机动性约束下的隐身低空突防航迹规划

机载预警雷达与地面预警雷达联合组网技术的迅速发展使得飞行器突防变得越来越困难。在考虑飞行器机动性约束的前提下提出了一种"隐身"低空突防航迹规划方法,该航迹规划一方面利用机载预警雷达的多普勒盲区实现相对于机载预警雷达的"隐身",另一方面低空飞行可以有效规避地面预警雷达的探测,该航迹大大提高了飞行器突防的成功率。考虑到机载预警雷达的位置信息无法事先获取,给出了固定时间步长的搜索方法求解该规划模型。仿真实验结果证明了提出的机动性约束下的隐身低空突防航迹规划方法的正确性。     

基于RCS的三维低可探测性轨迹优化方法

针对基于雷达散射截面(RCS)规避雷达威胁的飞行轨迹优化问题,提出了低可探测性三维轨迹优化的求解方法.通过B样条拟合构建连续可微的RCS数据模型,结合三维飞行动力学模型,建立规避雷达威胁下的飞行运动控制模型.将轨迹优化问题描述成为最优控制问题,其中飞行姿态控制、轨迹约束、边界条件作为约束条件,以降低雷达探测概率和减少飞行时间为目标函数.运用高斯伪谱法( GPM)将连续的最优控制问题转换为离散的非线性规划问题进行求解.仿真结果证明本文方法实现了求解单基地雷达和双基地雷达探测环境中低可探测性三维轨迹优化问题,有效降低了飞行过程中的雷达探测概率和暴露时间.     

针对隐身突防的海上编队雷达网建模与仿真

雷达组网是实现反隐身的一种有效技术。通过模拟隐身飞机在有无干扰情况下从空中和低空突防,对海上编队雷达网的对抗过程进行仿真,经过认知模型对探测效能的解算,得出优化的舰艇部署阵位。仿真结果表明所建立模型的可行性和正确性,并可为舰艇指挥员综合决策提供科学依据。     

制导雷达组网反隐身探测效能评估

反隐身技术现已成为国土防空预警探测领域中的研究热点。为了评估制导雷达反隐身探测效能,依据隐身目标的电磁散射特性和制导雷达相关技术参数,引入了影响制导雷达组网反隐身探测效能的两个因子:雷达探测覆盖系数和保精度系数,基于上述因子建立了单基地制导雷达反隐身探测效能评估模型,推导出了衡量单基地制导雷达组网反隐身探测效能评估的数学表达式,通过仿真验证了该方法的合理性。该仿真结果为雷达组网探测隐身飞机目标提供了理论参考。     

一种针对组网雷达的突防行动任务规划策略

组网雷达探测系统是构成预警监视、防空警戒、目标引导、导弹防御等军事防御体系的关键环节.信息化条件下的空中作战行动对敌方组网雷达实施电子干扰是获取"制磁权"、夺取信息优势,并为后续空中火力打击开辟通道的主要手段.针对多机伴随式协同干扰组网雷达关键技术展开研究,对远距离支援干扰机进行分析,确定其干扰目标、干扰策略及巡航路径;建立多机伴随式协同干扰模型,寻求突防机群的最佳航迹,实现在远距离支援干扰机和随队支援干扰机掩护下安全抵达攻击线;最终确定在不同时刻的干扰策略和干扰功率分配,完成针对组网雷达的突防行动任务规划.这一工作对飞行部队完成突防任务具有一定的参考价值.     

直升机低空突防中威胁因素的作用距离

分析了武装直升机在实施低空突防时的主要威胁来源.通过对雷达探测原理和低空条件下雷达受到的限制分析及其威胁作用距离计算,阐明了低空探测时常规雷达的不足,介绍了目前新的低空电磁探测方式;通过红外探测、噪声探测的原理和特点研究,表明了这两种方式在直升机低空突防威胁中的重要性,计算了其作用距离;讨论了上述三种方式作用距离,计算结果可以为航迹规划中参考轨迹和安全走廊的确定提供了参考.     

无人机电子干扰条件下的路径规划

针对机载预警雷达结合地面雷达对低空突防无人机构成的严重威胁,提出一种基于A*算法的路径规划算法.该算法分析了电子干扰和无人机RCS对雷达探测空间的影响,建立了新的雷达探测空间模型和威胁模型进行路径规划,将A*算法应用于无人机的路径规划过程.在此基础上给出了应用该方法的具体步骤,并进行了MATLAB仿真.仿真结果表明:考虑电子干扰对雷达威胁区域影响的情况下规划的飞行路径飞行器能有效回避威胁,有效提高无人机的低空突防能力.     

高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法

为进一步提高高超声速飞行器的突防性能,提出高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法。考虑飞行器180°×360°方向的雷达散射截面,针对原数据尖峰多、收敛难的难题,运用高斯滤波法对其进行预处理,既不改变原数据趋势又加以平滑,提高优化问题收敛性能。为使计算所用雷达散射截面数据具备较强的保真性,采用三次样条插值方法调用离散数据计算实时雷达散射截面。完成了高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化问题的建模,以探测概率为目标函数,运用hp自适应Radau伪谱法优化求解,采用逐步计算策略进一步提高优化效率和收敛性能。与传统最短飞行时间弹道对比表明,该方法有效降低了飞行器被雷达发现的概率。     

复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力综合影响仿真评估

构建了复杂电磁环境下雷达探测能力云规则算法模型和复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力综合影响评估模型,并按照仿真想定和方案设计,利用Netlog0 3D仿真平台实现了复杂电磁环境下组网雷达探测低空突袭目标的三维可视化仿真,根据仿真结果分析了复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力的综合影响.结果表明:就一种能力而言,复杂电磁环境对组网雷达抗隐身能力影响较明显,对抗干扰能力、抗低空/超低空突防能力和抗反辐射攻击能力影响较小,但就“四抗”能力整体面言,复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力综合影响较为突出.     

