CN110874510A - 基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天波雷达作战效能指标的仿真评估和柔性仿真建模领域，尤其涉及一种基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其不同之处在于：其步骤包括：S1、构建天波雷达探测概率仿真流程；S2、设计对应环节的解算方法和数学模型；S3、进行天波雷达探测概率仿真解算的算子化设计，形成仿真算子组件包；S4、构建天波雷达探测概率仿真算子树模型；S5、进行天波雷达探测概率仿真算子树模型校验；S6、优化天波雷达探测概率仿真模型。本发明解决了天波雷达探测概率解算的柔性仿真建模问题，具有灵活、直观、可扩展等优点。

Description

基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法

技术领域

本发明涉及天波雷达作战效能指标的仿真评估和柔性仿真建模领域，尤其涉及一种基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法。

背景技术

天波雷达作战运用研究是其战斗力生成的重要环节，而作战效能评估是作战决策和作战预案选取的重要依据，因而是天波雷达作战运用研究的重要内容。传统的探测概率仿真建模方法，是定制式的“黑匣子”建模方法，就是在已知仿真输出、输出和相关算法模型的基础上进行整体设计。这种方法虽然能够满足应用需要，但是存在明显的不足。首先，如果探测概率解算过程复杂，涉及到多个算法时，传统思路构建的模型对于解算的逻辑过程是隐式的，就是只被模型开发人员掌握，而对仿真用户是不可见的，因而模型不够直观；另外，从模型校验的角度考虑，即使模型的开发人员，如果采用整体式的建模方法，所有的逻辑和算法都封装在一个模型中，只要其中的一个算法或逻辑出现问题，就得遍历整个模型进行查错纠错，这就严重影响的建模效率；此外，传统方法建模的模型，模型的交互性也不足，尤其当涉及到逻辑调整和参数的实时维护问题，就显示出模型的局限性。而且，天波雷达探测概率仿真解算过程比较复杂，包括多个环节和对应的解算算法，对仿真模型的直观性、可测性和交互性等要求比较高，

可见，传统仿真建模仿真已不能满足要求，迫切需要一种新的解决天波雷达探测概率仿真解算问题的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，解决了天波雷达探测概率解算的柔性仿真建模问题，具有灵活、直观、可扩展等优点。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其不同之处在于，其步骤包括：

S1、依据天波雷达的探测机理和作战功能、流程，构建天波雷达探测概率仿真流程；

S2、针对天波雷达探测概率仿真流程，设计对应环节的解算方法和数学模型；

S3、依据天波雷达探测概率仿真流程及解算方法，对天波雷达探测概率仿真解算的各个算子单元进行算子化设计，形成天波雷达探测概率仿真算子组件集合，即探测概率仿真算子组件包；

S4、将仿真算子组件包集成，进行算子组合和算子属性配置，构建天波雷达探测概率仿真算子树模型；

S5、进行天波雷达探测概率仿真算子树模型校验；验证未通过，则调整模型；若验证通过，则完成天波雷达探测概率仿真模型原型的构建；

S6、进行反复多次的算子模型修正，不断优化天波雷达探测概率仿真模型，直到满足天波雷达探测概率仿真需求为止。

按以上技术方案，所述步骤S1的天波雷达探测概率仿真流程包括：

S11、读入飞机航迹点数据和雷达部署数据，仿真输入准备完成；

S12、遍历所有航迹点，计算每个航迹点对应的目标瞬时检测概率；

S13、由各航迹点的目标瞬时检测概率，计算天波雷达的目标综合检测概率。

按以上技术方案，所述瞬时检测概率计算的基本流程为：

A、计算雷达方程相关参数值；

B、由雷达方程计算信噪比；

C、由信噪比计算确定虚警概率下的发现概率。

按以上技术方案，所述计算信噪比的雷达方程为

式中，P_av为平均功率；G_t为发射增益；G_r为接收增益；σ为雷达反射截面积；λ为波长，是工作频率的倒数；T_c为相关积累时间；P_n为环境噪声功率；R_P为射线距离；L_S为系统损耗； L_P为电离层损耗。

