基于人机交互界面的雷达总体设计仿真介绍

某型军用雷达的仿真军用雷达是军事领域中的重要组成部分，主要用于监测和探测空中、水面和地面目标，为军事行动提供必要的情报支持。

在军用雷达的研发和应用中，仿真技术起着至关重要的作用。

通过仿真技术，可以对雷达系统进行全面、准确的评估和验证，为雷达系统的优化设计和性能提升提供重要支持。

本文将对某型军用雷达的仿真技术进行阐述和分析。

一、仿真技术在军用雷达中的应用军用雷达系统是由多个部件组成的复杂系统，包括天线、发射机、接收机、信号处理器等，因此对雷达系统进行仿真需要考虑到多个方面的技术问题。

军用雷达系统仿真的主要内容包括以下几个方面：1. 雷达性能仿真雷达性能仿真是对雷达系统性能的定量评估，主要包括雷达的探测性能、跟踪性能、信号处理性能等。

通过仿真技术，可以对雷达系统的探测概率、错误检测概率、虚警概率等指标进行准确计算，评估雷达系统在不同环境和条件下的性能表现。

2. 电磁环境仿真雷达作为电磁波系统，其性能受到电磁环境的影响。

通过仿真技术，可以对雷达系统在复杂电磁环境下的工作效果进行测试和评估，包括雷达系统的抗干扰性能、抗毁伤性能等。

3. 雷达系统参数优化仿真雷达系统的参数优化是为了实现更好的性能和更高的效率，通过仿真技术可以对雷达系统的参数进行优化设计，包括天线参数、信号处理参数、发射接收参数等。

雷达系统的效能仿真是对雷达系统的整体效能进行定量评估，包括雷达系统的探测距离、测量精度、目标识别能力等指标的仿真和评估。

某型军用雷达采用了先进的脉冲多普勒雷达技术，具有较高的性能和精度。

为了对该雷达系统进行全面评估和优化设计，需要进行仿真测试，下面对某型军用雷达的仿真技术进行详细分析。

2. 目标运动仿真某型军用雷达主要用于对空中目标进行监测和探测，因此需要对各种类型的目标进行运动仿真。

通过建立目标的运动轨迹模型，对不同速度、不同角度的目标进行仿真测试，评估雷达系统对各种运动目标的探测性能和跟踪性能。

3. 天线辐射仿真天线是雷达系统的核心部件之一，对雷达系统的性能和精度有着重要影响。

收稿日期：2015-01-11修回日期：2015-02-26基金项目：航空科学基金资助项目（20138053038）作者简介：张耀中（1974-），男，河南舞阳人，硕士生导师。

研究方向：复杂系统的建模与仿真。

摘要：针对海面静止和移动目标的探测、感知、识别、成像等问题，建立了由数据/控制接口、人机界面及多个算法模块组成的无人机警戒雷达仿真系统。

系统采用模块化方法对目标运动特性、环境特性和警戒雷达的功能特性进行建模与仿真，主要用于模拟现实装备中此类载荷的基本功能，从数字化仿真层面实现了无人机警戒雷达载荷功能的再现与性能测试，并能完成与指挥控制台之间的信息交互，同时系统具有很好的可扩展性，可以作为整个作战仿真系统的一部分，嵌入到更复杂的作战仿真系统中。

关键词：警戒雷达，无人机，建模与仿真，RCS 中图分类号：TP391文献标识码：A无人机警戒雷达仿真系统的建模与仿真*张耀中，张建东，史国庆（西北工业大学电子信息学院，西安710129）Research on Modeling and Simulation of UAV Warning RadarZHANG Yao-zhong ，ZHANG Jian-dong ，SHI Guo-qing（Electronic Information College ，Northwestern Polytechnical University ，Xi ’an 710129，China ）Abstract ：For the stationary and moving target detection ，awareness ，recognition ，imaging and otherissues in the sea environment ，the simulation system of UAV warning radar which is composed of thedata/control interface ，human-machine interface and other function algorithm modules is designed.In the simulation system modular approach for the target movement characteristics ，environmental characteristics and feature functions of the warning radar ，which mainly used to simulating the basic functions of the real equipment are adopted.The feature function and performance testing of UAV warning radar from the digital level is realized.Our simulation system can interchange information withthe command console via the Ethernet bus.At the same time ，the system has good scalability ，which can be used as part of the whole combat simulation system.Key words ：warning radar ，UCAV ，modeling and simulation ，RCS0引言无人机对海预警雷达主要实现对海面静止和移动目标的探测、感知、识别、成像等功能，并能完成与指挥控制台之间的信息交互，即接收指挥控制台发送的导航数据和控制命令，将目标信息、战场态势信息等上传给指挥控制台进行数据分析。

防空雷达电子对抗仿真系统分析设计防空雷达电子对抗仿真系统是国防科技领域中非常重要的一项技术。

该系统可以对实际雷达进行仿真，进而分析其功能特性和电子攻击特性，为实际作战提供科学依据和技术支持。

本文将从系统分析和设计两个方面，探讨防空雷达电子对抗仿真系统的实现方法。

一、系统分析防空雷达电子对抗仿真系统主要是由仿真系统和协同控制系统两部分组成。

其中仿真系统主要实现防空雷达的仿真模拟，模拟雷达信号的发送和接收，模拟环境和干扰条件。

协同控制系统则负责管理和控制仿真系统的运行和数据处理。

仿真系统核心模块包括：模拟信号发生器模块、接收机模块、数字信号处理模块、图像处理模块、故障仿真模块等。

其中模拟信号发生器模块负责产生雷达发射的信号；接收机模块则接收雷达的回波信号，进行处理并输出相应的数据；数字信号处理模块则负责对接收到的信号进行采样、滤波、变换、识别等处理，提取其中的有用信息；图像处理模块则用于对采集到的图像数据进行处理、分析和识别；故障仿真模块则可以模拟故障情况，检测仿真系统的鲁棒性。

协同控制系统则负责对仿真系统的运行、数据处理和数据分析进行管理和控制。

其中，控制单元根据预设的仿真场景和任务要求，向仿真系统下发控制指令，使仿真系统按照预设的仿真步骤和流程运行，并在仿真结束后输出相关的数据和分析报告。

数据处理单元则用于对仿真系统采集到的数据进行处理、过滤和分析，提取其中的有用信息；数据存储单元则负责对处理后的数据进行储存和归档。

二、系统设计防空雷达电子对抗仿真系统实现过程中，需要考虑到系统的准确性、鲁棒性、安全性和易用性等方面。

因此，在系统设计中需要注意以下几个方面：1、硬件平台设计防空雷达电子对抗仿真系统需要采用先进的计算机硬件和传感器等设备进行实现。

在硬件平台设计上，需要考虑到系统运行的计算性能、速度和稳定性等方面。

可以采用多核CPU和GPU并行计算等技术来提升系统的运行速度和效率。

2、软件平台设计防空雷达电子对抗仿真系统需要依托于相应的软件平台进行开发和实现。

雷达系统设计与模拟雷达系统是一种利用电磁波来侦测物体并获得其位置、速度、大小和形状等信息的技术。

它在国防、交通、气象、地质勘探等领域有着广泛的应用。

为了更好地发挥雷达系统的作用，需要对其进行设计和模拟。

一、设计雷达系统的基本原理和步骤设计雷达系统需要首先了解其基本原理，即雷达利用电磁波与物体相互作用后，记录反射回波的时间、频率、强度等信息，从而获得物体的位置和速度等参数。

