CN113985376A - 一种雷达综合显控激励系统 - Google Patents

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CN113985376A CN202111586519.9A CN202111586519A CN113985376A CN 113985376 A CN113985376 A CN 113985376A CN 202111586519 A CN202111586519 A CN 202111586519A CN 113985376 A CN113985376 A CN 113985376A
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Abstract

本发明公开一种雷达综合显控激励系统，通过接口仿真通讯模块分别与战场态势场景仿真激励设备、雷达目标激励设备及对应雷达建立通讯连接来接收态势载机信息和雷达总线信息；雷达系统仿真模块模拟雷达参数；目标与数据处理模块接收目标数据，根据当前场景对目标数据进行处理，模拟雷达各种工作模式下雷达对空情海情的信号检测处理；显示控制处理模块显示控制雷达总线信息并将经处理后的态势信息回灌至对应雷达，雷达接收数据、解析后得到当前惯导参数；API接口设计模块提供后台插件API接口，实现修改显控界面可配置属性；战场态势解析模块将战场态势数据转换成方便雷达仿真使用的数据；雷达综合显控仿真进行雷达显示和控制人机界面。

Description

一种雷达综合显控激励系统
技术领域
本发明属于微波雷达技术领域，具体涉及一种雷达综合显控激励系统。
背景技术
现有的雷达综合显控激励系统仅能和真实雷达进行数据交互，且只能发送固定参数的惯导信息给雷达，无法模拟空中近实战应用场景。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种雷达综合显控激励系统。
技术方案：本发明的一种雷达综合显控激励系统，包括接口仿真通讯模块、雷达系统仿真模块、目标与数据处理模块、显示控制处理模块、API接口设计模块、战场态势解析模块和雷达综合显控仿真模块；通过接口仿真通讯模块分别与战场态势场景仿真激励设备、雷达目标激励设备及对应雷达建立通讯连接来接收态势载机信息和雷达总线信息；雷达系统仿真模块模拟雷达的发射功率、波段、阵面、体制、方向图和灵敏度；目标与数据处理模块接收目标数据，根据当前场景对目标数据进行处理，模拟雷达各种工作模式下雷达对空情、海情下的信号检测处理；显示控制处理模块显示控制雷达总线信息并将经处理后的态势信息回灌至对应雷达，雷达接收数据、解析后得到当前惯导参数；API接口设计模块提供后台插件API接口，实现修改显控界面可配置属性；战场态势解析模块将战场态势数据转换成方便雷达仿真使用的数据；雷达综合显控仿真进行雷达的显示和控制人机界面；通过注入方式即通过雷达总线接被测雷达获得的雷达总线信息；通过数据回放即通过以太网连接雷达测试数据记录分析设备来获得数据库回放数据。
进一步地，在系统环境配置正确后，由显示控制处理模块启动系统；通过显示控制处理模块选择运行模式为数字回放模式或实体注入模式；通过接口仿真通讯模块控制外部输入数据进入输入输出模块转换为内部数据；通过显示控制处理模块根据被测雷达型号选择或自定义显控界面样式；通过雷达综合显控仿真模块控制界面实现雷达工作模式控制并显示当前雷达状态；通过接口仿真通讯模块将雷达总线数据记录到本地数据库以备其他子系统使用。
进一步地，所述接口仿真通讯模块包括雷达总线数据接口通讯模块和态势载机信息通讯模块，通过雷达总线数据接口通讯模块和与雷达建立通讯连接并进行数据交换；态势载机信息通讯模块接收战场态势场景仿真激励设备的态势信息和载机信息。
进一步地，所述雷达系统仿真模块的具体工作流程如下：
步骤1、系统时统，即通过雷达模拟器进行外部授时并定时与实验室环境进行时间校正，再通过内部对时模块进行系统内部统一对时；
步骤2、工作模式仿真，即基于X波段相控阵雷达进行对海和对空两种工作模式仿真，仿真过程中对参数进行自动调整和修正；
步骤3、天线方向图仿真：
步骤4、天线特性仿真：
步骤5、系统损耗仿真；
步骤6、载频模型仿真；
步骤7、雷达作用距离；
所述系统损耗仿真包括对传输和接收损耗、天线波束形状 损耗和信号处理损耗 的仿真，其中：传输和接收损耗使用2dB来近似；天线波束形状损耗根据天线方向图仿真计 算得到；所述信号处理损耗包括检波器近似损耗0.5～1 dB；恒虚警概率(CFAR)损耗1dB；量 化损耗有限字长(比特数)和量化噪声使得模数(A/D)转换器输出的噪声功率增加；A/D的噪 声功率为
Figure 499554DEST_PATH_IMAGE001
/12， q为量化电平；距离门、频率门跨越损耗2～3dB。
进一步地，所述目标与数据处理模块包括目标检测、目标探测仿真、目标处理仿真、数据处理仿真；
其中，目标检测工作流程包括：首先计算得到对应参数，包括目标飞行高度
Figure 802359DEST_PATH_IMAGE002
、目 标飞行速度
Figure 644676DEST_PATH_IMAGE003
、飞机飞行高度
Figure 792760DEST_PATH_IMAGE004
、目标与飞机之间的高度差
Figure 676403DEST_PATH_IMAGE005
、目标方位 角
Figure 759896DEST_PATH_IMAGE006
和目标高低角
Figure 728989DEST_PATH_IMAGE007
、进入角
Figure 415186DEST_PATH_IMAGE008
、两机距离
Figure 543548DEST_PATH_IMAGE009
、视线角速度
Figure 922576DEST_PATH_IMAGE010
、雷达实际探测距离
Figure 113386DEST_PATH_IMAGE011
、 两机距离变化率
Figure 744219DEST_PATH_IMAGE012
以及目标速度在视线上的投影
Figure 71295DEST_PATH_IMAGE013
；然后将上述所得参数数据与给定 的雷达性能参数比较来判断雷达是否探测到目标进而实现目标探测仿真；
其中，目标探测仿真工作流程包括：通过目标探测仿真模拟雷达各种工作模式下雷达对空情、海情下的信号检测处理，包括脉压处理、相参积累处理、恒虚警检测处理和差波束测角处理，并输出信号探测结果；
基于线性调频和相位编码进行脉内调制，然后通过匹配滤波处理实现脉压处理；同时采用对应窗函数对雷达信号频谱进行加权，实现脉压处理；
对脉压处理后的信号进行使用FFT处理在频域上形成窄带多普勒滤波器组，通过判断各滤波器有无输出来检测运动目标及其速度；
在运动目标检测时使用OS-CFAR检测器来实现目标的恒虚警检测，对于该检测器 保护单元集合对称分布于目标检测单元CUT两侧；参考单元
Figure 509973DEST_PATH_IMAGE014
和参考单元
Figure 453658DEST_PATH_IMAGE015
也对称分布组成左、右参考窗；然后对左右两组参考窗内共
Figure 747236DEST_PATH_IMAGE016
个参考单元 排序，然后去第
Figure 69765DEST_PATH_IMAGE017
个最小值作为总的背景杂波功率水平估计值
Figure 525017DEST_PATH_IMAGE018