按以上技术方案，所述信噪比的求解步骤如下：

步骤I：确定大圆距离R_D；

步骤II：确定电离层反射高度h，计算射线辐射仰角β；

步骤III：由R_D和R_P关系式计算射线距离R_P；

步骤IV：根据天线仰角范围与工作频率的对应关系，选择工作频率f；

步骤V：计算雷达方程中其他参数；

步骤VI：计算信噪比。

按以上技术方案，所述射线辐射仰角β的计算方法如下：

Δ＝h/R，θ＝360R_D/(4πR)

式中，h为电离层反射高度；R为地球半径；R_D为大圆距离。

按以上技术方案，所述射线距离R_P的计算公式为

射线距离R_P的取值范围，即雷达可探测距离范围的计算公式为

式中，(S/N)₀是指满足给定的虚警概率P_f、发现概率P_d的信噪比检测门限；其他参数含义同上。

按以上技术方案，所述工作频率f的取值范围为6～28MHz；环境噪声功率P_n的取值范围为-150～-175dB；平均功率P_av的取值范围为180～480KW；发射增益G_t的取值范围为23.3～ 27.6dB；接收增益G_r的取值范围为29.8～34.0dB；系统损耗L_S的取值范围为10～12dB；相关积累时间T_c的取值范围为1～20s。

按以上技术方案，所述发射增益G_t的计算公式为

所述接收增益G_r的计算公式为

式中，

为水平波束宽度；Δβ为垂直波瓣宽度；η为孔径效率。

按以上技术方案，所述算子单元包括探测概率求解算子、信噪比求解算子、射线距离计算算子、雷达选频计算算子、电离层损耗计算算子、环境噪声功率计算算子、平均功率计算算子、天线增益设置算子、相关累积时间算子、目标RCS设置算子、系统损耗设置算子。

对比现有技术，本发明的有益特点为：

1)该项发明的核心点是天波雷达探测概率仿真算子组件包和天波雷达探测概率仿真算子树模型。其中，算子组件包针对天波雷达探测概率仿真解算流程，采用问题归约的思路，将解算过程进行分解，分别设计对应的解算算子，算子之间的交互关系满足仿真解算流程的逻辑关系，这样就达到了化整为零的效果，是一种组件化的仿真建模方法手段。算子树模型是算子组件包的应用，是天波雷达探测概率仿真解算的实现载体和仿真模型。

2)这种仿真解算的算子化设计和组件化实现的仿真建模方法，具有扩展性好、灵活适用、直观等特点，是解决复杂的仿真解算的一种有效途径。通过这种组件化设计，可以简化模型测试和维护流程，提高仿真模型验证效率。而且，模型的升级也会更加方便，在算子接口不变的条件下，只需要修正算子封装算法的相关内容，就可升级算子组件。

3)天波雷达探测概率算子树仿真模型，与天波雷达探测概率仿真流程，具有外观上的一致性，实现了仿真需求和仿真模型的外观的一致性，给仿真用户很直观的体验，这是传统仿真建模方法无法实现的。而且，算子树仿真模型的输入、输出以及算子属性都是可以配置的，可根据需要调整参数设置，满足各种仿真需求，提高仿真效率。

附图说明

图1为本发明实施例天波雷达探测概率仿真流程示意图；

图2为本发明实施例天波雷达仰角和频率关系示意图；

图3为天波超视距雷达效能仿真算子注册图示意图；

图4为探测概率求解算子属性配置界面示意图；

图5为射线距离计算算子相关设置界面示意图；

图6为雷达选频计算算子属性设置界面示意图；

图7为电离层损耗计算模型及属性配置界面示意图；

图8为环境噪声功率设置算子示图示意图；

图9为平均功率计算算子属性配置界面示意图；

图10为接收和发射增益算子属性配置界面示意图；

图11为相关累积时间算子属性配置界面示意图；

图12为目标RCS设置算子属性配置界面示意图；

图13为天波雷达效能仿真算子集成示意图；

图14为天波雷达探测概率算子树仿真模型示意图；

图15天波雷达仿真输入数据视图；

图16常规雷达仿真输入数据视图；

图17常规雷达目标观测量计算相关参数配置示意图；

图18天波雷达效能仿真结果数据示意图；

图19为本发明实施例整体流程示意图。

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，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在下文中，将参考附图来更好地理解本发明的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本发明的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。

