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1、华中科技大学 硕士学位论文 基于雷达对抗研究的电子对抗仿真系统设计与实现 姓名：晁磊 申请学位级别：硕士 专业：信号与信息处理 指导教师：王宏远 2011-01-21 I 摘 要 科学技术的发展使得电子对抗在现代战争中发挥的作用越来越大，运用雷达侦 察敌情和运用电子对抗手段干扰敌方的雷达等电子战装备成为了现代战争不可或缺 的一部分。在这种背景下，对电子对抗及其仿真技术的研究具有重要意义。 本文基于电子对抗仿真系统的研发项目，在比较系统地研究了国内外电子对抗 仿真的研究成果，借鉴他人经验，并认真分析客观需求的前提下，设计并实现了一 套软件为主、硬件为辅的分布式电子对抗仿真系统。本系统支持用户自行
2、设计电子 对抗的装备、场景，对场景进行仿真，并最终评估出电子对抗的效能。 本文的主要工作如下： 1、通过对国内外电子对抗仿真的研究，结合项目中的用户需求，提出了本仿真 系统的总体架构和技术方案，确立了一套分布式、多席位的电子对抗仿真系统方案； 2、 研究了雷达和雷达对抗的基本工作原理， 在此基础了， 建立了雷达测量距离、 波束形状、电子对抗过程的仿真模型，利用建立的仿真模型，模拟电子对抗的过程， 分析计算空间电磁分布，实时绘制出雷达威力图、波束手型图、空间信号瀑布图、 频谱图等图表； 3、研究了雷达对抗效能评估的常见方法，在此基础上设计并实现了雷达对抗效 能评估系统，可以对仿真平台仿真过的电子
3、对抗场景进行效能的评估，评估出侦察 和干扰结果在时间准确度、频率准确度、信号样式准确度等方面的水平，并利用图 表和 word 文档展示出来。 论文在最后总结了本课题进行的研究，指出了当前仿真平台存在的一些问题， 对今后的研究工作进行了展望。 关键字：关键字：电子对抗仿真、雷达对抗、效能评估、分布式仿真 II Abstract With the development of science and technology, the electronic confrontation (e-confrontation) is playing an increasingly important role
4、 in the modern war. Radar detection, interfering the work of the enemys radar and some other electronic equipment is quite necessary in todays battlefield. Under this background, the study of the e-confrontation simulation has significant meaning. In this paper, we systematically study the domestic
5、and foreign electronic warfare simulation research, and carefully analyze the users practical needs. We design and implement a kind of distributed electronic warfare simulation system, which is a software based, hardware supplemented system. Using the simulation system, users are able to design thei
6、r own e-confrontation scenes, simulate these scenes in training and make the electronic warfare effectiveness evaluation. The main work as follows: First, after the research on electronic warfare simulation at home and abroad, combined with users requirements in the project, this paper presents the
7、general framework, the module division and the technical program of the e-confrontation simulation system, which is a distributed, multi-seat e-confrontation simulation system. Second, this paper researches on the principle of radar and radar confrontation, and establishes simulation models for rada
8、r distance measurement, beam shape, the process of e-confrontation etc. By these models, the simulation system is able to analysis the electromagnetic spatial distribution, real-time draw the radar power graph, frequency spectrum, and some other charts in the simulation process. Third, this paper re