在此基础上，雷达系统的设计步骤如下：1.确定应用领域和任务需求：不同的领域和任务对雷达的性能和参数有不同的需求。

比如，军用雷达需要具有抗干扰能力和隐身侦测能力；民用雷达需要具有高精度和高灵敏度等特点。

2.确定设计参数：根据任务需求，确定雷达系统的频率、功率、天线、接收机等参数。

3.进行模拟仿真：利用仿真软件建立雷达系统模型，模拟雷达信号的传播和物体的反射。

通过仿真分析，优化雷达系统的性能和参数。

4.设计实验验证：对设计完成的雷达系统进行实验验证，验证其性能和参数是否符合预期。

二、雷达系统模拟的方法和技术雷达系统的模拟是指通过计算机软件模拟雷达信号的传播和反射等过程，从而预测雷达的性能和参数，并对其进行优化。

常用的雷达系统模拟方法和技术包括：1.有限差分时间域（FDTD）方法：FDTD方法是一种数值求解电磁场方程的方法，可以用于模拟雷达信号的传播和反射等过程。

它具有计算精度高、能耗低等优点。

2.物理光学（PO）方法：PO方法是一种基于物理光学理论的模拟方法，将电磁波视为光线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。

它具有计算速度快、适用于大尺寸目标等优点。

3.射线追踪（RT）方法：RT方法是一种基于几何光学理论的模拟方法，将电磁波视为射线，通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。

它具有计算快速、适用于多目标同时反射等优点。

三、雷达信号处理的方法和技术除了设计和模拟雷达系统外，还需要对雷达信号进行处理，以获得目标的位置、速度、大小和形状等信息。

1总体技术方案1.1总体设计概述雷达信号环境模拟器能够产生各种类型的雷达辐射信号，为XX电子侦察设备的鉴定试验，产生所要求的各种类型的雷达辐射信号，构建既定的复杂雷达信号的电磁环境，以便准确评估雷达侦察设备的技术战术指标和效能。

雷达信号环境模拟器在系统中的地位和作用如下图所示：图4.1-1 设备在系统中的地位和作用测评系统主要由被试的雷达侦察设备、雷达信号环境模拟器(5个频段构成)、评测系统软件等设备组成。

1.2总体设计方案雷达信号环境模拟器的总体组成框图如下图所示：辐射源数据库用于存储各种雷达和平台的参数(包括真实雷达和虚拟雷达)，通过主控计算机进行读取，辐射源数据可以进行添加、修改和删除等操作。

主控计算机是人机交互的平台，主要完成试验场景描述、试验过程的管理和试验工作状态和参数记录等。

试验场景描述首先进行需要模拟的雷达的数量、位置的设定，然后从雷达辐射源库中选取雷达参数，对每部雷达的类型、天线扫描方式、扫描周期、扫描速度、雷达信号的射频频率、脉冲宽度、脉冲重复周期PRI 变化类型等进行配置。

主控计算机根据设置的每部雷达的参数，将需要模拟的雷达动态分配给1~5个雷达信号模拟器中的一个，再利用通信接口将相应的雷达参数发送到对应频段的雷达信号模拟器。

各频段的雷达信号模拟器内置的控制DSP ，根据主控计算机传送的雷达信号数量和雷达信号参数数据，按照每部雷达各自的脉冲时序，生成对应的时序控制信号，分配给每个雷达中频信号产生器，产生所需要的雷达中频信号波形数据和中频信号。

控制DSP 根据雷达工作频段，控制信号各波段射频模块进行变频和放大，通过天线辐射出去。

各频段的雷达信号模拟器配置有位置和授时接口，用于接收载车提供的GPS/北斗位置和授时信息。

在试验过程中记录各频段雷达信号模拟器的当前位置信息，并且以授时时间作为时间基准，按照场景设定的时间要求模拟产生雷达信号，并且为雷达信号模拟器的信号参数记录打上时间标志。

某型军用雷达的仿真军用雷达作为现代战争中重要的电子设备，能够探测敌方目标并提供精确的目标位置信息，因此在军事上具有重要意义。

为了更好地设计和优化军用雷达系统，对其进行仿真分析是必不可少的一个环节。

本文将对某型军用雷达的仿真进行详细介绍。

一、军用雷达系统的基本原理军用雷达系统的基本原理是利用电磁波在自由空间中的传播特性，向周围环境发射脉冲电磁波，对目标进行探测，并通过接收回波信号来确定目标的位置和运动情况。

传统的军用雷达一般采用脉冲式工作方式，其基本原理如下：1.发射机发送脉冲信号，覆盖一定波段的频率范围；2.脉冲信号经过天线辐射出去，遇到目标后会反射回来；3.反射回来的信号被接收到，并经过一些信号处理电路后交由显示器显示出来。

1.需求分析：确定需要仿真的雷达系统的工作频段、发射功率、接收灵敏度等关键参数；2.系统建模：根据需求分析设计雷达系统电路结构，包括发射机、接收机、天线和信号处理电路等，并进行模型参数的设置；3.仿真运行：利用相应的仿真软件对雷达系统进行仿真运行，分析并记录仿真结果；4.结果分析：总结仿真结果，得出系统性能参数，并根据结果对系统进行进一步优化设计。

