一种基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113985366A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202110606391.1(22)申请日2021.05.27(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人谢洪途陈佳兴王国倩(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人刘俊(51)Int.Cl.G01S7/40(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法(57)摘要本发明提供一种基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，该方法根据机载预警雷达、保护区域与敌方目标的相对位置，建立机载预警雷达的探测模型；然后，根据雷达和目标的运动参数和雷达系统参数，计算机载预警雷达的探测性能；最后，利用MATLAB软件对机载预警雷达的探测性能进行仿真和动态显示。本发明方案适用于机载预警雷达的探测能力仿真，能够有效仿真机载预警雷达的探测性能，同时对多普勒速度盲区和近场盲区进行有效预测，而且具有良好的人机交互功能，能够实现了动态可视化。CN113985366ACN113985366A权利要求书1/2页1.一种基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立探测模型；S2：利用步骤S1建立的模型进行探测能力仿真。2.根据权利要求1所述的基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立敌方目标与机载预警雷达的位置关系模型：以机载预警雷达为坐标系原点O，M为敌方目标所在位置，r为敌方目标与机载预警雷达的距离矢量，rxy为距离矢量r在XOY平面上的投影；rx、ry和rz分别为位移矢量r在三个坐标轴上的投影；与r相关的角度分别为α、β和γ；Vt表示敌方目标与机载预警雷达的速度矢量；Vtxy为速度矢量Vt在XOY平面上的投影，Vtz为速度矢量Vt在Z方向上的投影；敌方目标相对于机载预警雷达的径向速度可通过寻找Vt在r方向上的分量获得，敌方目标相对于机载预警雷达的径向速度为Vtz在r方向上分量与Vtxy在r方向上分量之和：Vr＝Vtxysinγ+Vtzcosγ(1)。3.根据权利要求2所述的基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，其特征在于，所述步骤S1中，某一区域内所有敌方目标攻击方向朝向区域中心，而且目标高度不变；敌方目标与机载预警雷达之间的距离为a，敌方目标与区域中心的距离是b，区域中心与机载预警雷达之间的距离是c，可得：cosα＝(a2+b2‑c2)/2ab(2)敌方目标相对于预警雷达的多普勒频移为：222fd＝2vTcosα/λ＝2vT(a+b‑c)/(2ab·λ)(3)。4.根据权利要求3所述的基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据Albersheim经验公式建立预警雷达的探测概率模型，因此检测概率、虚警概率和信噪比之间关系为：S/N＝(A+0.12AB+1.7B)(4)其中，S/N为脉冲积累后的信噪比，而且：A＝ln(0.62/Pfa)(5)B＝ln[Pd/(1‑Pd)](6)‑3‑7其中，Pd为检测概率，Pfa为虚警概率，当Pfa在10～10之间，而Pd在0.1～0.9之间时，该公式可精确到0.2dB以内。5.根据权利要求4所述的基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中的过程是：S21：进行坐标变换；S22：进行发现概率计算。6.根据权利要求5所述的基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，其特征在于，所述步骤S21的过程是：机载预警雷达和敌方目标位置处于同一直角坐标系内，但不能直观反映出敌方目标与机载预警雷达之间的相对位置关系，需要变换到机体坐标系上，由于机载预警雷达运动轨迹的变化会导致机体坐标系发生旋转，敌方目标进入机载预警雷达的角度会发生变化，因而还需要考虑机载预警雷达的航偏角度，坐标系转换如下：2CN113985366A权利要求书2/2页其中，其中，(X0，Y0，Z0)为原坐标系原点在新坐标系的坐标值，(X，Y，Z)为原坐标系中敌方目标的坐标，(XD，YD，ZD)为新坐标系中敌方目标的坐标，εx、εy、εz为原坐标系与特定系坐标轴之间旋转参数，Δm为两坐标系的尺度参数，通过对已知参数的计算，计算出任意位置敌方目标相对于任意时刻机载预警雷达的位置关系。7.根据权利要求6所述的基于MATLAB的机载预警雷达探测能力仿真方法，其特征在于，所述步骤S22的过程是：‑621)、给定机载预警雷达的探测性能，即：Pd＝0.8、Pfa＝10、σ＝1m、Rmax＝400km；‑62)、利用Albersheim公式计算出