；接着目标存在判决器取
Figure 690419DEST_PATH_IMAGE019
作为阈值；若目标检测单元的信号幅度
Figure 522109DEST_PATH_IMAGE020
满足
Figure 479569DEST_PATH_IMAGE021
，则判断为CUT中存在目标 回波；否则，判断为CUT中只存在杂波；
对于给定的
Figure 105723DEST_PATH_IMAGE022
和参考窗长度
Figure 899366DEST_PATH_IMAGE016
，其虚警概率
Figure 534747DEST_PATH_IMAGE023
取决于阈值因子
Figure 690922DEST_PATH_IMAGE024
，检测概率
Figure 753556DEST_PATH_IMAGE025
取决于阈值因子
Figure 519649DEST_PATH_IMAGE026
和信号的信噪比
Figure 958720DEST_PATH_IMAGE027
，则虚警概率
Figure 375926DEST_PATH_IMAGE023
为：
Figure 609461DEST_PATH_IMAGE028
Figure 236752DEST_PATH_IMAGE029
上面两式中，
Figure 338569DEST_PATH_IMAGE030
是伽马函数，
Figure 469336DEST_PATH_IMAGE031
；
当
Figure 873773DEST_PATH_IMAGE032
是整数时，
Figure 722780DEST_PATH_IMAGE033
；
最后进行差波束测角处理，差波束方向图表达式
Figure 113441DEST_PATH_IMAGE034
如下：
Figure 364294DEST_PATH_IMAGE035
式中，
Figure 205211DEST_PATH_IMAGE036
为差波束斜率，
Figure 164683DEST_PATH_IMAGE037
为差波束线性区域宽度；方位角估值
Figure 483669DEST_PATH_IMAGE038
为：
Figure 854608DEST_PATH_IMAGE039
式中，
Figure 476213DEST_PATH_IMAGE040
为测向估值系数，
Figure 34233DEST_PATH_IMAGE041
为差波束输出信号值，
Figure 156910DEST_PATH_IMAGE042
为初始相位，
Figure 116776DEST_PATH_IMAGE043
为时间；
其中，目标处理仿真工作流程如下：
步骤1、参数初始化，在雷达的注入模式或数据回放模式下保证系统正常运行，并能输出正确目标数据；
步骤2、接收到目标数据后进行更新标志判断，对有更新标志信息进行置零；
步骤3、判断目标数据合法性，抛弃无效数据；
步骤4、有效目标数据存放在目标信息缓存中，根据时序先后调用；
步骤5、进行目标数据坐标转换，通常包括地理系转换和机体系转换；
步骤6、目标波束相关及目标检测处理；
步骤7、对探测结果进行刷选排序通过雷达总线输出到被测雷达或通过以太网输出到雷达测试数据记录分析设备；
其中，数据处理仿真包括对注入方式的雷达数据处理和对数据回放方式的雷达数据处理，即：
步骤1、以太网配置准确，选择注入模式运行；
步骤2、定时监控态势数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的态势数据合法性，非法则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致；
步骤5、进行单位转换及坐标转换等换算处理；
步骤6、根据态势变化，实时更新态势展示界面。
进一步地，所述目标与数据处理模块的数据处理仿真模块对注入方式的雷达数据处理过程如下：
步骤1、通信仿真卡驱动使能，以太网配置准确，选择注入模式运行；
步骤2、定时监控雷达数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的雷达数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致，实现实时操作系统；
步骤5、组织发送雷达控制指令数据，更新数据更新标志位，并保存至数据缓存中，等待发送；
步骤6、判断发送数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤7、开启线程处理发送数据，严格按照时序进行；
步骤8、雷达数据通过通信仿真卡发送至被测雷达，同时通过以太网发送同样数据至雷达测试数据记录分析设备；
所述数据处理仿真模块对数据回放方式的雷达数据处理过程如下：
步骤1、以太网配置准确，选择数据回放模式运行；
步骤2、定时监控雷达数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的雷达数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致，实现实时操作系统；
步骤5、组织发送雷达控制指令数据，更新数据更新标志位，并保存至数据缓存中，等待发送；
步骤6、判断发送数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤7、开启线程处理发送数据，严格按照时序进行；
步骤8、雷达数据通过通信仿真卡发送至被测雷达。
进一步地，所述显示控制处理模块包括显示模块和控制模块；显示模块显示当前雷达状态及系统状态，控制模块下发雷达控制指令及系统控制指令；
其中，所述显示模块的具体实现步骤如下：
步骤1、参数初始化；
步骤2、根据被测目标选择对应雷达；
步骤3、进入测试界面，配置和运行系统；
步骤4、接收来自雷达总线或以太网的系统状态信息及雷达状态信息；
步骤5、实时监控状态是否与当前状态一致，有更新则刷新显示界面，无则继续监控，直至目标检测结束；
其中，所述控制模块的具体实现步骤如下：
步骤1、初始化参数；
步骤2、选择对应雷达和配置控制组件；
步骤3、进入测试界面，配置和运行系统；
步骤4、正确操作控制界面，触发控制指令下发；
步骤5、雷达控制数据更新标志处理；
步骤6、雷达控制数据合法性判断；
步骤7、雷达控制指令通过雷达总线下发到被测雷达；
步骤8、雷达控制数据异常标志处理；
步骤9、循环监控是否进行操作控制界面，直至测试流程结束。
进一步地，所述雷达综合显控仿真模块的具体工作流程如下：参数初始化后进入工作状态循环选择，空战开始前，雷达处于搜索工作状态，根据搜索结果计算目标参数；然后根据目标相对雷达坐标系的位置、姿态、速度及目标的高度、速度、雷达反射截面参数判断目标是否被截获；若被截获，则转入雷达的连续自动跟踪状态，否则继续保持搜索状态；
所述工作状态包括开机、目标搜索、截获目标、连续自动跟踪以及关闭；
雷达综合显控仿真模块中还包括态势显示、P型显示、B型显示、A型显示、E型显示、H型显示、雷达操纵界面、终端控制菜单和雷达航迹表。
进一步地，所述API接口设计模块修改显控界面可配置属性，具体功能如下所述：
1、具备增加，删除，修改，查询软件功能组件功能；
2、增加组件类型包括控制按钮、显示窗口、勾选组合；
3、可修改组件描述属性，包括修改工作方式控制，TAS、TWS、MAP；
4、可配置数据存储文件位置；
5、可获得当前软件状态信息；
