CN107808036B - 一种距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，包括：S1、建立距离波门拖引干扰仿真模型；S2、通过距离波门拖引干扰模型与反舰导弹末制导雷达仿真模型之间进行参数传递；S3、在一次拖引周期中，实时获取反舰导弹末制导雷达的接收脉冲，在开始阶段，将转发延迟时间设置为最小转发延迟，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引阶段，通过距离波门拖引干扰仿真模型计算线性拖引和抛物线拖引时的转发延迟时间，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引保持阶段，转发延迟时间取固定值，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入停止阶段，停止转发干扰脉冲。本发明能用于改进距离波门拖引有源干扰的干扰模式及干扰参数的设计，提高干扰效果。

Description

一种距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法

技术领域

本发明涉及仿真试验验证领域，尤其涉及一种距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法。

背景技术

舰载有源干扰系统通过人为辐射和转发特定类型的电磁波，对敌方电子设备进行压制或欺骗干扰，在对空自防御作战中起着重要作用。距离波门拖引是针对反舰导弹末制导雷达自动距离跟踪系统的主要欺骗样式。

传统的距离波门拖引有源干扰仿真方法通过对距离波门拖引的关键参数建立评估模型，仿真时输入固定的被干扰雷达参数，主要是用于对匀速波门拖引和匀加速波门拖引进行仿真评估。仿真过程未涉及有源干扰与被干扰雷达间的实时参数传递，也未对抛物线拖引模式进行仿真。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中未涉及有源干扰与被干扰雷达间的实时参数传递，也未对抛物线拖引模式进行仿真的缺陷，提供一种距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，该方法包括以下步骤：

S1、建立距离波门拖引干扰仿真模型，将距离波门拖引干扰实施时的一次拖引周期分为：开始阶段、拖引阶段、拖引保持阶段和停止阶段；对距离波门拖引的拖引速度进行仿真，计算采用线性拖引和抛物线拖引时的拖引速度，进而计算拖引脉冲相对于接收脉冲的转发延迟时间；

S2、通过距离波门拖引干扰模型，与待进行干扰的反舰导弹末制导雷达仿真模型之间进行参数传递；

S3、在一次拖引周期中，实时获取反舰导弹末制导雷达的接收脉冲，在开始阶段，将转发延迟时间设置为最小转发延迟，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引阶段，通过距离波门拖引干扰仿真模型计算线性拖引和抛物线拖引时的转发延迟时间，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引保持阶段，转发延迟时间取固定值，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入停止阶段，停止转发干扰脉冲。

进一步地，本发明的步骤S1中计算采用线性拖引和抛物线拖引时的拖引速度的方法为：

采用线性拖引和抛物线拖引时，拖引速度分别为：

其中，V_C为定值；V₀为拖引速度初值；k为抛物线拖引加速度；u(·)为单位阶跃函数，T₁为开始阶段持续时间；T₂为拖引阶段持续时间，m为拖引循环次数，t_n为第n个脉冲周期中干扰机接收脉冲的时间。

进一步地，本发明的步骤S1中计算转发延迟时间的方法为：

拖引脉冲幅度为：

第n个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲相对于接收脉冲的延迟时间为：

其中，A_n为拖引脉冲幅度；A为设定值；t_n′为第n个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲相对于接收脉冲的延迟时间；Δt_n′为第n个与第n-1个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲延迟时间变化量；t为以距离波门拖引干扰的起始时刻为0的时间；m为拖引循环次数；

一次拖引周期总时间为：T＝T₁+T₂+T₃+T₄

其中，T₁为开始阶段持续时间；T₂为拖引阶段持续时间；T₃为拖引保持时间；T₄为停止阶段持续时间。

进一步地，本发明的计算第n个与第n-1个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲延迟时间变化量的方法为：

对距离波门拖引的拖引速度进行仿真，作为对Δt_n′的控制：

其中，t_n为第n个脉冲周期中干扰机接收脉冲的时间；V_d(t_n)为拖引速度；C为光速。

进一步地，本发明的步骤S2中距离波门拖引干扰模型与反舰导弹末制导雷达仿真模型间的传递参数为：

反舰导弹末制导雷达仿真模型向距离波门拖引干扰模型传递的参数为雷达接收脉冲，距离波门拖引干扰模型向反舰导弹末制导雷达仿真模型传递的参数为源功率的视频距离波门拖引干扰信号。

本发明产生的有益效果是：本发明的距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，通过设计线性拖引和抛物线拖引的仿真模型以及相应的控制参数控制仿真模型，通过距离波门拖引仿真模型与反舰导弹末制导雷达仿真模型间的参数传递实现有源干扰与被干扰雷达间的实时信息交互，通过合理的仿真流程设计实现对距离波门拖引有源干扰效果的仿真测试。仿真测试结果可以用于改进距离波门拖引有源干扰的干扰模式及干扰参数的设计，进一步提高干扰效果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为有源干扰仿真总体参数设置示意图；