如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本发明。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”和其衍生词将与如图1定向的发明有关。而且，并无意图受到前文的技术领域、背景技术、发明内容或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图中示出和在下文的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的发明构思的简单示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被理解为限制性的，除非权利要求书另作明确地陈述。

如图19所示，本发明实施例针对天波雷达探测概率仿真解算问题，构建了天波雷达探测概率仿真解算流程，以及对应各个流程环节的数学模型和算法；针对仿真解算的模块化和扩展性问题，进行天波雷达探测概率仿真的算子化设计和算子组件包的计算机实现；针对仿真模型的直观性和交互性问题，将算子组件包集成到柔性仿真建模平台FEMS中，通过调度和有效组合探测概率仿真算子单元，建立天波雷达探测概率仿真算子树模型；针对模型校验和优化问题，配置算子属性和模型输出数据，并驱动算子引擎，利用得到天波雷达探测概率仿真数据及对应图表，进行模型优化调整，直到满足天波雷达探测概率仿真要求为止；解决了天波雷达探测概率解算的柔性仿真建模问题。

天波雷达对空中目标(如隐身目标)检测概率求解的基本流程如图1所示。首先，读入飞机航迹点数据和雷达部署数据，包括经度、纬度、高度等数据项。则仿真输入准备完成。而后，遍历所有航迹点，计算每个航迹点对应的目标瞬时探测概率。最后，由各航迹点的目标瞬时探测概率，计算天波雷达的目标综合检测概率。

天波超视距雷达的目标瞬时检测概率的计算基本流程为：计算雷达方程相关参数值；由雷达方程计算信噪比；由信噪比计算确定虚警概率下的发现概率。

仿真参数选取与计算采用如下思路：

利用雷达方程求解信噪比，一般为10～11dB，典型值可取11dB。

以dB为单位的雷达方程为：

主要相关参数的计算方法如下：

射线辐射仰角记为β，取值范围为5°～30°，该参数的计算方法如下：

Δ＝h/R，θ＝360R_D/(4πR)

式中，h为电离层反射高度，70～450km；R为地球半径，取为6370km；R_D为大圆距离，取值范围为1000km～3500km；

工作频率f，取值范围为6～28MHz，选频的基本原则为远距离多用高频、近距离多用低频，具体选频原则包括：与雷达共享天线的电离层返回散射设备探测结果的任务区回波能量最大的频点；电离层污染最小的频点；电离层传播模式最少的频点；一定工作带宽内无(或有可能容许)同频干扰子区工作信道信噪比最大的频点；工作通道有效性(持续时间)概率最大的频点；工作通道内环境噪声起伏最小的频点；能保证对指定的探测子区的严密覆盖的频点。

电离层损耗记为L_P，天波超视距雷达的电波传播路径包括自由空间和电离层传播部分。自由空间传播会引起能量的自然扩散损耗。而电离层的随机、色散、时空变化、有耗特性也会造成能量损耗。总的来说，路径传播衰减包括自由空间衰减A_R，电离层吸收损耗A_ie，E_s层存在时的部分遮蔽衰减A_q与反射衰减A_er，高纬度极区衰减A_h和附加衰减A_z。对于中纬度地区，不考虑极区衰减；E_s层夏季出现频繁，但出现时间不稳定，难以预测，可不考虑这些特殊情况。因此，天波超视距雷达电波路径的传播损耗为

W＝A_R+A_ie+A_z

此处计算只要计算电离层双程损耗和附加损耗即可，也可以选典型值20dB计算。

环境噪声功率P_n，取值范围为-150～-175dB。

平均功率P_av，取值范围为180～480KW(52.5～56.8dB)，由发射机工作路数决定，每路发射机平均功率12～16kW，最大工作路数30路，最小工作路数可选为15(取值为总路数的1/2)。