6、可获得当前雷达状态信息及雷达总线信息。
进一步地，所述战场态势解析模块将设定的战场态势数据转换成便于雷达仿真使用的数据，进行战情参数解析、场景数据使用和系统时钟仿真；
其中，战情参数解析是指接收外部输入的初始战情设置参数（包括舰船和目标的位置、速度、姿态等部署信息，装备的战技参数信息等），以及雷达所在舰船的惯导参数信息，包括在稳定坐标系下东、北、天位置和速度信息以及己舰的横摇、纵摇、航速和航向信息；然后判断参数设置的合理性，完成战情参数在时域和空域上的解析，生成可供各雷达模拟子模块调用的战情数据；可根据输入的雷达仿真型号，直接调用其相关参数作为雷达模型配置参数；
进行场景数据使用时，接收外部输入和内部自行仿真的两种目标仿真数据，内部自行仿真时根据雷达与目标之间的相对位置关系，实时判断目标是否落在照射的波束范围内，并作为雷达模拟检测目标的初始依据；以目标和雷达之间的相对位置和相对速度关系，作为计算目标回波强度、杂波强度的初始依据，最终作为计算目标是否可以检测的依据；
进行系统时钟仿真对雷达射频信号以10ms为最小周期进行描述，进而包含由若干个10µs周期的信号脉冲，通过10µs内的信号特征对每个仿真周期内的雷达射频信号的描述。
有益效果：本发明能够接收态势传来的实时惯导信息，构建近实战的作战对象模拟环境，通过本发明的数字雷达模型不仅能够和真实雷达联试，还可以在无真实雷达情况下进行仿真试验。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的模块具体组成示意图；
图3为本发明运行示意图；
图4为本发明的仿真示意图；
图5为本发明的线阵方向图；
图6为实施例中OS-CFAR检测器结构图；
图7为实施例中以虚警率为参数的信噪比随发现概率变化曲线图；
图8为实施例中差波束方向图示意图；
图9为实施例中目标处理流程示意图；
图10为实施例中目标截获流程示意图；
图11为实施例中目标抛弃流程示意图；
图12为实施例中态势数据处理流程示意图；
图13为实施例中雷达数据处理流程示意图；
图14为实施例中显示模块流程示意图；
图15为实施例中控制模块流程示意图；
图16为实施例中显控终端布局示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1和图2，本发明公开一种雷达综合显控激励系统，包括接口仿真通讯模块、雷达系统仿真模块、目标与数据处理模块、显示控制处理模块、API接口设计模块、战场态势解析模块和雷达综合显控仿真模块；通过接口仿真通讯模块分别与战场态势场景仿真激励设备、雷达目标激励设备及对应雷达建立通讯连接来接收态势载机信息和雷达总线信息；雷达系统仿真模块模拟雷达的发射功率、波段、阵面、体制、方向图和灵敏度；目标与数据处理模块接收目标数据，根据当前场景对目标数据进行处理，模拟雷达各种工作模式下雷达对空情、海情下的信号检测处理；显示控制处理模块显示控制雷达总线信息并将经处理后的态势信息回灌至对应雷达，雷达接收数据、解析后得到当前惯导参数；API接口设计模块提供后台插件API接口，实现修改显控界面可配置属性；战场态势解析模块将战场态势数据转换成方便雷达仿真使用的数据；雷达综合显控仿真进行雷达的显示和控制人机界面；通过注入方式即通过雷达总线接被测雷达获得的雷达总线信息；通过数据回放即通过以太网连接雷达测试数据记录分析设备来获得数据库回放数据。
如图3所示，上述系统在系统环境配置正确后，由显示控制处理模块启动系统；通过显示控制处理模块选择运行模式为数字回放模式或实体注入模式；通过接口仿真通讯模块控制外部输入数据进入输入输出模块转换为内部数据；通过显示控制处理模块根据被测雷达型号选择或自定义显控界面样式；通过雷达综合显控仿真模块控制界面实现雷达工作模式控制并显示当前雷达状态；通过接口仿真通讯模块将雷达总线数据记录到本地数据库以备其他子系统使用。其中雷达工作状态的流程如图4所示。
本实施例的接口仿真通讯模块包括雷达总线数据接口通讯和态势载机信息通讯，通过雷达总线数据接口通讯模块和与雷达建立通讯连接并进行数据交换；态势载机信息通讯模块接收战场态势场景仿真激励设备的态势信息和载机信息。
上述雷达系统仿真模块模拟雷达的发射功率、波段、阵面、体制、方向图、灵敏度，具体流程如下：
步骤1、系统时统：通过雷达模拟器统一采用外部授时方式，并定时与实验室环境进行时间校正，再通过内部对时模块实现对模拟器系统内部的统一对时功能，保证系统时戳和实验室环境一致；
步骤2、工作模式仿真：根据X波段相控阵雷达特点，系统主要分为对海和对空两种工作模式进行仿真设计；在不同工作模式下，系统相关参数进行自动调整，并根据对海和对空特点采用不同的目标检测方式或参数修正；
步骤3、天线方向图仿真：
本实施例假定单元传感器天线的方向图为
Figure 158550DEST_PATH_IMAGE044
，
Figure 469446DEST_PATH_IMAGE045
为偏角，
Figure 130234DEST_PATH_IMAGE046
为方位，在
Figure 944606DEST_PATH_IMAGE047
方 位形成波束指向，阵列中各传感器天线单元的激励电流为
Figure 173593DEST_PATH_IMAGE048
，对应
Figure 706206DEST_PATH_IMAGE049
方位的激励电流的相 位为
Figure 170685DEST_PATH_IMAGE050
，则相控阵的天线方向图函数
Figure 839564DEST_PATH_IMAGE051
为：
Figure 990185DEST_PATH_IMAGE052
；
其中，
Figure 10094DEST_PATH_IMAGE053
为天线单元数量，
Figure 12685DEST_PATH_IMAGE054
为阵元间距，
Figure 801649DEST_PATH_IMAGE055
方位与
Figure 372439DEST_PATH_IMAGE056
的关系表示为：
Figure 614064DEST_PATH_IMAGE057
；
在阵列布阵中，一般说来，各传感器天线单元均是按照相同的规格进行设计，因此 天线的形状、尺寸相同，选取的材料相同，即各传感器天线单元的方向图是相同的，有
Figure 685925DEST_PATH_IMAGE058
。
此时方向图表示为：
Figure 719609DEST_PATH_IMAGE059
上式中，
Figure 320355DEST_PATH_IMAGE060
称为阵列加权系数；对天线满足各向同性条件和均匀分 布口径的照射情况，即
Figure 314856DEST_PATH_IMAGE061
时，天线方向图函数表示为：
Figure 659250DEST_PATH_IMAGE062
；
本实施例的天线波束指向0度时方向图如图5所示。
步骤4、天线特性仿真包括
波瓣宽度
对辛格函数，当
Figure 298172DEST_PATH_IMAGE063
时，有
Figure 69819DEST_PATH_IMAGE064
，可计算出波束在法线方向时的半功率波束宽度（单位：弧度）：
Figure 286037DEST_PATH_IMAGE065
天线增益
假定天线口径面积为
Figure 434122DEST_PATH_IMAGE066
，天线单元数量为
Figure 52185DEST_PATH_IMAGE067
，阵元间距为
