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雷达和电子战体系仿真的研究和设计

王世豪  
【摘要】:随着信息技术的不断发展,软件化雷达技术日益成熟。为了满足雷达和电子战交互的需要,构建了数字化样机平台。数字化样机平台通过计算机软件模拟方式,将雷达、电子战等数字样机在数字化虚拟环境中进行联合交互运行,避免了真实设备的研发生产、交互环境搭建等带来的时间和资源的损耗、提高了设计效率、缩短了研制周期、保证了系统的可靠性和可维护性。体系仿真是指雷达样机、电子战样机、环境杂波以及目标物的仿真交互过程,具有交互过程复杂、人机交互性差、交互时序难以统一以及数字信号数据量大等特点。因此,体系仿真方案的设计是数字化样机平台的重点和难点。论文针对体系仿真方案展开攻关,主要成果如下:论文分析了仿真环境的功能和仿真方案的设计需求,设计了基于HLA的体系仿真总体架构,使得复杂的交互过程变得简单。该方案基于开放式应用系统架构,采用面向对象的设计方式,将各个交互部分划分为不同的联邦成员,成员内部高内聚,成员之间低耦合,将复杂交互过程清晰明确的实现。论文设计了基于数据流驱动的数据交互方案,采用基于DDS订阅发布的通信模式,解决了交互过程中大量数据下时序难以统一、人机交互性差的问题。具体方案是将消息的传递双方定义为发布者和订阅者,订阅者订阅发布者的数据,发布者将数据传输给订阅者,保证了复杂交互过程中的数据传输,设计的通信方案通信速率可以达到40M/s,满足26M/s的最低通信需求。由于在数据传输过程中各个组件间彼此独立,使用独立的波形显示模块订阅数据显示即可,大大提高了仿真过程中的人机交互性。设计了统一时序控制模块,分别在信号产生部分和数据处理部分使用定时器,解决了交互过程时序不统一的问题。论文开发了数字化样机平台,平台主要模块包括雷达数字样机、电子战数字样机、目标数字样机、通信模块和综合显控模块,支持对雷达和电子战的交互过程进行体系仿真。本文提出的体系仿真方案,解决了数字化样机仿真过程的交互过程复杂、人机交互性差、交互时序难以统一等难点。实现了雷达及电子战工作环境的快速模拟,快速进行雷达数字样机和电子战数字样机的算法功能验证及性能调优,大大加快了雷达和电子战设备的更新换代,对于国防事业具有重大意义。


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