1.天线设计：天线是雷达系统中非常重要的部件，可以影响到雷达系统的探测范围和分辨率。

在某型军用雷达的仿真中，需要借助电磁场仿真软件对天线进行模拟设计，优化天线的工作效率和频带覆盖范围。

2.射频电路设计：射频电路是军用雷达系统中的关键部件之一，设计不当会影响到雷达系统的性能和精度。

在仿真过程中需要注意射频电路的参数设置，包括隔离度、带宽、插损等。

3.信号处理仿真：信号处理是雷达系统的重要环节，可以将采集到的电磁信号转化为可视化的图像，从而实现目标的识别和跟踪。

在某型军用雷达的仿真中，需要对信号处理电路进行详细的模拟和分析。

随着电子技术的不断发展，军用雷达的性能和功能不断提升。

目前，越来越多的军用雷达系统开始采用数字信号处理和卫星定位等技术，以提高雷达系统的精度和效率。

某型军用雷达的仿真随着现代战争环境的不断变化，军用雷达在现代作战中的作用也越来越重要。

军用雷达的性能和稳定性直接影响到战斗力的提升，在雷达的设计和研发过程中，仿真技术被广泛应用。

某型军用雷达的仿真是指基于数学模型和电磁仿真原理，通过电磁计算和仿真软件，对某型军用雷达的工作性能进行模拟和测试的过程。

通过仿真，可以评估雷达的工作性能、探测性能、抗干扰性能以及抗干扰能力等关键指标。

某型军用雷达的仿真可以从整体系统的仿真和子系统的仿真两个方面来展开。

整体系统的仿真是指对整个雷达系统进行建模和仿真，包括天线系统、发射系统、接收系统、信号处理系统等各个子系统。

通过整体系统的仿真，可以评估雷达的整体性能和工作状态。

还可以通过仿真来验证设计的正确性和合理性，发现并解决潜在的问题，提高雷达的设计质量。

子系统的仿真是指对雷达的各个子系统进行分别建模和仿真，包括天线模型、材料特性、发射信号、接收信号、探测算法等。

通过子系统的仿真，可以更详细地研究雷达的各个环节对整体性能的影响，并对各个子系统进行优化和调整，提升整个雷达系统的工作效能。

在某型军用雷达的仿真过程中，需要考虑的因素有很多，包括雷达工作的频率、功率、天线的方向性、发射和接收信号的特性等各个方面。

还需要考虑雷达周围的环境因素，如气候条件、地形特征、电磁环境等。

这些因素对雷达的性能和工作效果都有一定的影响，需要在仿真中进行充分考虑和模拟，以确保仿真结果的准确性和真实性。

某型军用雷达的仿真过程中，还需要进行仿真测试和验证。

通过将仿真结果与实际测试结果进行对比和分析，可以评估仿真的准确性和可靠性，发现并修正其中的偏差和误差，提高仿真模型和算法的精确度和稳定性。

某型军用雷达的仿真是一项复杂而重要的工作，通过仿真建模和仿真测试，可以全面评估雷达的工作性能和探测能力，发现和解决潜在问题，提高雷达的设计质量和性能水平，为现代战争的胜利提供强大的技术支持。

人机交互设计在军用雷达软件的应用分析摘要：在我国，军事武器装备要有非常高的可靠性和稳定性，特别是军用雷达软件，因为该系统本身相对比较复杂，因此，对操作人员专业程度的要求特别高，但是由于技术的限制，使得军用雷达领域人机交互体验还只停留在以往的用户界面水平。

但是，军用雷达软件中的用户界面就不能只满足于简单的信息传递的作用，为了保证雷达系统运行的工作效率与效果，就要使所有的信息能更加直观地反馈给雷达操作员。

关键词：人机交互设计；军用雷达软件；应用引言随着我国科学技术和信息技术的快速发展，人机交互技术在各种商业软件与日常生活中的应用越来越广泛，而且更加精准。

由于人们对美好生活的需求越来越多，而且在当下我国大数据、人工智能等不断发展的时代背景下，对人机交互技术的要求也越来越高，因此人机交互技术正在面临更多的机遇和挑战。

在未来新一代的人机交互技术在军事装备领域的应用当中，将以人为本，可以更加科学、高效得促进军用雷达软件的发展。

1军用雷达用户界面设计的现状军用雷达软件的开发和发展，是一个既漫长又复杂的工作。

而且，人机交互的用户界面作为人机交互的主要媒介，任务的下达、执行和反馈都要依靠显控终端来完成，因此显控终端在其中有着非常重要的作用。

早期雷达显示界面都非常简易，而且雷达的功能又过于复杂，使得雷达操作人员不容易找到相应的操作接口，导致操作员都要在进行专业培训时花费大量的时间来熟悉界面，与此同时，雷达还有众多的参数信息的设置和反馈，这又使得交互界面的设计难度进一步增加。

总体来说，导致雷达软件交互界面设计难度大大增加的原因大致有以下几点：首先，因为军事武器装备因为要求其要有可靠性和稳定性，反而忽视了雷达系统中交互界面设计的合理性和可操作性；其次，用户界面设计人员在进行设计的过程中过度依赖于雷达操作员对操作系统的熟练技术；最后，是由于雷达系统自身具有的复杂性。

与此同时，由于军用武器装备设计大多在战争实用性的角度进行设计的，因此，这对武器装备各项实用技能都提出非常高的要求，因为在战场上可能非常小的操作失误都可能导致非常大的偏差，从而使人员身体健康和财产都受到损伤。

