬件板卡的驱动，数据采集处理单元3主要包含数据采集处理计算机301和采集板卡302，采集板卡302安装在数据采集处理计算机301中，数据采集处理计算机301实时采集雷达控制面板2各信号信息，经过处理后送给雷达仿真计算机101；数据采集处理计算机301与雷达仿真计算机101之间通过以太网方式进行信息传递；
所述环境仿真单元4用于提供气象、目标、载机位置状态等参数信息，环境仿真单元4与雷达仿真计算机101之间通过以太网方式进行信息传递；
所述雷达终端显示单元5接收雷达仿真单元1信号，针对雷达各种不同工作模式，以形象化的符号、图形、表格等形式显示载机、雷达和目标的工作状态以及主要参数。

Claims (1)

1.一种机载雷达模拟器，其特征在于，主要组成包括：雷达仿真单元(1)、雷达控制面板(2)、数据采集处理单元(3)、环境仿真单元(4)、雷达终端显示单元(5)，其中，
所述雷达仿真单元(1)用于实现机载雷达系统的功能和性能模拟，主要包含雷达仿真计算机(101)和视频采集卡(102)，雷达仿真计算机(101)用于实时生成机载雷达模型以模拟雷达各种工作模式，并产生相应的数据及图像输出；视频采集卡(102)安装在雷达仿真计算机(101)中，用于捕获雷达图像信息；
所述雷达控制面板(2)用于实现雷达工作模式的选择、天线俯仰角的设置、跟踪目标的选择等诸多控制功能模拟，雷达控制面板(2)与数据采集计算机(301)相连；
所述数据采集处理单元(3)用于控制完成雷达控制面板(2)设备信号的采集、处理以及硬件板卡的驱动，数据采集处理单元(3)主要包含数据采集处理计算机(301)和采集板卡(302)，采集板卡(302)安装在数据采集处理计算机(301)中，数据采集处理计算机(301)实时采集雷达控制面板(2)各信号信息，经过处理后送给雷达仿真计算机(101)；数据采集处理计算机(301)与雷达仿真计算机(101)之间通过以太网方式进行信息传递；
所述环境仿真单元(4)用于提供气象、目标、载机位置状态等参数信息，环境仿真单元(4)与雷达仿真计算机(101)之间通过以太网方式进行信息传递；
所述雷达终端显示单元(5)接收雷达仿真单元(1)信号，针对雷达各种不同工作模式，以形象化的符号、图形、表格等形式显示载机、雷达和目标的工作状态以及主要参数。
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