Figure 149060DEST_PATH_IMAGE068
，阵列天线口径面积 为
Figure 852574DEST_PATH_IMAGE069
；在波束指向角指向
Figure 538770DEST_PATH_IMAGE070
方向时，按照数学原理，理想天线口径面积
Figure 152286DEST_PATH_IMAGE066
将在对应 的等相位面上投影出实际的有效面积
Figure 265735DEST_PATH_IMAGE071
，即
Figure 456545DEST_PATH_IMAGE072
；假定天线无反 射，则波束增益正比于天线口径的有效面积
Figure 946432DEST_PATH_IMAGE071
，此时，波束指向角方向上天线的增益为法 线方向上的增益乘上波束指向角的余弦值，即：
Figure 663721DEST_PATH_IMAGE073
；
步骤5、系统损耗仿真；
步骤6、载频模型仿真；本实施例的载频模型分为频率固定和频率捷变两种，仿真的频率范围为8Ghz到12Ghz。频率捷变包含2种类型：脉间捷变和脉组捷变。脉间捷变雷达的每个脉冲载频在一个较宽的频段上按一定规律或作随机的快速的频率跳变，雷达发射机的频率变化可表示为：
Figure 213651DEST_PATH_IMAGE074
式中：
Figure 891757DEST_PATH_IMAGE075
为中心频率；
Figure 919756DEST_PATH_IMAGE076
为最大频率捷变带宽；
Figure 242284DEST_PATH_IMAGE077
为磁控管的频率调谐周期；
Figure 963116DEST_PATH_IMAGE078
为触发脉冲的重复周期；
Figure 128518DEST_PATH_IMAGE042
为初始相位；脉组捷变是指雷达的频率变化以脉冲组为单位进 行跳变；
步骤7、雷达作用距离；
雷达的作用距离取决于雷达方程，其表达式如下：
Figure 851885DEST_PATH_IMAGE079
其中
Figure 153554DEST_PATH_IMAGE080
为目标信噪比；
Figure 45286DEST_PATH_IMAGE081
发射功率（峰值功率: 雷达方程有多种表达方式，不 同的表达式使用不同的功率表达形式），发射功率
Figure 697985DEST_PATH_IMAGE081
和平均功率
Figure 943152DEST_PATH_IMAGE082
有如下式关系，
Figure 364906DEST_PATH_IMAGE083
，
Figure 427540DEST_PATH_IMAGE084
为占空比。
Figure 692168DEST_PATH_IMAGE085
为天线增益；
Figure 131240DEST_PATH_IMAGE086
为雷达波长；
Figure 407500DEST_PATH_IMAGE087
为目标雷达截面积（RCS）；
Figure 641036DEST_PATH_IMAGE088
为脉压得益；
Figure 878113DEST_PATH_IMAGE089
为积累得益；
Figure 589717DEST_PATH_IMAGE090
为目标距离；
Figure 986063DEST_PATH_IMAGE091
为玻尔兹曼系数；
Figure 390500DEST_PATH_IMAGE092
为绝对温度；
Figure 862676DEST_PATH_IMAGE093
为系统噪声系数；
Figure 377971DEST_PATH_IMAGE094
为信号带宽；
Figure 628824DEST_PATH_IMAGE095
为系统损耗；将雷达方程稍作变形，则得到雷达的作 用距离表达式：
Figure 345107DEST_PATH_IMAGE096
；
由于实际雷达系统总是有各种损耗的，这些损耗将降低雷达的实际作用距离，需要进行系统损耗仿真，包括传输和接收损耗、线波束形状损耗和信号处理损耗。
传输损耗是指发生在雷达发射机和发射天线输入端之间波导引起的损耗，包括单位长度波导的损耗、每一波导拐弯处的损耗和旋转关节的损耗；接收的损耗发生在天线输出端和接收机的前端之间。发射机中所用发射管的参数不尽相同，发射管在波段范围内也有不同的输出功率，发射管使用时间的长短也会影响其输出功率，这些因素随着应用情况而变化，一般缺乏足够的根据来估计其损耗因素，通常用2dB来近似。
天线波束形状损耗。由于实际工作中天线是扫描的，当天线波束扫过目标时，收到的回波信号振幅按天线波束形状进行调制。实际收到的回波信号能量比按最大增益的等幅脉冲串收到的信号能量要小；信噪比的损耗是由于没有获得最大的天线增益而产生的，这种损耗叫做天线波束形状损耗；该损耗可以根据天线方向图计算得到。
信号处理损耗。包括检波器近似损耗0.5～1dB；恒虚警概率(CFAR)损耗1dB；量化 损耗有限字长(比特数)和量化噪声使得模数(A/D)转换器输出的噪声功率增加。A/D的噪声 功率为
Figure 681411DEST_PATH_IMAGE001
/12，其中q为量化电平；距离门、频率门跨越损耗2～3dB。
本实施例的目标与数据处理模块包括目标检测、目标探测仿真、目标处理仿真、数据处理仿真。
目标检测工作流程如下：
首先计算得到对应参数，包括目标飞行高度
Figure 396DEST_PATH_IMAGE097
、目标飞行速度
Figure 105756DEST_PATH_IMAGE098
、飞机飞行高度
Figure 976629DEST_PATH_IMAGE004
、目标与飞机之间的高度差
Figure 534649DEST_PATH_IMAGE099
、目标方位角
Figure 657326DEST_PATH_IMAGE100
和目标高低角
Figure 617191DEST_PATH_IMAGE101
、进入角
Figure 409698DEST_PATH_IMAGE102
、两机距离
Figure 720594DEST_PATH_IMAGE103
、视线角速度
Figure 646961DEST_PATH_IMAGE104
、雷达实际探测距离
Figure 87432DEST_PATH_IMAGE105
、两机距离变化率
Figure 441053DEST_PATH_IMAGE106
以及目标速度 在视线上的投影
Figure 973666DEST_PATH_IMAGE107
；然后将上述所得参数数据与给定的雷达性能参数比较来判断雷达 是否探测到目标进而实现目标探测仿真；
目标探测仿真是指通过目标探测仿真模拟雷达各种工作模式下雷达对空情、海情下的信号检测处理，包括脉压处理、相参积累处理、恒虚警检测处理和差波束测角处理，并输出信号探测结果。
脉冲压缩使雷达在峰值发射功率大大降低的情况下同时获得长脉冲的高能量和短脉冲的分辨率两方面的优点，解决了雷达脉冲峰值功率受限和距离分辨率之间的矛盾；同时通过宽脉冲的使用可以使多普勒系统的分辨率提高,相应提高速度分辨率。
线性调频、相位编码的脉内调制对雷达信号调制，通过匹配滤波处理实现脉压处理。为降低过高的距离旁瓣使用相应窗函数对信号频谱进行加权。此处对匹配滤波器的权值进行频域或时域进行窗函数加权。包括Hamming窗和Taylor窗。使用FFT处理在频域上形成窄带多普勒滤波器组；只要判断各滤波器有无输出就可以有效地检测运动目标及其速度。FFT的每点输出相当于N个脉冲的回波数据在这个频率上进行了相参积累，并作为以这个频率为中心的一个带通滤波器的输出。经过相参积累后，可使回波信号的信噪比相比积累前的单个脉冲而言提高N倍。每个滤波器都有一定的副瓣,副瓣的大小决定着杂波抑制能力的大小。