第４５卷第２期２０２３年４月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ ４５㊀Ｎｏ ２Ａｐｒ ２０２３文章编号：１６７３⁃３８１９（２０２３）０２⁃０１４４⁃０６机载多功能火控雷达显控界面仿真王旭明，姜㊀涛，曹㊀建，周大利（海军航空大学，山东烟台㊀２６４００１）摘㊀要：从教学训练需求出发，针对战斗机综合航电系统显控界面的交互性㊁多输入多输出㊁复杂时序逻辑控制特点，探索一种将显控逻辑独立设计的显控界面仿真思路㊂在此框架下，提出一种面向多功能火控雷达的松耦合㊁模块化㊁可视化的显控界面仿真方法，并给出了基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ的显控逻辑仿真实现㊂应用结果表明，该方法开发过程直观，程序可维护性强，有利于提高显控逻辑仿真度和开发效率，可为综合航电系统及其子系统显控界面仿真提供参考㊂关键词：机载雷达；综合航电；显控界面；飞行仿真；有限状态机中图分类号：Ｖ２４７ １；ＴＰ３９１ ９㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０２３．０２．０２３Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｆｏｒａｉｒｂｏｒｎｅｍｕｌｔｉ⁃ｆｕｎｃｔｉｏｎｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒＷＡＮＧＸｕ⁃ｍｉｎｇ，ＪＩＡＮＧＴａｏ，ＣＡＯＪｉａｎ，ＺＨＯＵＤａ⁃ｌｉ（ＮａｖａｌＡｖｉａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｆｌｉｇｈｔｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｔｒａｉｎｉｎｇ，ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ，ｍｕｌｔｉ⁃ｉｎｐｕｔｍｕｌｔｉ⁃ｏｕｔｐｕｔａｎｄｃｏｍｐｒｅ⁃ｈｅｎｓｉｖｅｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｖｉｏｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒｆｉｇｈｔｅｒｓ，ａｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂｙｄｅｓｉｇｎｉｎｇｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｏｇｉｃｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｉｓｓｔｒｕｃ⁃ｔｕｒｅ，ａｌｏｏｓｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄ，ｍｏｄｕｌａｒａｎｄｖｉｓｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒｍｕｌｔｉ⁃ｆｕｎｃｔｉｏｎｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｏｇｉｃｂａｓｅｄｏｎＳｉｍｕｌｉｎｋ／Ｓｔａｔｅｆｌｏｗｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｐｒｏｇｒｅｓｓｉｓｍｏｒｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｄｅｉｓｍｏｒｅｍａｉｎｔａｉｎａｂｌｅ，ｓｏｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｃａｎｉｍ⁃ｐｒｏｖｅｔｈｅｆｉｄｅｌｉｔｙａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｌｌｔｈｅｓｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｆ⁃ｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｆｏｒａｖｉｏｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｉｔｓｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒｂｏｒｎｅｒａｄａｒ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｖｉｏｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍ；ｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ｆｌｉｇｈｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｆｉｎｉｔｅｓｔａｔｅｍａｃｈｉｎｅ收稿日期：２０２２⁃０５⁃２４修回日期：２０２２⁃０６⁃２３作者简介：王旭明（１９８２ ）男，博士，讲师，研究方向为航空电子系统应用及其仿真技术㊂姜㊀涛（１９７３ ），男，博士，副教授㊂㊀㊀火控雷达作为战斗机综合航电系统的传感器子系统，是探测目标，感知战场态势的主要手段㊂对于多用途战斗机，由于要承担对空㊁对地㊁对海作战任务，火控雷达也相应地具备多种工作方式㊂熟练掌握多功能火控雷达的操作使用，对于飞行员在作战中实现 先敌发现㊁先敌攻击㊁先敌摧毁 具有重要意义［１⁃２］㊂综合航电系统的突出特点之一是采用了综合化的显控界面，在减轻飞行员工作负担的同时，对操作技能提出了更高的要求，需进行大量操作使用训练㊂在机型改装教学和训练中，应用具有高仿真度显控界面的飞行训练模拟器或模拟软件有助于飞行员缩短掌握新装备的时间，降低训练成本，从而提高教学和训练效益［３⁃６］㊂火控雷达与其他航电子系统的控制部件集中安装在航空电子启动板㊁正前方控制板㊁武器控制板等面板和握杆控制器上，目标数据则与飞行㊁导航㊁武器瞄准等信息共同在平显和多功能显示器上进行综合显示㊂此外，作为子系统，火控雷达的工作模式受航电系统工作模式的控制㊂因此，对火控雷达进行的显控界面仿真，应在综合航电系统显控界面框架下进行㊂火控雷达工作模式多，控制逻辑和显控界面复杂，传统的文本编程开发方式工作量大，调试不便，代码可维护性差㊂本文从教学和训练的实际需求出发，介绍了一种模块化㊁松耦合㊁可视化的综合航电显控界面仿真思路，在此基础上对多功能火控雷达的显控界面进行仿真，并基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ进行了实现㊂１㊀航电系统显控界面仿真设计１ １㊀显控系统功能座舱人机交互界面功能由综合航电系统的显控系统实现㊂显控系统典型结构如图１所示㊂显控处理机（ＤＣＭＰ１㊁ＤＣＭＰ２）运行作战飞行程序（ＯＦＰ），采集飞行员操作输入信号，通过总线接口板完成１５５３Ｂ总线管理并与其他子系统通信，将显示数据送字符发生器生成显示信息在平显（ＨＵＤ）㊁多功能显示器（ＭＦＤ）上进行综合显示，从而实现人机接口㊁总线数据通信控第２期指挥控制与仿真１４５㊀制㊁航电系统管理等功能［７］㊂图１㊀显控系统典型结构Ｆｉｇ １㊀ＴｙｐｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＣＭＳ显控系统的输入包括航电启动板（ＡＡＰ）㊁正前方控制板（ＵＦＣＰ）㊁武器控制板（ＡＣＰ）㊁握杆控制器（ＨＯ⁃ＴＡＳ）㊁多功能显示器（ＭＦＤ）等上的开关㊁按键㊁旋钮等多个部件的控制信号；飞行㊁作战等信息主要显示在ＨＵＤ和３台ＭＦＤ的多个画面中，如ＨＵＤ要显示飞行数据㊁导航数据㊁目标数据㊁瞄准符号㊁告警信息等４０多种数据，每台ＭＦＤ可切换显示２０多种画面，部分画面又有多种子画面㊂输入部件中，除旋钮用于输入数据外，开关㊁按键都是有限个状态的输入，其不同的操作顺序㊁开关不同状态的组合会影响航电系统的工作模式㊁各子系统的工作状态，进而改变平显和多功能显示器的显示画面和显示数据㊂因此，可将显控界面的功能仿真视为事件驱动的有限状态多输入多输出时序逻辑决策问题㊂１ ２㊀显控界面仿真设计某型飞行训练模拟器采用半实物仿真方案，如图２所示㊂座舱部分采用与实装布局一致的硬件实现，航电系统功能仿真由采用模块化设计的软件实现㊂由于显控界面仿真涉及多输入多输出的复杂逻辑判断，为简化设计的复杂性，降低模块之间的耦合度，将显控界面仿真模块从各子系统的功能仿真模块中剥离出来单独设计，主要包括显示画面仿真和显控逻辑仿真两个模块㊂１）显示画面仿真显示画面仿真主要包括由仪表虚拟仿真软件ＧＬＳｔｕｄｉｏ开发的平显㊁多功能显示器的多个画面，如图３所示㊂各显示画面独立工作，不负责任何控制处理，只图２㊀航电显控界面仿真总体设计Ｆｉｇ ２㊀Ｄｅｓｉｇｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄａｖｉｏｎｉｃｓｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ接收显控逻辑仿真模块送来的显示参数，在相应位置进行显示并实时更新㊂图３㊀显示画面仿真设计Ｆｉｇ ３㊀Ｄｅｓｉｇｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄｄｉｓｐｌａｙ２）显控逻辑仿真根据显控逻辑多输入多输出的时序逻辑决策特点，可应用有限状态机理论加以解决㊂有限状态机（ＦＳＭ，ＦｉｎｉｔｅＳｔａｔｅＭａｃｈｉｎｅ）是表示有限个状态以及在这些状态之间转移和动作等行为的数学模型，其广泛应用于建模应用㊂一个有限状态机模型Ｍ可用一个五元组来描述［８］：Ｍ＝（Ｑ，Ｘ，Ｙ，ｑ０，δ，Ｏ）其中，Ｑ为有限的状态集合；Ｘ为有限的非空输入字符的集合；Ｙ为有限的输出字符的集合；ｑ０ɪＱ为初始状态；δ：ＱˑＸңＱ为状态转移函数；Ｏ：ＱˑＸңＹ为输出函数㊂将开关㊁按键等多个控制部件的有限个输入的组合作为时序输入Ｘ，将平显㊁３台多功能显示器的画面组合及每个画面的显示信息作为输出Ｙ，通过定义初始状态ｑ０，合理设计转移函数δ及输出函数Ｏ，来构建一１４６㊀王旭明，等：机载多功能火控雷达显控界面仿真第４５卷个确定的有限状态机模型，即利用可视化编程工具实现与实际装备操作控制逻辑一致的显控界面功能仿真，如图４所示㊂图４㊀显控界面有限状态机模型Ｆｉｇ ４㊀ＦＳＭｍｏｄｅｌｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ２㊀多功能火控雷达工作模式为适应作战任务需要，机载火控雷达通常具有空⁃空㊁空⁃面㊁导航等三大类多种功能，从而实现不同任务场景下对目标的搜索㊁截获㊁跟踪，为武器与火控系统提供目标指示［９⁃１０］，如图５所示㊂图５㊀多功能火控雷达工作模式Ｆｉｇ ５㊀Ｔｙｐｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅｓｏｆｍｕｌｉ⁃ｆｕｎｃｔｉｏｎｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒ雷达工作模式受航电系统工作模式的控制，各种工作模式之间根据飞行员操作控制进行转换㊂例如在边搜索边测距模式（ＲＷＳ）下，飞行员移动光标截获目标成功后，雷达转入情况探查模式（ＳＡＭ）；边搜索边跟踪模式（ＴＷＳ）下指定两个目标，进入双目标跟踪模式（ＤＴＴ）；海１搜索模式（ＳＥＡ１）下按压周边键切换到海２搜索模式（ＳＥＡ２）等㊂在空空拦截模式和空面模式工作时，雷达画面主要在ＭＦＤ上显示；在空空格斗模式工作时，雷达画面在ＨＵＤ和ＭＦＤ上都有显示㊂３㊀火控雷达显控界面仿真按照前述航电系统显控界面总体设计思路，火控雷达显控界面包括信号转换㊁雷达仿真画面和雷达工作状态判断逻辑三部分，如图６所示㊂图６㊀火控雷达显控界面仿真设计Ｆｉｇ ６㊀Ｄｅｓｉｇｎｏｆｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ３ １㊀信号转换信号转换部分负责实时采集模拟座舱控制部件的第２期指挥控制与仿真１４７㊀初始状态和输入信号，对信号进行去抖动处理，将拨动开关，按下按键等输入信号转换为操作事件，用于驱动雷达工作状态转换㊂３ ２㊀工作状态判断逻辑雷达在某一时刻的工作状态是确定的，那么其在ＭＦＤ（或ＨＵＤ）上的显示画面也是确定的，将当前工作状态画面中所需显示的俯仰扫描行数㊁方位扫描范围㊁量程㊁光标位置㊁天线位置等参数，以及其他仿真系统生成的高度㊁速度㊁航向㊁坡度等信息封装为显示参数，即可送往仿真画面驱动显示㊂雷达工作状态判断逻辑模块采用有限状态机模型实现，如图７所示㊂将雷达工作模式作为互斥基本状态，每种模式下有限状态的雷达参数为并行子状态（如ＲＷＳ模式下方位范围㊁俯仰范围㊁重复频率㊁工作频率㊁ＩＦＦ询问状态等），定义雷达关机状态为初始状态㊂根据飞行手册（ＰＯＰ）中火控雷达操作说明，设计仿真故障注入，操作事件触发下的状态转移函数δ，如按压ＡＡＰ上 雷达 按键时，雷达开机㊁自检；按压油门杆主模式开关左键时，航电系统进入空空拦截模式，雷达默认进入ＲＷＳ工作方式（默认选择６０ʎ方位范围㊁４行俯仰扫描㊁自动重频㊁固定频点１㊁ＩＦＦ询问接通）；开机状态下，持续按压ＡＡＰ上 雷达 键关闭雷达等㊂图７㊀火控雷达工作状态ＦＳＭ模型Ｆｉｇ ７㊀ＦＳＭｍｏｄｅｌｏｆｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒｓｔａｔｅｓ３ ３㊀雷达画面仿真利用ＧＬＳｔｕｄｉｏ软件开发的雷达ＭＦＤ画面示例如图８所示㊂生成的程序代码既可独立运行，也可嵌入其他仿真程序中使用㊂根据松耦合原则，仿真画面不进行任何控制判断，只接收工作状态判断逻辑模块送来的显示参数进行显示并实时更新㊂４㊀基于Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ的仿真实现Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ是Ｍａｔｌａｂ基于有限状态机的图形化建模工具，通过状态转移图㊁流程图等图形化对象，针对系统对事件㊁基于事件的条件以及外部输入信号的反应方式等组合和时序逻辑决策进行建模［１１］㊂构建的有限状态机模型可以作为Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型中的模块执行，执行过程中通过图形动画能够直观地进行分析和调试，调试完成后可生成Ｃ＋＋代码嵌入主仿真程序中㊂基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ的雷达显控界面功能仿真实现如图９所示㊂图８㊀雷达ＭＦＤ画面示例Ｆｉｇ ８㊀ＲａｄａｒＭＦＤｄｉｓｐｌａｙｉｎｓｔａｎｃｅ输入端口对应控制部件采集信号㊁仿真数据和故障注入数据；输出参数包括雷达工作状态（送往雷达仿１４８㊀王旭明，等：机载多功能火控雷达显控界面仿真第４５卷图９㊀基于Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ的显控界面功能仿真Ｆｉｇ ９㊀Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｂａｓｅｄｏｎｓｔａｔｅｆｌｏｗ真程序）㊁ＨＵＤ和ＭＦＤ的画面索引号及各画面显示参数结构体㊂显控逻辑部分由Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ模型实现㊂雷达工作模式受航电系统工作模式的控制，为使结构清晰，采用分层的模块化设计㊂根据飞行手册设计的雷达空空拦截工作模式㊁空空格斗工作模式㊁空面工作模式，导航工作模式的Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ转换逻辑如图１０所示，空空拦截各种模式的转换逻辑如图１１所示㊂图１０㊀火控雷达工作模式转换逻辑Ｆｉｇ １０㊀Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｌｏｇｉｃｏｆｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅｓ通过Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ的可视化编程方式，能够简化复杂的转换逻辑开发过程，避免了文本编程的大量判断语句和调试㊁修改不便的问题，使开发人员重点集中在状态转移函数的设计中，从而保证操作逻辑的真实度㊂构建的模型通过ＳｉｍｕｌｉｎｋＣｏｄｅｒ可以直接生成Ｃ＋＋类代码，嵌入主仿真程序中调用，从而提高开发效率㊂图１１㊀火控雷达空空拦截各模式转换逻辑Ｆｉｇ １１㊀ＳｗｉｔｃｈｉｎｇｌｏｇｉｃｏｆｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒＡ⁃Ａｉｎｔｅｒｃｅｐｔｍｏｄｅｓ５㊀结束语从教学与训练的角度，对多功能火控雷达显控界面仿真更侧重于操作逻辑的真实度，因此，采用低成本的软件仿真方法更为经济可行㊂作为综合航电系统的子系统，火控雷达的显控界面仿真应与航电系统界面仿真统筹考虑㊂针对火控雷达显控操作的交互性㊁多输入多输出时序逻辑决策特点，本文介绍了一种将显控逻辑从功能仿真模块中剥离出来单独设计的航电系统显控仿真设计思路，在此基础上，根据松耦合原则对多功能火控雷达的界面仿真进行了阐述，并应用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ对其中的显控逻辑部分进行了实现㊂该设计思路已应用于某型多用途战斗机飞行员模拟器航电仿真软件和火控雷达教学软件，结果表明，可视化㊁模块化㊁松耦合的设计思路结构清晰，代码易于维护，大大地提升了开发效率，可供综合航电系统显控及其子系统的显控界面仿真参考㊂参考文献：［１］㊀常硕．航空信息设备原理［Ｍ］．北京：航空工业出版社，２０２０．ＣＨＡＮＧＳ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆａｉｒｂｏｒｎｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＡｖｉａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓ，２０２０．［２］㊀梁青阳．综合航空电子系统原理［Ｍ］．北京：航空工业出版社，２０２０．ＬＩＡＮＧＱＹ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｖｉｏｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＡｖｉａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓ，２０２０．［３］㊀蒋龙威，姜南，孙宇，等．用于教学和训练的雷达显控仿真系统设计实现［Ｊ］．空军预警学院学报，２０２１，３５（１）：３０⁃３５．ＪＩＡＮＧＬＷ，ＪＩＡＮＧＮ，ＳＵＮＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅａｌｉ⁃ｚａｔｉｏｎｏｆｒａｄａｒｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｔｒａｉｎｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｉｒＦｏｒｃｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＡｃａｄｅｍｙ，２０２１，３５（１）：３０⁃３５．第２期指挥控制与仿真１４９㊀［４］㊀王凯．机载雷达集成显控仿真平台的研究与实现［Ｄ］．西安：西安电子科技大学，２０１８．ＷＡＮＧＫ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｉｓ⁃ｐｌａｙｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒａｉｒｂｏｒｎｅｒａｄａｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｘｉ ａｎ：ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１８．［５］㊀虞敬璠．雷达显控终端仿真设计［Ｄ］．西安：西安电子科技大学，２０１２．ＹＵＪＦ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｒａｄａｒｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｒｍｉｎａｌ［Ｄ］．Ｘｉ ａｎ：ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１２．［６］㊀吴华兴，鲁艺，黄伟，等．基于多型航电系统的显控界面仿真［Ｊ］．系统仿真学报，２００９，２１（２３），７４５６⁃７４５９．ＷＵＨＸ，ＬＵＹ，ＨＵＡＮＧＷ，ｅｔａｌ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｖａｒｉｏｕｓａｖｉｏｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，２００９，２１（２３）：７４５６⁃７４５９．［７］㊀杨立亮，董海涛．航电系统作战飞行程序仿真运行环境研究［Ｊ］．航空电子技术，２０１１，４２（４），２４⁃２８．ＹＡＮＧＬＬ，ＤＯＮＧＨＴ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｖｉｏｎｉｃｓＯＦＰｓｉｍｕ⁃ｌａｔｉｏｎｒｕｎｎｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｖｉｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，４２（４）：２４⁃２８．［８］㊀谭同超．有限状态机及其应用［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０１３．ＴＡＮＴＣ．Ｆｉｎｉｔｅｓｔａｔｅｍａｃｈｉｎｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ：ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３．［９］㊀刘俊江．机载火控雷达工作模式识别［Ｊ］．电子测量技术，２０１６，３９（２）：１３１⁃１３３．ＬＩＵＪＪ．Ａｉｒｂｏｒｎｅｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒｗｏｒｋｍｏｄｅｓｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，３９（２）：１３１⁃１３３．［１０］唐玉文，何明浩，韩俊，等．机载火控雷达典型空⁃空工作模式浅析［Ｊ］．现代防御技术，２０１８，４６（６）：８７⁃９３．ＴＡＮＧＹＷ，ＨＥＭＨ，ＨＡＮＪ，ｅｔａｌ．Ｔｙｐｉｃａｌａｉｒｔｏａｉｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｏｆａｉｒｂｏｒｎｅｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒａｄａｒ［Ｊ］．ＭｏｄｅｒｎＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，４６（６）：８７⁃９３．［１１］吕学志，于永利，刘长江．基于Ｓｔａｔｅｆｌｏｗ的复杂可修系统的建模与仿真方法［Ｊ］．指挥控制与仿真，２００９，３１（６）：７１⁃７５．ＬＶＸＺ，ＹＵＹＬ，ＬＩＵＣＪ．Ａｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｏｆｃｏｍｐｌｅｘｒｅｐａｉｒａｂｌｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｓｔａｔｅｆｌｏｗ［Ｊ］．ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，２００９，３１（６）：７１⁃７５．（责任编辑：许韦韦）。