雷达组网探测资源可监控性分析

探测资源可监控性是实现雷达组网系统资源优化管理与控制的前提,与管控灵活性有着密切的关系。以雷达群组网系统为背景,综合考虑组网探测资源可监控性需求、技术可行性与经济性等因素,深入分析了雷达组网系统指控中心、组网雷达及附属设备等资源的可监视性与可控性,并提出了探测资源可监控性设计原则,这对组网管控系统及组网雷达的升级改造与研制具有一定的指导与参考价值。     

Aircraft routing under the risk of detection

The deterministic problem for finding an aircraft's optimal risk trajectory in a threat environment has been formulated. The threat is associated with the risk of aircraft detection by radars or similar sensors. The model considers an aircraft's trajectory in three‐dimensional (3‐D) space and represents the aircraft by a symmetrical ellipsoid with the axis of symmetry directing the trajectory. Analytical and discrete optimization approaches for routing an aircraft with variable radar cross‐section (RCS) subject to a constraint on the trajectory length have been developed. Through techniques of Calculus of Variations, the analytical approach reduces the original risk optimization problem to a vectorial nonlinear differential equation. In the case of a single detecting installation, a solution to this equation is expressed by a quadrature. A network optimization approach reduces the original problem to the Constrained Shortest Path Problem (CSPP) for a 3‐D network. The CSPP has been solved for various ellipsoid shapes and different length constraints in cases with several radars. The impact of ellipsoid shape on the geometry of an optimal trajectory as well as the impact of variable RCS on the performance of a network optimization algorithm have been analyzed and illustrated by several numerical examples. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2006     

跟踪状态下雷达的隐身能力评价模型

为有效合理地评价雷达在战场上的隐身能力,采用功率、时域、空域及频域上的截获窗函数及其归一化结果,建立了完备的雷达隐身能力评价模型;针对组网雷达整体隐身能力,由单雷达隐身能力模型出发,提出了联合截获概率的评价模型。仿真结果表明,该单雷达模型可定量描述雷达隐身能力,依据此模型,可通过辐射控制,提高雷达隐身性能。对提高雷达生存能力领域的研究具有一定的参考价值。     

基于HLA的组网雷达体系对抗仿真系统设计

根据武器装备体系对抗仿真的特点,基于HLA技术讨论了组网雷达体系对抗仿真系统的设计问题。提出了仿真系统设计的总体要求,阐述了HLA的基本思想及联邦设计的模型,分析了仿真系统的体系结构和基本工作过程,突破了仿真系统设计的关键技术,完成了基于HLA的组网雷达体系对抗仿真系统的设计。与传统的实体功能仿真相比,该系统既支持纯数学仿真,又支持半实物注入式仿真,是一个较为通用的组网雷达对抗仿真环境。     

隐身飞机的战术技术特点分析与防御对策

以F-117A和B-2两种现装备的隐身飞机为例,介绍了以减少雷达反射面积为主要手段的隐身技术。结合实际战例,分析了隐身飞机的战术技术与作战使用特点。对无源雷达、双基/多基雷达、米波雷达以及利用广播电视信号的"沉默哨兵"雷达等探测隐身飞机的雷达技术进行了综述。总结了对抗隐身技术的途径与方法,提出了雷达、光电相结合探测,导弹与高炮配合打击的对抗隐身飞机的对策。     

双基地雷达对隐身目标探测区域的计算

定量分析了隐身目标的双基地雷达散射截面积模型,结合双基地雷达的探测判决条件,运用空间区域划分的方法对隐身目标进行实时信息采集;建立了理想条件下双基地雷达平面上隐身目标的探测模型,计算并给出不同条件下双基地雷达探测范围与基线的仿真关系图;仿真分析的结果对优化双基地雷达的战术配置以及雷达组网应用具有一定的参考价值。     

现代雷达电子对抗技术

在高技术条件下的电子战中雷达发挥了很重要的作用。为了保存自己,消灭敌人,越来越多的武器系统采用高精度的雷达系统来发现目标,同时越来越多的武器系统采用高科技的隐身技术来避免被敌方雷达发现。分别从空域、频域、时域介绍了现代雷达干扰和抗干扰技术,分析了现代战争中夺取信息权的一些手段和方法。     

飞机运动特征对动态RCS序列的影响分析

针对超音速隐身飞机难以探测的问题,仿真分析了F-22飞机在不同运动特征下的动态RCS,并对其频率响应和极化响应特性做进一步的研究。首先设定飞行航迹,并考虑实际中随机抖动的影响,获取时变的雷达视线姿态角;其次应用物理光学并结合等效电磁流的方法,计算分析了飞机以不同的速度沿不同航迹飞行时的动态RCS。对于使飞机动态RCS变化最明显的运动特征,仿真计算了其在不同频段、不同极化下的动态RCS。仿真结果表明:在不同航迹下,飞机速度对其动态RCS的影响程度不同,且当飞机沿小航路捷径低速或者高速飞行时,其RCS值减小最为明显,利用极化响应和频率响应特性可以有效地削弱这一影响。研究成果对于超音速隐身飞机目标的预警探测具有重要意义。