发射增益G_t，取值范围为23.3～27.6dB，计算公式为

式中，

为水平波束宽度，取值范围为2.68°～6.4°；Δβ为垂直波瓣宽度，取值范围为5～30°；η为孔径效率，一般取为0.7。

接收增益G_r，取值范围为29.8～34.0dB，计算公式为

式中，

为水平波束宽度，取值范围为0.6～1.37°；Δβ为垂直波瓣宽度，取值范围为5～30°；η为孔径效率：一般取为0.7。

系统损耗L_S，取值范围为10～12dB，典型值可取为11dB。

相关积累时间T_c，取值范围为1～20s(0～13dB)，典型值可取为10s，计算公式为

T_c＝n×T_r

n为积累点数，一般驻留工作方式时积累点数设置为512点，两子区至8子区扫描时积累点数设置为256点，大于8个子区扫描时积累点数设置为128点。

T_r为工作时宽或雷达重复周期，取值如表1所示。

表1不同时宽对应的最大探测斜距

时宽(ms)	最大探测斜距(km)
		12	1800
15	2250
		21	3150
24	3600

子区探测距离范围指子区内信噪比值超过门限值的距离范围。门限值是指满足给定的虚警概率P_f、发现概率P_d的信噪比检测门限(S/N)₀，通常为12dB(P_f＝10^-5，P_d＝0.5)。可探测距离范围计算公式为

式中，各参数的含义同上。

天波雷达通常都保证整个子区方位范围全部被覆盖，接收方位范围稍大于发射方位范围，这里设定方位范围为6.4°。

由上式可以计算出等波束宽度时所需要的工作阵子数N。N对应着工作的发射机台数。公式中的参数d是阵子间距。接收机是用11个子波束覆盖整个子区方位范围，且总波束宽度大于64°。当固定波束总宽度时，N也对应着工作的接收机台数。

信噪比的求解步骤如下：

Step1：确定大圆距离R_D。划分为1000～1500km；1500～2000km；2000～2500km；2500～ 3000km等4个距离段。

Step2：确定电离层反射高度h(典型值可在100km～450km范围内选取)，计算发射仰角β。典型的电离层高度：E层h＝110km，F1层h＝250km，F2层h＝350km。

Step3：由R_D和R_P关系式计算射线距离R_P；

Step4：根据天线仰角范围与工作频率的对应关系，选择工作频率f；

Step5：计算雷达方程中其他参数；

Step6：计算信噪比。

由上式计算出的信噪比是考虑了相干积累n个脉冲的值，实际中我们可以等效为单脉冲信噪比计算。考虑目标起伏模型，因为要求相干积累，所以目标模型只能是Swerling1或3 型。考虑非相干积累情况，天波雷达非相干积累次数为2-4次，有时候也不用非相干积累。具体算法这里不再详述。

采用柔性仿真建模方法，依据以上天波雷达探测概率仿真流程和解算方法，对以上算法进行合理封装，进行算子化和算子组件设计，构建算子形式的仿真建模单元，就可得到相应的天波超视距雷达探测概率仿真建模单元，用于支持探测概率仿真建模。算子注册如图3所示。

天波雷达效能仿真涉及到雷达参数计算、信噪比求解和探测概率求解等，相应地设计如下算子建模元件：

□探测概率求解算子

该算子用于求解天波雷达目标探测概率，算子类型为复合算子，可容纳信噪比求解及相关算子；算子输入为目标飞行航迹数据、雷达部署数据和信噪比求解数据；算子输出为天波雷达对目标各航迹点的探测概率及综合探测概率；算子属性包括飞机飞行速度、雷达观测周期、虚警概率等，如图4所示。用户可根据仿真需要灵活调整和配置算子属性。

□信噪比求解算子

该用于求解天波雷达接收信噪比，算子为符合算子，可容纳射线距离计算、雷达选频计算等相关算子。算子输入为目标飞行航迹数据、雷达部署数据和雷达工作频率等仿真计算数据；算子输出为目标各航迹点对应的信噪比数据。