本实施例的恒虚警检测处理的具体内容为：
在运动目标检测过程中，本实施例为保持恒定的虚警概率使用浮动门限，此处使 用OS-CFAR检测器来实现目标的恒虚警检测CUT为目标检测单元，为保护单元集合，对称分 布在检测单元两侧。
Figure 172566DEST_PATH_IMAGE108
，
Figure 982390DEST_PATH_IMAGE109
是参考单元，分别组成了左、右参考窗。 OS-CFAR检测器对左、右参考窗内共
Figure 506912DEST_PATH_IMAGE110
个参考单元排序，然后去第
Figure 261242DEST_PATH_IMAGE111
个最小值作为总的背景 杂波功率水平估计值
Figure 529412DEST_PATH_IMAGE112
(
Figure 443010DEST_PATH_IMAGE111
一般取总的参考单元数的3/4，即
Figure 872855DEST_PATH_IMAGE113
)。目标存在判决器 取
Figure 380059DEST_PATH_IMAGE114
作为阈值。若目标检测单元的信号幅度
Figure 186341DEST_PATH_IMAGE115
满足
Figure 705178DEST_PATH_IMAGE116
，则判断为CUT中存在目 标回波；否则，判断为CUT中只存在杂波。
对于OS-CFAR检测器，对于给定的
Figure 837083DEST_PATH_IMAGE111
和参考窗长度
Figure 566004DEST_PATH_IMAGE110
，其虚警概率
Figure 799146DEST_PATH_IMAGE117
取决于阈值 因子
Figure 562703DEST_PATH_IMAGE118
，检测概率
Figure 334350DEST_PATH_IMAGE119
取决于阈值因子
Figure 816146DEST_PATH_IMAGE120
和信号的信噪比
Figure 839597DEST_PATH_IMAGE121
：
Figure 457660DEST_PATH_IMAGE122
Figure 400209DEST_PATH_IMAGE123
上面两式中，
Figure 103722DEST_PATH_IMAGE124
是伽马函数，
Figure 180132DEST_PATH_IMAGE125
；当
Figure 652701DEST_PATH_IMAGE126
是整数时，
Figure 297309DEST_PATH_IMAGE127
如图7所示，不同的虚警率和发现概率所需的单个脉冲的信噪比变化曲线图。
本实施例差波束测角处理是指通过阵列处理合成四个具有一定关系的天线，方位两个、俯仰两个，左边俯仰向两个天线的和减去右边俯仰向两个天线的和就可以形成方位差波束测向，上边方位向两个天线的和减去下边方位向两个天线的和就可以形成俯仰差波束测向
差波束方向图表达式
Figure 363485DEST_PATH_IMAGE128
如下：
Figure 853373DEST_PATH_IMAGE129
式中，
Figure 446028DEST_PATH_IMAGE130
为差波束斜率，
Figure 995958DEST_PATH_IMAGE131
为差波束线性区域宽度。具体的，方位角估值
Figure 34583DEST_PATH_IMAGE132
为：
Figure 328161DEST_PATH_IMAGE133
式中，
Figure 775323DEST_PATH_IMAGE134
为测向估值系数，
Figure 496155DEST_PATH_IMAGE135
为差波束输出信号值，
Figure 536923DEST_PATH_IMAGE136
为初始相位。
本实施例中的差波束方向图如图8所示。
由于，噪声干扰具有一定的带宽，但于雷达的瞬时工作带宽交叠时，会对目标的检测产生影响。
1) 噪声
高斯噪声会叠加在噪声基础上，使检测目标背景功率发生变化，假设噪声功率值为NoiseW，雷达方程需要修正为：
Figure 368613DEST_PATH_IMAGE137
计算出的目标信噪比与最小可检测信噪比比较，以判断目标能否被检测。
2) 搜索时的检测处理
存在噪声干扰的情况下，若信噪比检测能满足发现目标，输出目标点迹，若信噪比检测不能发现目标，输出干扰源点迹，方位俯仰为目标所在位置。
3) 跟踪时的干扰处理
当截获干扰源，进入对干扰源的角跟踪。在信噪比不能满足目标检测时，只做角度的滤波外推，输出干扰源的角度数据；当信噪比能满足目标检测时，连续两帧后，干扰源航迹转化为目标航迹，输出正常目标的航迹数据。
在正常跟踪过程中，出现噪声干扰后，当信噪比能满足目标检测时，按正常目标处理，在信噪比不能满足目标检测时，目标的距离速度做丢失处理，角度参与滤波，连续多帧后目标航迹转化为干扰源航迹，进入对干扰源的角跟踪。
距离欺骗干扰模型包括：空空跟踪时欺骗干扰在一定条件下会使点迹的输出信息包括目标的距离、多普勒速度信息产生一定的偏差。
欺骗干扰对精度的影响引起一个附加距离或速度的偏移值。
距离欺骗与三个参数有关：
Figure 935860DEST_PATH_IMAGE138
距离拖引范围（us），
Figure 952227DEST_PATH_IMAGE139
距离拖引变化率（us/s），时 间
Figure 339346DEST_PATH_IMAGE043
，距离影响量为：
Figure 974726DEST_PATH_IMAGE140
。
Figure 396481DEST_PATH_IMAGE043
初始化为0，随后每次加一个仿真周期，当
Figure 334481DEST_PATH_IMAGE141
绝对值大于
Figure 208896DEST_PATH_IMAGE138
时，
Figure 382388DEST_PATH_IMAGE142
拖引回 零。
上述计算的
Figure 658649DEST_PATH_IMAGE143
绝对值小于300m时，
Figure 538790DEST_PATH_IMAGE143
加入点迹距离，大于300m时，雷达可以区分 目标和干扰，
Figure 900502DEST_PATH_IMAGE144
。
如图9所示，本实施例的目标处理仿真工作流程如下：
步骤1、参数初始化，在雷达的注入模式或数据回放模式下保证系统正常运行，并能输出正确目标数据；
步骤2、接收到目标数据后进行更新标志判断，对有更新标志信息进行置零；
步骤3、判断目标数据合法性，抛弃无效数据；
步骤4、效目标数据存放在目标信息缓存中，根据时序先后调用；
步骤5、进行目标数据坐标转换，通常包括地理系转换和机体系转换；
步骤6、目标波束相关及目标检测处理；
步骤7、对探测结果进行刷选排序通过雷达总线输出到被测雷达或通过以太网输出到雷达测试数据记录分析设备；
目标处理仿真模块还包括雷达截获跟踪目标，其具体步骤如图10所示：
步骤1、参数初始化，系统连接真实雷达或使用仿真的数字雷达；
步骤2、系统控制雷达工作于TAS工作模式；
步骤3、软件控制雷达进行截获跟踪目标，通过操作控制界面中移动截获光标进行截获控制；