图2为距离波门拖引干扰仿真参数设置示意图；

图3为距离波门拖引有源干扰仿真流程设计示意图；

图4为距离波门拖引有源干扰仿真波形示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，该方法包括以下步骤：

S1、建立距离波门拖引干扰仿真模型，将距离波门拖引干扰实施时的一次拖引周期分为：开始阶段、拖引阶段、拖引保持阶段和停止阶段；对距离波门拖引的拖引速度进行仿真，计算采用线性拖引和抛物线拖引时的拖引速度，进而计算拖引脉冲相对于接收脉冲的转发延迟时间；

S2、通过距离波门拖引干扰模型，与待进行干扰的反舰导弹末制导雷达仿真模型之间进行参数传递；

S3、在一次拖引周期中，实时获取反舰导弹末制导雷达的接收脉冲，在开始阶段，将转发延迟时间设置为最小转发延迟，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引阶段，通过距离波门拖引干扰仿真模型计算线性拖引和抛物线拖引时的转发延迟时间，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引保持阶段，转发延迟时间取固定值，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入停止阶段，停止转发干扰脉冲。

本发明实施例的距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，该方法首先建立距离波门拖引有源干扰的仿真模型，通过设计仿真模型控制参数、与反舰导弹末制导雷达仿真模型间的传递参数以及仿真运行流程，实现对距离波门拖引有源干扰效果的仿真测试。

(1)距离波门拖引干扰仿真模型的建立

距离波门拖引干扰实施时，一次拖引循环总时间为：

T＝T₁+T₂+T₃+T₄ (1)

其中，T₁为开始阶段持续时间；T₂为拖引阶段持续时间；T₃为拖引保持时间；T₄为停止阶段持续时间。

拖引脉冲幅度和第n个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲相对于接收脉冲的延迟时间可表示为：

其中，A_n为拖引脉冲幅度；A为设定值；t_n′为第n个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲相对于接收脉冲的延迟时间；Δt_n′为第n个与第n-1个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲延迟时间变化量；t为以距离波门拖引干扰的起始时刻为0的时间；m为拖引循环次数。

对距离波门拖引的拖引速度进行仿真，可以近似为对Δt_n′的控制。

其中，t_n为第n个脉冲周期中干扰机接收脉冲的时间；V_d(t_n)为拖引速度；C为光速。

采用线性拖引和抛物线拖引时，拖引速度分别为：

其中，V_C为定值；V₀为拖引速度初值；k为抛物线拖引加速度；u(·)为单位阶跃函数。

设置仿真模型控制参数，包括：干扰功率、干扰天线增益、系统最小转发延迟、开始阶段持续时间、拖引阶段持续时间、保持阶段持续时间、停止阶段持续时间、距离拖引模式(线性/抛物线)、线性拖引速度、抛物线拖引加速度等。

(2)距离波门拖引干扰模型与反舰导弹末制导雷达仿真模型间传递参数的设计。

设计距离波门拖引干扰模型与反舰导弹末制导雷达仿真模型间的传递参数，满足仿真过程中干扰源与被干扰目标间的实时信息交互，反舰导弹末制导雷达仿真模型向距离波门拖引干扰模型传递的参数为雷达到达脉冲(单位V)，距离波门拖引干扰模型向反舰导弹末制导雷达仿真模型传递的参数为源功率的视频距离波门拖引干扰信号(单位V)。

(3)仿真运行流程的设计。

距离波门拖引有源干扰仿真运行流程的设计如图3所示。在一次拖引循环中，首先读入被干扰的反舰导弹末制导雷达的到达脉冲，在开始阶段，转发延迟时间为设置的系统最小转发延迟，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引阶段，根据采用的距离波门拖引方式(线性拖引/抛物线拖引)，计算转发延迟时间，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入保持阶段，转发延迟时间取固定值，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入停止阶段，停止转发干扰脉冲。

在本发明的另一个具体实施例中：

1、如图1和图2所示，通过仿真人机交互界面设计，在仿真开始时，设置仿真模型控制参数，进行初始化，包括干扰天线增益、干扰发射衰减、干扰对雷达的极化失配系数、干扰引导角度误差的方差、有效干扰功率、开始阶段持续时间、拖引阶段持续时间、保持阶段持续时间、停止阶段持续时间、系统最小转发延迟、距离拖引模式(线性/抛物线)、线性拖引速度、抛物线拖引加速度等，通过干扰实施控制功能控制干扰的开始和停止。

2、按照图3所示仿真流程，初始化后，进行距离波门拖引有源干扰仿真。在一次拖引循环仿真中，在开始阶段、拖引阶段、保持阶段之前实时读入被干扰雷达到达波，在不同的阶段，根据设置参数、式(4)和式(5)确定转发延迟时间，转发干扰脉冲。