雷达仿真的实施方案雷达仿真是一种重要的技术手段，它可以在雷达系统设计和研发的不同阶段发挥作用。

雷达仿真可以用于评估雷达系统的性能，优化雷达系统的设计，验证雷达系统的功能等，因此在雷达技术领域具有重要的意义。

下面将介绍雷达仿真的实施方案。

首先，进行仿真需明确仿真目标。

雷达系统的性能评估、设计优化和功能验证等都需要不同的仿真目标，因此在进行雷达仿真时，需要明确仿真的具体目标，以便对仿真结果进行准确的评估和分析。

其次，选择合适的仿真工具和模型。

在进行雷达仿真时，需要选择合适的仿真工具和模型，以保证仿真结果的准确性和可靠性。

常用的雷达仿真工具包括MATLAB、CST、FEKO等，而雷达仿真模型则包括雷达信号模型、目标散射模型、天线辐射模型等。

然后，建立仿真场景和参数。

在进行雷达仿真时，需要根据具体的仿真目标和需求，建立相应的仿真场景和参数。

这包括仿真环境的建立、雷达系统的参数设置、目标特性的定义等，以便进行仿真实验和数据分析。

接着，进行仿真实验和数据分析。

在建立好仿真场景和参数后，可以进行雷达仿真实验，并对仿真结果进行数据分析。

通过对仿真结果的分析，可以评估雷达系统的性能、验证雷达系统的功能、优化雷达系统的设计等，为雷达技术的研发和应用提供重要的参考和支持。

最后，进行仿真结果的验证和验证。

在进行雷达仿真后，需要对仿真结果进行验证和验证，以保证仿真结果的准确性和可靠性。

这包括与实际测试数据的对比分析、与理论计算结果的对比分析等，以确保雷达仿真结果的有效性和可信度。

总之，雷达仿真是一项重要的技术手段，它可以在雷达系统设计和研发的不同阶段发挥作用。

通过明确仿真目标、选择合适的仿真工具和模型、建立仿真场景和参数、进行仿真实验和数据分析、以及对仿真结果进行验证和验证，可以实施有效的雷达仿真，为雷达技术的研发和应用提供重要的支持和保障。