步骤4、软件发出截获命令，雷达判断截获命令是否有效。若命令无效，雷达不响应截获命令，结束本次目标截获流程；若命令有效、进入下一个处理步骤；
步骤5、雷达判断光标是否在目标上。若光标不在目标上，则雷达按当前搜索到的目标按照威胁等级进行轮询；若光标在目标上，则雷达发出询问信号，询问次目标是否加“关注”；
步骤6、若软件确定目标加“关注”，则雷达进入TAS+HPT跟踪模式；若软件确定当前目标不加“关注”，则结束本次截获流程。
目标处理仿真模块还包括雷达抛弃跟踪目标，如图11所示；
步骤1、、参数初始化，系统连接真实雷达或使用仿真的数字雷达；
步骤2、系统控制雷达工作于TAS工作模式；
步骤3、软件控制雷达进行截获跟踪目标，通过操作控制界面中移动截获光标进行截获控制；
步骤4、软件发出截获命令，雷达判断截获命令是否有效。若命令无效，雷达不响应截获命令，结束本次目标截获流程；若命令有效、进入下一个处理步骤；
步骤5、雷达判断光标是否在目标上。若光标不在目标上，则雷达按当前搜索到的目标按照威胁等级进行轮询；若光标在目标上，则雷达发出询问信号，询问次目标是否加“关注”；
步骤6、若软件确定目标加“关注”，则雷达进入TAS+HPT跟踪模式；若软件确定当前目标不加“关注”，则结束本次截获流程。
本实施例的如12所示，目标与数据处理模块的数据处理仿真包括对注入方式的雷达数据处理和对数据回放方式的雷达数据处理，即：
步骤1、以太网配置准确，选择注入模式运行；
步骤2、定时监控态势数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的态势数据合法性，非法则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致；
步骤5、进行单位转换及坐标转换换算处理；
步骤6、根据态势变化，实时更新态势展示界面。
如图13所示，本实施例数据处理仿真模块对注入方式的雷达数据处理过程如下：
步骤1、通信仿真卡驱动使能，以太网配置准确，选择注入模式运行；
步骤2、定时监控雷达数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的雷达数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致，实现实时操作系统；
步骤5、组织发送雷达控制指令数据，更新数据更新标志位，并保存至数据缓存中，等待发送；
步骤6、判断发送数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤7、开启线程处理发送数据，严格按照时序进行；
步骤8、雷达数据通过通信仿真卡发送至被测雷达，同时通过以太网发送同样数据至雷达测试数据记录分析设备；
所述数据处理仿真模块对数据回放方式的雷达数据处理过程如下：
步骤1、以太网配置准确，选择数据回放模式运行；
步骤2、定时监控雷达数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的雷达数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致，实现实时操作系统；
步骤5、组织发送雷达控制指令数据，更新数据更新标志位，并保存至数据缓存中，等待发送；
步骤6、判断发送数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤7、开启线程处理发送数据，严格按照时序进行；
步骤8、雷达数据通过通信仿真卡发送至被测雷达。
如图14和图15所示，本实施例的显示控制处理模块包括显示模块和控制模块；显示模块显示当前雷达状态及系统状态，控制模块下发雷达控制指令及系统控制指令；
其中，所述显示模块的具体实现步骤如下：
步骤1、参数初始化；
步骤2、根据被测目标选择对应雷达；
步骤3、进入测试界面，配置和运行系统；
步骤4、接收来自雷达总线或以太网的系统状态信息及雷达状态信息；
步骤5、实时监控状态是否与当前状态一致，有更新则刷新显示界面，无则继续监控，直至目标检测结束；
其中，所述控制模块的具体实现步骤如下：
步骤1、初始化参数；
步骤2、选择对应雷达和配置控制组件；
步骤3、进入测试界面，配置和运行系统；
步骤4、正确操作控制界面，触发控制指令下发；
步骤5、雷达控制数据更新标志处理；
步骤6、雷达控制数据合法性判断；
步骤7、雷达控制指令通过雷达总线下发到被测雷达；
步骤8、雷达控制数据异常标志处理；
步骤9、循环监控是否进行操作控制界面，直至测试流程结束。
如图16所示，雷达综合显控仿真模块的具体工作流程如下：参数初始化后进入工作状态循环选择、空战开始前，雷达处于搜索工作状态，根据搜索结果计算目标参数；然后根据目标相对雷达坐标系的位置、姿态、速度及目标的高度、速度、雷达反射截面参数判断目标是否被截获；若被截获，则转入雷达的连续自动跟踪状态，否则继续保持搜索状态；所述工作状态包括开机、目标搜索、截获目标、连续自动跟踪以及关闭；雷达综合显控仿真模块还包括态势显示、P型显示、B型显示、A型显示、E型显示、H型显示、雷达操纵界面、终端控制菜单、雷达航迹表。
本实施例的API接口设计模块修改显控界面可配置属性，具体功能如下所述：
1、具备增加，删除，修改，查询软件功能组件功能；
2、增加组件类型包括控制按钮、显示窗口、勾选组合；
3、可修改组件描述属性，例如修改工作方式控制，TAS、TWS、MAP；
4、可配置数据存储文件位置；
5、可获得当前软件状态信息；
6、可获得当前雷达状态信息及雷达总线信息。
本实施例的战场态势解析模块将设定的战场态势数据转换成便于雷达仿真使用的数据，以用于战情参数解析、场景数据使用和系统时钟仿真。
战情参数解析是指用于接收外部输入的初始战情设置参数（包括舰船和目标的位置、速度、姿态部署信息，装备的战技参数信息），以及雷达所在舰船的惯导参数信息，包括在稳定坐标系下东、北、天位置和速度信息以及己舰的横摇、纵摇、航速和航向信息。判断参数设置的合理性，完成战情参数在时域和空域上的解析，生成可供各雷达模拟子模块调用的战情数据；可根据输入的雷达仿真型号，直接调用其相关参数作为雷达模型配置参数。
本实施的作战场景的目标仿真数据包括外部输入和内部自行仿真。在与大系统整机联试时，以外部输入数据为主；在模块自测试时，以内部自行仿真数据为主。内部自行仿真时只要设定好目标个数、目标的初始信息、目标运动模型一系列参数后就可以根据目标的运动学方程，模拟不同目标的运动轨迹。
雷达在仿真过程中，根据自身与目标之间的相对位置关系，实时判断目标是否落在照射的波束范围内，作为雷达模拟检测目标的初始依据。以目标和雷达之间的相对位置和相对速度关系，作为计算目标回波强度、杂波强度的初始依据，最终作为计算目标是否可以检测的依据。对于可探测到的目标，场景数据就作为真值使用；
时钟驱动作为本实施例的雷达综合显控激励系统运行的节拍器，通过时钟驱动管理周期性的执行任务。以雷达模拟器对雷达射频信号描述为例，以10ms为最小周期，包含由若干个10µs周期的信号脉冲，因此，只需给出该10µs内的信号特征即能实现对每个仿真周期内的雷达射频信号的描述。

Claims (10)

1.一种雷达综合显控激励系统，其特征在于：包括接口仿真通讯模块、雷达系统仿真模块、目标与数据处理模块、显示控制处理模块、API接口设计模块、战场态势解析模块和雷达综合显控仿真模块；
