一种基于STK平台的相控阵雷达空间目标监视模型

基于STK的美国天基预警系统仿真研究李旻昊1 张亚坤2 （1中国人民解放军32032部队，2中国人民解放军战略支援部队航天工程大学）
本文基于STK软件对美国天基预警系统进行了仿真和分析。

首先调研了美国天基预警系统的组成和星载探测器参数，在此基础上基于STK软件构建了美国天基预警系统的仿真模型，最后从天基预警系统覆盖性能和探测效果两方面分析了该系统的威力范围和探测能力。

（a）SBIRS-GEO
（b）SBIRS-HEO
（c）STSS
（a）卫星部署
（b）监控范围（a）卫星部署
（a）卫星部署 （b）监控范围
（a）白昼探测效果（b）夜间探测效果。

天基相控阵雷达空间多目标定轨方法研究的开题报告一、选题背景和意义随着人类对空间的不断探索和利用，对空间环境的监测和管理需要更加高效和精准的手段和工具。

天基相控阵雷达作为一种新型的空间监测手段，具有探测距离远、抗干扰能力强、多目标探测能力强等优点，可以广泛应用于卫星、航天器等空间目标的监测和跟踪。

但是，由于外界环境干扰、多目标探测等因素的影响，天基相控阵雷达的空间多目标定轨仍存在一定难度和挑战。

因此，本文旨在应用相关技术方法和理论，研究天基相控阵雷达的空间多目标定轨方法，为提高空间目标的监测和管理水平提供有效的解决手段和工具。

二、研究内容和方法本文的研究内容主要包括以下方面：1. 天基相控阵雷达的基本原理和技术特点，多目标探测算法的研究及其在空间目标监测和跟踪中的应用。

2. 利用基于矩阵计算的目标状态评估算法，对多目标空间目标实现定轨和跟踪，从而提高天基相控阵雷达的检测精度和准确度。

3. 结合相关理论和技术手段，设计实验方案，对天基相控阵雷达的空间多目标定轨方法进行验证和分析，评估其在实际应用中的效果和可行性。

本文的研究方法主要包括文献研究、数据采集和处理、数学建模和仿真实验等。

三、预期成果和意义本文的预期成果主要包括：1. 提出基于矩阵计算的目标状态评估算法，进而实现天基相控阵雷达的空间多目标定轨和跟踪，提高其检测精度和准确度。

2. 验证和分析天基相控阵雷达的空间多目标定轨方法在实际应用中的效果和可行性，为提高空间目标的监测和管理水平提供有效的解决手段和工具。

3. 推动国内相关领域的研究工作，促进天基相控阵雷达的技术创新和应用发展，为我国的空间事业做出贡献。

四、进度安排第一年：1. 研究文献，了解天基相控阵雷达的基本原理和技术特点，多目标探测算法的研究及其在空间目标监测和跟踪中的应用；2. 设计天基相控阵雷达的实验方案，开展数据采集和处理，进行数学建模和仿真实验；3. 提出基于矩阵计算的目标状态评估算法，为天基相控阵雷达的空间多目标定轨和跟踪奠定基础。

基于STK的相控阵雷达反隐身探测效能分析作者：苑征来源：《电脑知识与技术》2015年第01期摘要：为了解决针对隐身飞机的防御研究中，相控阵雷达对隐身飞机的探测效能计算这一问题，使用STK仿真软件为手段，提出了一种相控阵雷达的建模仿真方法。

后在针对某型隐身飞机的预警作战仿真中，使用该方法建立模型并对其探测效能进行了分析。

最后，提出了针对反隐身预警体系建设的部分思路。

关键词：战略预警；隐身飞机；相控阵雷达；效能分析中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）01-0165-031 绪论为了研究相控阵雷达在反隐身预警体系中的预警效果，就需要对相控阵雷达系统进行建模，并以此作为平台，展开各种干扰的仿真研究。

相控阵雷达系统可以分成平面相控阵天线、主控与资源调度、发射机、雷达环境、接收机、信号处理和数据处理等基本模块进行仿真研究[1]。

该文利用STK/Radar模块来仿真相控阵雷达，利用STK/AMM模块（aircraft mission modeler）对隐身飞机的突防活动进行了规划，最终并利用STK/Analysis模块分析相控阵雷达对隐身目标的探测效果以及作战效能。

2 建模仿真STK是目前国际上领先的主流航天电子仿真软件。

其中，Radar模块提供了数十种天线类型。

输入参数为雷达平面相控阵天线的布阵形式、阵元总数、阵元分布、结构尺寸、加权方式、雷达工作频率等；输出参数包括收、发天线的方向图、天线口径、天线增益、主瓣宽度、旁瓣电平、极化形式、交义极化电平、天馈线损耗等[2]。

在仿真中，有些参数无法准确预知的，比如天线的阵元排列方式、阵元间距、加权方式等参数，需要根据经验进行分析、推测，使结果与已知的天线性能指标相近，同时适当地反映出仿真理论结果与实际天线之间的性能差异。

根据上述关键参数，利用雷达方程[3]计算相控阵雷达针对某型弹道导弹的最大探测距离。

当雷达天线的有效接收面积为Ae时，接收到目标的反射功率（Pr）Pr=[ptGt4πR2×σ4πR2×Ae] （1）Pt ：雷达发射机的发射功率，单位千瓦；Gt ：雷达天线发射增益（dB）；σ ：目标的雷达等效反射面积，单位平方米；R：雷达的最大作用距离，公里（km）设接收到的目标回波功率恰好等于雷达最小可检测信号Smin，接收天线的增益Gr和接收天线的有效面积Ae关系为[Gr=4πAeλ2]，并且接收机的灵敏度为[Smin≅KT0FnB（S/N）0，min] （2）K：玻尔兹曼常数，K=1.38×10[-23J/0K] （焦耳/开尔文）To：接收机的环境温度（290[0K]）B：接收机的等效带宽——中频带宽）Fn：接收机的系统噪声系数（dB）[[]输入（[SN）in]与输出[（][SN）out]之比[]][（S/N）o，min]：雷达接收机输检波器入端的最小输入的信噪比之值，且是对单个脉冲的信号；则雷达方程变为[R4max=PavGtGrλ2σ（4π）3KT0FnBd（SN）Ls] （3）公式（3）中：Pav 为平均功率；Gt为发射天线增益；Gr为接收天线增益；[λ]工作波长；[σ] [为目标反射截面]；[（4π）3系数]；K为玻尔兹曼常数；[T0]为环境温度（接收机）；Fn 为噪声系数；S/N为检测信噪比；Bd脉冲多扑勒滤波带宽；Ls为系统总损耗。