□雷达方程相关参数计算与设置算子

雷达方程相关参数包括射线距离、工作频率、电离层损耗、环境噪声功率、平均功率、发射增益、接收增益、相关累积时间等。各算子的具体设计如下：

a)射线距离计算。该算子为复合算子，通过容纳射线辐射仰角算子，构成射线距离的计算模型。算子属性包括电离层反射高度、探测距离、地球半径等，算子属性配置界面如图 5所示。该算子封装以上射线距离计算公式对应的相关操作。

b)雷达选频计算算子。该算子为复合算子，通过容纳射线辐射仰角算子，构成雷达选频计算算子。该算子用于雷达选频仿真，为信噪比求解提供雷达工作频率数据。算子属性包括选频参考和频率选择值，如图6所示。其中，选频参考可用于调度选频经验数据；频率选择值属性用于参照选频经验数据设置合理的雷达工作频率值。

c)电离层损耗计算算子。该算子为复合算子，通过容纳自由空间传播损耗计算、电离层吸收损耗计算、附加衰减计算三个算子，构成天波雷达电离层损耗仿真计算模型。该算子封装路径传播损耗仿真相关算法对应的仿真操作。电离层吸收损耗计算算子的属性配置界面如图7所示。

d)环境噪声功率计算算子。该算子为原子算子，用于配置雷达信噪比求解的环境噪声功率的仿真参数值，如图8所示。

e)平均功率计算算子。该算子为原子算子，用于计算雷达接收机信噪比求解的平均功率参数，封装以上流程对应的仿真操作。算子属性包括单路发射机平均功率、最大工作路数、最小工作路数、工作路数设定几个属性，用户可在默认值的基础上，根据仿真需要灵活调整和配置算子属性。如图9所示。

f)天线增益设置算子。包括发射增益设置算子和接收增益设置算子。这两个算子用于配置和计算雷达信噪比求解的发射增益、接收增益的仿真参数值。算子属性包括水平波束宽度、垂直波瓣宽度、孔径效率，如图10所示，用户可在参数默认值的基础上，根据仿真需要灵活调整和配置算子属性。

g)相关累积时间算子。该算子为原子算子。算子用于配置信噪比求解的相关累积时间参数，封装以上流程对应的相关仿真操作。算子属性包括工作方式、时宽设置和时宽设置参考，如图11所示。

h)目标RCS设置算子。该算子为原子算子。用于配置信噪比求解的目标RCS仿真参数。算子属性包括RCS设置和RCS设置参考，如图12所示。用于可参照RCS设置参考列表中的目标RCS值，配置“RCS设置”属性对应的值。

i)系统损耗设置。该算子为原子算子。用于配置信噪比求解的系统损耗仿真参数。算子属性为系统损耗。

以上算子设计完成后，集成于柔性仿真评估建模环境-FEMS中，这样就构建了用于天波雷达探测概率仿真建模的单元模型集合，可根据仿真需要灵活调度。算子资源集成效果如图 13所示。

依据以上仿真思路和流程，利用构建完成的算子建模单元，建立天波雷达探测概率仿真算子树模型，如图14所示。该模型中，航迹数据加载转换和雷达部署数据算子用于导入仿真输入数据。其中，航迹数据加载转换用于将目标航迹点文本数据转换为FEMS系统可识别的数据格式；雷达部署数据算子用于加载雷达部署位置点数据。

算子树模型构建完成后，加载目标航迹数据和雷达部署数据，按照仿真需求，对各个算子单元的属性进行合理配置，并验证算子的接口关系，验证通过后，该模型为合法模型，可用于天波雷达探测概率的仿真分析了。

利用前述构建的仿真模型单元和仿真模型，可开展一定战情背景下的天波雷达探测概率仿真实验。

□仿真输入

天波雷达仿真输入数据为雷达部署位置和目标航迹，仿真中设置两个飞机目标，雷达部署在某地，如图15所示。

常规雷达仿真针对中国台湾岛上空的一个飞机目标，考虑两部雷达，其中一部雷达与天波雷达部署在近似相同位置，如图16所示。

□仿真参数配置

常规雷达参数配置如图17所示。

□仿真结果

基于以上仿真输入数据和仿真配置参数，可得到天波雷达和常规雷达对中国台湾方向空中目标的探测概率仿真结果，部署在同一位置的天波雷达对隐身目标的探测概率分别为0.99和 0.82，如图18所示。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于，其步骤包括：