通过接口仿真通讯模块分别与战场态势场景仿真激励设备、雷达目标激励设备及对应雷达建立通讯连接来接收态势载机信息和雷达总线信息；雷达系统仿真模块模拟雷达的发射功率、波段、阵面、体制、方向图和灵敏度；目标与数据处理模块接收目标数据，根据当前场景对目标数据进行处理，模拟雷达各种工作模式下雷达对空情、海情下的信号检测处理；显示控制处理模块显示控制雷达总线信息并将经处理后的态势信息回灌至对应雷达，雷达接收数据、解析后得到当前惯导参数；API接口设计模块提供后台插件API接口，实现修改显控界面可配置属性；战场态势解析模块将战场态势数据转换成方便雷达仿真使用的数据；雷达综合显控仿真进行雷达的显示和控制人机界面；
通过注入方式即通过雷达总线接被测雷达获得的雷达总线信息；通过数据回放即通过以太网连接雷达测试数据记录分析设备来获得数据库回放数据。
2.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：在系统环境配置正确后，由显示控制处理模块启动系统；通过显示控制处理模块选择运行模式为数字回放模式或实体注入模式；通过接口仿真通讯模块控制外部输入数据进入输入输出模块转换为内部数据；通过显示控制处理模块根据被测雷达型号选择或自定义显控界面样式；通过雷达综合显控仿真模块控制界面实现雷达工作模式控制并显示当前雷达状态；通过接口仿真通讯模块将雷达总线数据记录到本地数据库以备其他子系统使用。
3.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述接口仿真通讯模块包括雷达总线数据接口通讯模块和态势载机信息通讯模块，通过雷达总线数据接口通讯模块和与雷达建立通讯连接并进行数据交换；态势载机信息通讯模块接收战场态势场景仿真激励设备的态势信息和载机信息。
4.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述雷达系统仿真模块的具体工作流程如下：
步骤1、系统时统，即通过雷达模拟器进行外部授时并定时与实验室环境进行时间校正，再通过内部对时模块进行系统内部统一对时；
步骤2、工作模式仿真，即基于X波段相控阵雷达进行对海和对空两种工作模式仿真，仿真过程中对参数进行自动调整和修正；
步骤3、天线方向图仿真：
步骤4、天线特性仿真：
步骤5、系统损耗仿真；
步骤6、载频模型仿真；
步骤7、雷达作用距离；
所述系统损耗仿真包括对传输和接收损耗、天线波束形状 损耗和信号处理损耗的仿 真，其中：传输和接收损耗使用2dB来近似；天线波束形状损耗根据天线方向图仿真计算得 到；所述信号处理损耗包括检波器近似损耗0.5～1dB；恒虚警概率CFAR损耗1dB；量化损耗 有限字长和量化噪声使得模数A/D转换器输出的噪声功率增加；A/D的噪声功率为
Figure 654597DEST_PATH_IMAGE001
/12，q 为量化电平；距离门、频率门跨越损耗2～3dB。
5.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述目标与数据处理模块包括目标检测、目标探测仿真、目标处理仿真、数据处理仿真；
其中，目标检测工作流程包括：首先计算得到对应参数，包括目标飞行高度
Figure 487424DEST_PATH_IMAGE002
、目标飞 行速度
Figure 520102DEST_PATH_IMAGE003
、飞机飞行高度
Figure 907221DEST_PATH_IMAGE004
、目标与飞机之间的高度差
Figure 542601DEST_PATH_IMAGE005
、目标方位角
Figure 88989DEST_PATH_IMAGE006
和目标高低角
Figure 417202DEST_PATH_IMAGE007
、进入角
Figure 291617DEST_PATH_IMAGE008
、两机距离
Figure 340476DEST_PATH_IMAGE009
、视线角速度
Figure 616737DEST_PATH_IMAGE010
、雷达实际探测距离
Figure 850272DEST_PATH_IMAGE011
、两机距 离变化率
Figure 211983DEST_PATH_IMAGE012
以及目标速度在视线上的投影
Figure 812335DEST_PATH_IMAGE013
；然后将上述所得参数数据与给定的雷达 性能参数比较来判断雷达是否探测到目标进而实现目标探测仿真；
其中，目标探测仿真工作流程包括：通过目标探测仿真模拟雷达各种工作模式下雷达对空情、海情下的信号检测处理，包括脉压处理、相参积累处理、恒虚警检测处理和差波束测角处理，并输出信号探测结果；
基于线性调频和相位编码进行脉内调制，然后通过匹配滤波处理实现脉压处理；同时采用对应窗函数对雷达信号频谱进行加权，实现脉压处理；
对脉压处理后的信号进行使用FFT处理在频域上形成窄带多普勒滤波器组，通过判断各滤波器有无输出来检测运动目标及其速度；
在运动目标检测时使用OS-CFAR检测器来实现目标的恒虚警检测，对于该检测器保护 单元集合对称分布于目标检测单元CUT两侧；参考单元
Figure 943102DEST_PATH_IMAGE014
和参考单元
Figure 347539DEST_PATH_IMAGE015
也对称分布组成左、右参考窗；然后对左右两组参考窗内共
Figure 196546DEST_PATH_IMAGE016
个参考单元 排序，然后去第
Figure 852787DEST_PATH_IMAGE017
个最小值作为总的背景杂波功率水平估计值
Figure 838060DEST_PATH_IMAGE018
；接着目标存在判决器取
Figure 413398DEST_PATH_IMAGE019
作为阈值；若目标检测单元的信号幅度
Figure 139914DEST_PATH_IMAGE020
满足
Figure 458900DEST_PATH_IMAGE021
，则判断为CUT中存在目标 回波；否则，判断为CUT中只存在杂波；
对于给定的
Figure 564259DEST_PATH_IMAGE022
和参考窗长度
Figure 310499DEST_PATH_IMAGE016
，其虚警概率
Figure 9464DEST_PATH_IMAGE023
取决于阈值因子
Figure 866562DEST_PATH_IMAGE024
，检测概率
Figure 826428DEST_PATH_IMAGE025
取决于阈值因子
Figure 9147DEST_PATH_IMAGE026
和信号的信噪比
Figure 680562DEST_PATH_IMAGE027
，则虚警概率
Figure 341351DEST_PATH_IMAGE023
为：
Figure 421302DEST_PATH_IMAGE028
Figure 509344DEST_PATH_IMAGE029
上面两式中，
Figure 917323DEST_PATH_IMAGE030
是伽马函数，
Figure 647381DEST_PATH_IMAGE031
；
当
Figure 581839DEST_PATH_IMAGE032
是整数时，
Figure 965416DEST_PATH_IMAGE033
；
最后进行差波束测角处理，差波束方向图表达式
Figure 985325DEST_PATH_IMAGE034
如下：