9、searches on the method to effectiveness evaluation of radar confrontation, designs and implements effectiveness evaluation system for e-confrontation. After scene simulation, users can use effectiveness evaluation system to evaluate the interference time accuracy, frequency accuracy, the signal patt
10、ern accuracy, and display these results with some graphics and word documents Finally, the paper summarizes the research and gives an expectation of the futures work. Key Words: e-confrontation simulation, radar confrontation, effectiveness evaluation, distributed simulation 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是
11、我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段
12、保存和汇编本学位论文。 保 密?，在 年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密?。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 1 1 绪 论 1.1 选题背景和意义 科学技术的飞速发展，极大地改变了现代战场的面貌，引起了军事科学深刻的 革命。电子战，即电子对抗，作为一种重要的作战手段，在现代战争中的地位和作 用已为世人所共识，以电子战为基本支柱的信息战，已成为高技术条件下现代战争 的一个最基本的特征1。 自雷达问世，到现在形式各样、种类齐全、功能多变的电子设备装备部队，应 用到现代战争中，人们早就认识到各种武器装备发挥功能、乃至战争
13、的胜利越来越 依赖雷达等电子装备的作用。战场上的所有装备和人员都会受到多种雷达和武器系 统的威胁，随时可能遭受敌方精确制导武器的打击，如果己方不能有效地对抗敌方 的上述威胁，则不仅不能完成预定的作战任务，就连自身的安全也无法保证2。雷达 对抗的目的一方面是通过雷达侦察获取敌方武器装备、兵力部署等方面的情报，另 一方面是使用雷达干扰手段使破坏敌方的武器系统、指挥系统，以达到消灭敌人、 保护自己的作战目的3。 电子对抗应用到实战已有 60 多年的历史，在多个战场中发挥了巨大的作用，创 造了多个战争经典。在二战的诺曼底登陆战中，美英联军能够取得巨大的胜利一定 程度上得益于通过雷达干扰和火力轰炸手段，
14、破坏了德方的雷达系统，使德军无法 及时有效地获取战场信息。在海湾战争中，以美军为首的多国部队，运用电子对抗 的手段，使伊军雷达失效、通信终断、指挥失灵，而多国部队的精确制导武器却可 以轻易攻击到伊军的军事目标。海湾战争持续了两个多月，伊军损失了数十万人， 而多国部队仅损失了数百人，成为了战争史上的一个奇迹，也充分展示了现代高科 技战争的威力4。 电子对抗在现代战争中的巨大作用，促使各军事强国纷纷花大力气发展电子对 抗技术，包括研发电子对抗装备、研究电子对抗的战术。在这种背景下，分析、评 估现代电子战的武器装备的性能/效能成为电子战领域的研究热点和难点。 毫无疑问， 实战演习是评估武器装备性能的
15、最优途径，但是实战演习耗时长、费用高、易受环 境制约、不可重复，这些缺陷使得实战演习不能满足要频繁检测电子对抗装备性能 2 的需求。仿真技术是以相似原理、信息技术、系统工程为基础，以电子计算机及相 关设备(仿真器)为工具， 利用模型对系统进行研究、 分析和评估的多学科综合性技术。 利用现代建模和仿真技术，构建虚拟的战场环境，进行电子对抗的仿真，可以将各 种电子对抗装备置于同一环境下仿真、分析和评估，同时这种方法是可控的、无破 坏性的、可重复的，面对日益复杂的电磁环境分布情况，通过仿真手段对电子战进 行研究是目前最有效的方式5。 本课题的来源是本人所在实验室与某军事单位合作研发的分布式电子对抗仿
16、真 系统。本仿真系统旨在通过用计算机仿真的手段，模拟战场上的电磁分布，通过对 电子对抗过程的仿真，评估各种信息战武器装备的效能。本系统需要设计丰富的表 现手段描述战场中电磁分布、各装备的效能，并生成一些必要的报表。本系统具有 明确的指战意义，操作员可以通过在本系统上的仿真试验，得到科学合理的军事部 署的指导，积累电子对抗作战的经验；本系统也能够在相关部队的作战训练中发挥 作用，训练士兵操作各种武器装备应对瞬息万变的战场环境的能力；另外，本系统 采用软件为主、硬件为辅的仿真模式，主体功能均由软件仿真完成，代价低廉、仿 真过程可控、可重复。 1.2 国内外研究现状 电子对抗的作战手段最早是在西方国家出现并发展起来的，尤其是美国，对电 子对抗研究起步早，在战场