S1、依据天波雷达的探测机理和作战功能、流程，构建天波雷达探测概率仿真流程；

S2、针对天波雷达探测概率仿真流程，设计对应环节的解算方法和数学模型；

S3、依据天波雷达探测概率仿真流程及解算方法，对天波雷达探测概率仿真解算的各个算子单元进行算子化设计，形成天波雷达探测概率仿真算子组件集合，即探测概率仿真算子组件包；

S4、将仿真算子组件包集成，进行算子组合和算子属性配置，构建天波雷达探测概率仿真算子树模型；

S5、进行天波雷达探测概率仿真算子树模型校验；验证未通过，则调整模型；若验证通过，则完成天波雷达探测概率仿真模型原型的构建；

S6、进行反复多次的算子模型修正，不断优化天波雷达探测概率仿真模型，直到满足天波雷达探测概率仿真需求为止。

2.根据权利要求1所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述步骤S1的天波雷达探测概率仿真流程包括：

S11、读入飞机航迹点数据和雷达部署数据，仿真输入准备完成；

S12、遍历所有航迹点，计算每个航迹点对应的目标瞬时检测概率；

S13、由各航迹点的目标瞬时检测概率，计算天波雷达的目标综合检测概率。

3.根据权利要求2所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述瞬时检测概率计算的基本流程为：

A、计算雷达方程相关参数值；

B、由雷达方程计算信噪比；

C、由信噪比计算确定虚警概率下的发现概率。

4.根据权利要求3所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述计算信噪比的雷达方程为

式中，P_av为平均功率；G_t为发射增益；G_r为接收增益；σ为雷达反射截面积；λ为波长，是工作频率的倒数；T_c为相关积累时间；P_n为环境噪声功率；R_P为射线距离；L_S为系统损耗；L_P为电离层损耗。

5.根据权利要求4所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述信噪比的求解步骤如下：

步骤I：确定大圆距离R_D；

步骤II：确定电离层反射高度h，计算射线辐射仰角β；

步骤III：由R_D和R_P关系式计算射线距离R_P；

步骤IV：根据天线仰角范围与工作频率的对应关系，选择工作频率f；

步骤V：计算雷达方程中其他参数；

步骤VI：计算信噪比。

6.根据权利要求5所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述射线辐射仰角β的计算方法如下：

Δ＝h/R，θ＝360R_D/(4πR)

式中，h为电离层反射高度；R为地球半径；R_D为大圆距离。

7.根据权利要求6所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述射线距离R_P的计算公式为

射线距离R_P的取值范围，即雷达可探测距离范围的计算公式为

式中，(S/N)₀是指满足给定的虚警概率P_f、发现概率P_d的信噪比检测门限；其他参数含义同上。

8.根据权利要求7所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述工作频率f的取值范围为6～28MHz；环境噪声功率P_n的取值范围为-150～-175dB；平均功率P_av的取值范围为180～480KW；发射增益G_t的取值范围为23.3～27.6dB；接收增益G_r的取值范围为29.8～34.0dB；系统损耗L_S的取值范围为10～12dB；相关积累时间T_c的取值范围为1～20s。

9.根据权利要求8所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述发射增益G_t的计算公式为

所述接收增益G_r的计算公式为

式中，

为水平波束宽度；Δβ为垂直波瓣宽度；η为孔径效率。

10.根据权利要求1所述的基于算子的天波雷达探测概率柔性仿真建模方法，其特征在于：所述算子单元包括探测概率求解算子、信噪比求解算子、射线距离计算算子、雷达选频计算算子、电离层损耗计算算子、环境噪声功率计算算子、平均功率计算算子、天线增益设置算子、相关累积时间算子、目标RCS设置算子、系统损耗设置算子。

Images