Figure 987916DEST_PATH_IMAGE035
式中，
Figure 776880DEST_PATH_IMAGE036
为差波束斜率，
Figure 613249DEST_PATH_IMAGE037
为差波束线性区域宽度；
Figure 120454DEST_PATH_IMAGE038
为方位角估值：
Figure 661157DEST_PATH_IMAGE039
式中，
Figure 193376DEST_PATH_IMAGE040
为测向估值系数，
Figure 794121DEST_PATH_IMAGE041
为差波束输出信号值，
Figure 54201DEST_PATH_IMAGE042
为初始相位，
Figure 273961DEST_PATH_IMAGE043
为时间；
其中，目标处理仿真工作流程如下：
步骤1、参数初始化，在雷达的注入模式或数据回放模式下保证系统正常运行，并能输出正确目标数据；
步骤2、接收到目标数据后进行更新标志判断，对有更新标志信息进行置零；
步骤3、判断目标数据合法性，抛弃无效数据；
步骤4、有效目标数据存放在目标信息缓存中，根据时序先后调用；
步骤5、进行目标数据坐标转换，通常包括地理系转换和机体系转换；
步骤6、目标波束相关及目标检测处理；
步骤7、对探测结果进行刷选排序通过雷达总线输出到被测雷达或通过以太网输出到雷达测试数据记录分析设备；
其中，数据处理仿真包括对注入方式的雷达数据处理和对数据回放方式的雷达数据处理，即：
步骤1、以太网配置准确，选择注入模式运行；
步骤2、定时监控态势数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的态势数据合法性，非法则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致；
步骤5、进行单位转换及坐标转换换算处理；
步骤6、根据态势变化，实时更新态势展示界面。
6.根据权利要求5所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述目标与数据处理模块的数据处理仿真模块对注入方式的雷达数据处理过程如下：
步骤1、通信仿真卡驱动使能，以太网配置准确，选择注入模式运行；
步骤2、定时监控雷达数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的雷达数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致，实现实时操作系统；
步骤5、组织发送雷达控制指令数据，更新数据更新标志位，并保存至数据缓存中，等待发送；
步骤6、判断发送数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤7、开启线程处理发送数据，严格按照时序进行；
步骤8、雷达数据通过通信仿真卡发送至被测雷达，同时通过以太网发送同样数据至雷达测试数据记录分析设备；
所述目标与数据处理模块的数据处理仿真模块对数据回放方式的雷达数据处理过程如下：
步骤1、以太网配置准确，选择数据回放模式运行；
步骤2、定时监控雷达数据是否有刷新，有刷新则根据时序将数据保存至数据缓存中，等待后台使用；
步骤3、判断接收的雷达数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤4、开启线程处理缓存数据，并根据时序间隔严格保证时序一致，实现实时操作系统；
步骤5、组织发送雷达控制指令数据，更新数据更新标志位，并保存至数据缓存中，等待发送；
步骤6、判断发送数据更新标志位是否为零，为零则不处理；
步骤7、开启线程处理发送数据，严格按照时序进行；
步骤8、雷达数据通过通信仿真卡发送至被测雷达。
7.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述显示控制处理模块包括显示模块和控制模块；显示模块显示当前雷达状态及系统状态，控制模块下发雷达控制指令及系统控制指令；
其中，所述显示模块的具体实现步骤如下：
步骤1、参数初始化；
步骤2、根据被测目标选择对应雷达；
步骤3、进入测试界面，配置和运行系统；
步骤4、接收来自雷达总线或以太网的系统状态信息及雷达状态信息；
步骤5、实时监控状态是否与当前状态一致，有更新则刷新显示界面，无则继续监控，直至目标检测结束；
其中，所述控制模块的具体实现步骤如下：
步骤1、初始化参数；
步骤2、选择对应雷达和配置控制组件；
步骤3、进入测试界面，配置和运行系统；
步骤4、正确操作控制界面，触发控制指令下发；
步骤5、雷达控制数据更新标志处理；
步骤6、雷达控制数据合法性判断；
步骤7、雷达控制指令通过雷达总线下发到被测雷达；
步骤8、雷达控制数据异常标志处理；
步骤9、循环监控是否进行操作控制界面，直至测试流程结束。
8.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述雷达综合显控仿真模块的具体工作流程如下：参数初始化后进入工作状态循环选择，空战开始前，雷达处于搜索工作状态，根据搜索结果计算目标参数；然后根据目标相对雷达坐标系的位置、姿态、速度及目标的高度、速度、雷达反射截面参数判断目标是否被截获；若被截获，则转入雷达的连续自动跟踪状态，否则继续保持搜索状态；
所述工作状态包括开机、目标搜索、截获目标、连续自动跟踪以及关闭；
雷达综合显控仿真模块中还包括态势显示、P型显示、B型显示、A型显示、E型显示、H型显示、雷达操纵界面、终端控制菜单和雷达航迹表。
9.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述API接口设计模块修改显控界面可配置属性，具体功能如下：
1、具备增加，删除，修改，查询软件功能组件功能；
2、增加组件类型包括控制按钮、显示窗口、勾选组合；
3、可修改组件描述属性，包括修改工作方式控制，TAS、TWS、MAP；
4、可配置数据存储文件位置；
5、可获得当前软件状态信息；
6、可获得当前雷达状态信息及雷达总线信息。
10.根据权利要求1所述的雷达综合显控激励系统，其特征在于：所述战场态势解析模块将设定的战场态势数据转换成便于雷达仿真使用的数据，进行战情参数解析、场景数据使用和系统时钟仿真；
其中，战情参数解析是指接收外部输入的初始战情设置参数，以及雷达所在舰船的惯导参数信息，包括在稳定坐标系下东、北、天位置和速度信息以及己舰的横摇、纵摇、航速和航向信息；然后判断参数设置的合理性，完成战情参数在时域和空域上的解析，生成可供各雷达模拟子模块调用的战情数据；可根据输入的雷达仿真型号，直接调用其相关参数作为雷达模型配置参数；
进行场景数据使用时，接收外部输入和内部自行仿真的两种目标仿真数据，内部自行仿真时根据雷达与目标之间的相对位置关系，实时判断目标是否落在照射的波束范围内，并作为雷达模拟检测目标的初始依据；以目标和雷达之间的相对位置和相对速度关系，作为计算目标回波强度、杂波强度的初始依据，最终作为计算目标是否可以检测的依据；
进行系统时钟仿真对雷达射频信号以10ms为最小周期进行描述，进而包含由若干个10µs周期的信号脉冲，通过10µs内的信号特征对每个仿真周期内的雷达射频信号的描述。
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