3、通过在仿真过程中实时监控反舰导弹末制导雷达接收到的波形和信号波门的关系，测试距离波门干扰是否对反舰导弹末制导雷达的距离跟踪产生了干扰作用。在一次仿真测试中，实施距离波门有源干扰后，末制导雷达内部的工作波形如图4所示，图中干扰脉冲回波滞后于目标回波脉冲一定距离，表明当前处于距离波门拖引干扰的拖引阶段，此时干扰脉冲幅度为6.5mV，远大于目标回波脉冲幅度1.2mV，但末制导雷达的距离波门仍然跟踪目标回波，可以判定此次距离波门拖引干扰未起到较好的干扰效果。

通过调整设置的干扰参数可以进行多次仿真，能够对不同参数对干扰效果的影响进行评估测试。

如图4所示，回波波形为末制导雷达内部接收到的目标回波；干扰波形为末制导雷达内部接收到的干扰机发出的干扰脉冲波形；回波+干扰波形为末制导雷达内部接收到的波形叠加；信号波门为末制导雷达跟踪目标的信号波门。

距离波门拖引有源干扰用于干扰反舰导弹末制导雷达的跟踪，直接目的是将雷达的距离跟踪波门拖走，破坏雷达对目标的距离跟踪。传统的距离波门拖引仿真模型仅对匀速波门拖引和匀加速波门拖引建模，仿真时输入固定的被干扰雷达参数，未涉及有源干扰与被干扰雷达间的实时参数传递。本发明通过设计线性拖引和抛物线拖引的仿真模型以及相应的控制参数控制仿真模型，通过距离波门拖引仿真模型与反舰导弹末制导雷达仿真模型间的参数传递实现有源干扰与被干扰雷达间的实时信息交互，通过合理的仿真流程设计实现对距离波门拖引有源干扰效果的仿真测试。仿真测试结果可以用于改进距离波门拖引有源干扰的干扰模式及干扰参数的设计，进一步提高干扰效果。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、建立距离波门拖引干扰仿真模型，将距离波门拖引干扰实施时的一次拖引周期分为：开始阶段、拖引阶段、拖引保持阶段和停止阶段；对距离波门拖引的拖引速度进行仿真，计算采用线性拖引和抛物线拖引时的拖引速度，进而计算拖引脉冲相对于接收脉冲的转发延迟时间；

S2、通过距离波门拖引干扰模型，与待进行干扰的反舰导弹末制导雷达仿真模型之间进行参数传递；

S3、在一次拖引周期中，实时获取反舰导弹末制导雷达的接收脉冲，在开始阶段，将转发延迟时间设置为最小转发延迟，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引阶段，通过距离波门拖引干扰仿真模型计算线性拖引和抛物线拖引时的转发延迟时间，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入拖引保持阶段，转发延迟时间取固定值，按照转发延迟时间转发干扰脉冲；进入停止阶段，停止转发干扰脉冲；

步骤S1中计算采用线性拖引和抛物线拖引时的拖引速度的方法为：

采用线性拖引和抛物线拖引时，拖引速度分别为：

其中，V_C为定值；V₀为拖引速度初值；k为抛物线拖引加速度；u(·)为单位阶跃函数，T₁为开始阶段持续时间；T₂为拖引阶段持续时间，m为拖引循环次数，t_n为第n个脉冲周期中干扰机接收脉冲的时间，T为一次拖引周期的总时间。

2.根据权利要求1所述的距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，其特征在于，步骤S1中计算转发延迟时间的方法为：

拖引脉冲幅度为：

第n个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲相对于接收脉冲的延迟时间为：

其中，A_n为拖引脉冲幅度；A为设定值；t′_n为第n个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲相对于接收脉冲的延迟时间；Δt′_n为第n个与第n-1个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲延迟时间变化量；t为以距离波门拖引干扰的起始时刻为0的时间；m为拖引循环次数；

一次拖引周期总时间为：T＝T₁+T₂+T₃+T₄

其中，T₁为开始阶段持续时间；T₂为拖引阶段持续时间；T₃为拖引保持时间；T₄为停止阶段持续时间。

3.根据权利要求2所述的距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，其特征在于，计算第n个与第n-1个脉冲重复周期中干扰机发射的拖引脉冲延迟时间变化量的方法为：

对距离波门拖引的拖引速度进行仿真，作为对Δt′_n的控制：

其中，t_n为第n个脉冲周期中干扰机接收脉冲的时间；V_d(t_n)为拖引速度；C为光速。

4.根据权利要求1所述的距离波门拖引有源干扰的仿真设计方法，其特征在于，步骤S2中距离波门拖引干扰模型与反舰导弹末制导雷达仿真模型间的传递参数为：

反舰导弹末制导雷达仿真模型向距离波门拖引干扰模型传递的参数为雷达接收脉冲，距离波门拖引干扰模型向反舰导弹末制导雷达仿真模型传递的参数为源功率的距离波门拖引干扰信号。

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