图１　雷达功能仿真模块
表１　雷达功能仿真模块对应参数
单位备注
无选择脉冲或者连续波
无预先设置好
无可以选择UHF、L、S
无选择预先设定的占空比
kW选择预先设置
无下拉选择雷达工作方式
无点击进入雷达目标模拟模块
无点击进入典型雷达选择
置侦察接收机的位置。

图3是侦察接收机模块窗口设计图。

中对应的具体参数如表3所示。

图３　侦察接收机功能仿真模块
４　整体效果
雷达功能与侦察仿真系统终端主界面整体效果图如图
雷达功能与侦察仿真系统终端，可以显示雷达探测范
图２　相控阵雷达天线仿真模块
图４　整体效果图
）、雷达探测范围的R-H关系、雷达探测R-H空间的功率密度分布、设置目标的R-H关系、设置侦察接收机的R-H 关系。

可以选择模拟雷达的工作体制、脉冲重复频率、载波频率、占空比、发送功率以及工作方式，并可以模拟目标，还可以配置典型雷达参数。

可以根据需要选择相应阵列进行相控阵天线方向图仿真，根据此方向图并结合雷达方程可以得到雷达探测的功率密度分布图。

可以设置侦察接收机的灵敏度、动态范围、天线形式、位置等，其中在位置设置中可以设置成动态飞行模式。

在设置好雷达参数后，点击“仿真开始”按钮，进行仿真，点击“仿真结束”按钮，退出系统。

参考文献
[1]王象.相控阵雷达建模方法与仿真应用研究
国防科学技术大学,2007.
[2]王晶.相控阵雷达系统的仿真及干扰研究
电子科技大学,2006.
[3]支双双.相控阵雷达欺骗干扰研究[D].西安
子科技大学,2012.。

某型军用雷达的仿真
某型军用雷达的仿真是通过建立数学模型和计算机模拟来模拟雷达的工作原理和性能。

这样可以在实际投入生产前，对雷达的性能进行评估和优化，减少开发成本和时间。

本文
将介绍某型军用雷达的仿真流程和主要步骤。

进行雷达系统的建模。

这包括雷达的硬件组成和信号处理算法的建模。

雷达硬件的建
模主要包括天线、发射器、接收器、滤波器等。

信号处理算法的建模主要包括脉冲压缩、
目标检测、跟踪等算法。

这些模型需要根据实际雷达的参数进行参数化。

接下来，进行雷达信号的仿真。

雷达的信号仿真是模拟雷达接收到的回波信号。

需要
建立目标模型和环境模型。

目标模型包括目标的形状、尺寸、反射特性等。

环境模型包括
地形、天气、干扰等因素。

然后，通过计算雷达和目标之间的距离和角度，可以计算回波
信号的强度和延迟。

可以利用目标和环境模型生成模拟的回波信号。

然后，进行雷达信号的处理。

雷达信号处理主要包括脉冲压缩、目标检测和跟踪等步骤。

脉冲压缩是将接收到的信号与发射的脉冲进行相关运算，以提高目标分辨率。

目标检
测是利用各种算法来检测出目标，如常用的协方差矩阵算法和最小二乘法算法。

目标跟踪
是追踪目标的位置和速度，并预测目标的未来位置。

进行雷达性能评估。

通过仿真可以得到雷达的性能指标，如探测概率、虚警概率、距
离测量误差等。

通过对比仿真结果和设计要求，可以评估雷达的性能是否满足要求，并进
行优化。

某型军用雷达的仿真军用雷达是一种重要的军事装备，能够监测和跟踪敌方目标，为军队提供作战指挥决策的依据。

在研发和生产军用雷达之前，需要进行各种仿真实验，以验证其性能和可靠性。

本文将对某型军用雷达的仿真进行详细介绍。

某型军用雷达是一种远程监测和跟踪目标的雷达系统，拥有较长的探测距离和高精度的目标定位能力。

为了确保雷达系统可靠性和性能，需要进行各种仿真实验，包括性能测试、探测能力评估和抗干扰性验证等。

性能测试是对雷达系统各项性能指标进行全面评估的重要实验。

在性能测试中，首先需要对雷达系统的发送和接收模块进行测试，包括发射功率、接收灵敏度和噪声系数等参数的测量。

需要测试雷达系统的波束宽度和扫描速度等指标，以确保雷达能够覆盖目标区域并实时监测。

探测能力评估是对雷达系统探测目标的能力进行评估的实验。

在探测能力评估中，首先需要确定目标的物理特征和雷达系统的工作频段，根据目标的反射特性和雷达系统的接收信号强度，计算出雷达系统探测目标的最大距离。

然后，需要通过模拟目标和噪声信号，模拟不同距离和方位角下的目标探测情况，并对雷达系统进行测试和评估。

抗干扰性验证是对雷达系统抗干扰能力进行验证的实验。

在抗干扰性验证中，首先需要选取一些常见的干扰信号，如杂波、电磁干扰和多径干扰等，对雷达系统进行模拟和测试。

然后，根据不同干扰信号的功率和频率特性，对雷达系统的抗干扰能力进行评估和验证。

除了以上的实验内容，还可以进行雷达系统的仿真模拟实验。

通过建立雷达系统的仿真模型，对雷达系统的工作原理和性能进行模拟和验证。

通过调整模型参数和测试条件，对雷达系统在不同场景和任务下的性能进行评估和分析。

军用雷达的仿真是保证其性能和可靠性的重要手段。

通过各种仿真实验，可以全面评估雷达系统的性能，提高其监测和跟踪目标的能力，并保证其抗干扰能力。

通过仿真模拟实验，可以验证雷达系统的工作原理和性能，并为优化设计和改进提供参考。

应用设计Applications今日电子 · 2018年7月 · 雷达仿真模拟系统的设计与应用陕西黄河集团有限公司设计研究所 巴文祥 侯育星随着现代战争的发展，电子对抗技术越来越受到世界各国的重视，在雷达的生产研制过程中，为了预先对设备的性能和技术指标进行验证，传统的雷达整机调试需采用飞机或者飞艇来配合试验，由于系统庞大、人力物力消耗巨大给试验带来诸多不便。

随着计算机技术和模拟仿真技术的飞速发展，雷达仿真模拟技术也得到了较好的进步，雷达仿真模拟系统具有系统相对简单，使用灵活和低成本等优势在现代军事电子对抗领域得到了广泛的应用。

同时，雷达仿真模拟系统可以模拟多样性目标和大规模目标群，实现目标定位跟踪，环境适应性、抗干扰能力和目标识别等技术指标验证，大幅度的提高了军事训练的真实性和节省了训练开支，提高了技术人员和战士的技术水平，本文主要介绍雷达仿真模拟系统的设计和应用。

总体设计方案雷达仿真模拟系统可以实现两种形式的模拟，第一、模拟目标和干扰回波，同时将模拟目标和干扰回波以中频信号的方式注入雷达系统中，这时雷达系统所接收的信号有仿真目标回波、真实环境回波和干扰回波，用这种方式基本可以有效地评估雷达的技术性能，并节省了设备成本投入。

第二、模拟全部雷达回波，同时模拟目标、干扰和环境回波，采用中频信号和射频信号注入雷达系统，由于背景杂波建模精度和信号注入方式的限制，只能进行有限条件的模拟，该方式主要用在系统评估和设备调试时使用。

雷达仿真模拟系统主要可以实现以下几种模拟信号。

1)目标模拟，可以实现多目标模拟，能模拟目标的运动特性，R C S起伏特征，多普勒频移；2)干扰模拟，可以实现有源干扰和欺骗式干扰模拟，有源干扰主要有：随机噪声干扰、噪声调频干扰、噪声调幅干扰、扫频干扰、脉冲调制干扰；欺骗式干扰包括：应答式干扰、数字储频式干扰等；3)环境杂波模拟，可实现地杂波和云雨杂波的模拟。

系统总体结构和功能1 模拟器总体结构模拟系统仿真软件运行在主控计算机上，在计算机显控界面完成目标、干扰信号和战场环境设置、实时状态控制和仿真各种工作模式，雷达模拟器按软件框架运行，实现设备运行管理，通过接收设置参数和控制状图1 雷达模拟器总体结构图2 雷达模拟器功能框图应用设计Applications态字完成雷达仿真，模拟系统在运行前将相应的信号参数、控制命令和杂波数据进行预处理，形成数据模型数据库和实时数据库，总体结构如图所示。

某型军用雷达的仿真军用雷达仿真技术在现代军事领域具有重要作用，能够帮助军事人员了解雷达的性能特点，优化雷达系统的设计，提高雷达的探测能力和抗干扰能力。

本文将以某型军用雷达为例，介绍军用雷达仿真的相关技术和应用。

一、某型军用雷达简介某型军用雷达是一种先进的多功能雷达系统，具有远距离探测、高分辨率目标跟踪和抗干扰能力强的特点。

该雷达系统广泛应用于军事监视、防空警戒和导弹防御等领域，具有重要的军事价值。

某型军用雷达系统包括天线、发射机、接收机、信号处理器和控制系统等多个部分，具有较为复杂的工作原理和性能特点。

为了更好地理解和优化该雷达系统的性能，需要进行仿真研究。

二、军用雷达仿真技术概述军用雷达仿真技术是指通过计算机软件对雷达系统的工作原理进行模拟和计算，以达到研究、优化和验证雷达系统性能的目的。

军用雷达仿真技术包括雷达信号仿真、雷达目标仿真、雷达系统仿真和雷达环境仿真等多个方面。

1. 雷达信号仿真雷达信号仿真是指对雷达系统发送和接收的信号进行模拟和计算，包括雷达波形的生成、脉冲重复频率的设置、调制解调等过程。

通过雷达信号仿真，可以研究雷达系统的信号处理算法、脉冲压缩技术和抗干扰能力等性能指标。

雷达目标仿真是指对雷达系统探测的目标进行模拟和计算，包括目标的散射特性、目标的运动状态和雷达系统的探测性能。

通过雷达目标仿真，可以研究雷达系统的目标跟踪算法、目标识别技术和目标探测概率等性能指标。

雷达环境仿真是指对雷达系统工作的环境条件进行模拟和计算，包括大气传播特性、地理地形特征和电磁干扰场景等。

通过雷达环境仿真，可以预测雷达系统在不同环境条件下的性能表现，指导雷达系统的部署位置和任务规划。

军用雷达仿真技术是一种重要的研究手段，能够帮助军事人员了解雷达系统的性能特点，指导雷达系统的优化设计和验证验证雷达系统的工作性能。

三、某型军用雷达仿真研究进展针对某型军用雷达系统的性能研究和优化设计，国内外的研究人员开展了大量的仿真研究工作，取得了一些重要的成果。

基于人机交互界面的雷达总体设计仿真介绍作者：肖晶段博郝俊峰来源：《科技创新与应用》2015年第25期摘要：MATLAB在雷达总体设计人员进行雷达系统仿真中已得到了普遍应用，文章采用MATLAB GUI人机交互界面工具对雷达总体设计中涉及的雷达信号处理、威力计算等过程进行了仿真。

试验结果表明该仿真软件界面友好、方便可靠，为雷达总体设计人员提供了良好的设计平台。

关键词：MATLAB GUI；雷达总体设计；仿真引言雷达总体设计仿真试验在现代雷达设计过程中至关重要。

文章基于GUI图形界面，对雷达总体设计过程中涉及的主要内容进行了仿真，人机界面友好，有一定的读取、分析外部数据的能力，并具有一定扩展能力。

雷达设计人员可以通过该仿真软件方便地进行雷达参数选择和雷达信号处理算法的试验，提高了总体设计的工作效率。

1 软件设计内容该仿真软件具体仿真内容包括：（1）线性调频信号处理过程仿真，包括线性调频信号的仿真，性调频信号脉冲压缩、MTI、MTD及CFAR过程的仿真。

（2）相位编码信号处理过程仿真，包括相位编码信号（13位巴克码、255位M序列码、511位M序列码、1023位M序列码、2047位M序列码可选）的仿真，速度补偿前后编码信号、脉冲压缩及CFAR的仿真。

（3）高重频信号处理仿真过程，包括高重频信号的仿真，高重频信号窄带滤波和谱分析及CFAR的仿真。

（4）各种杂波和噪声信号的仿真，包括瑞利杂波、高斯噪声、随机噪声等。

（5）雷达威力计算的仿真，可通过参数输入方便地进行雷达威力地计算。

（6）天线方向图的仿真，可通过参数的输入对天线方向图进行查询。

（7）航迹滤波的仿真，可对指定输入或自建立的理论的航迹进行α、β滤波和卡尔曼滤波，并可将两种滤波结果进行比较。

（8）给出了一定的扩展区域可根据设计需要加入更多雷达系统仿真内容。

2 试验结果运行仿真软件主界面程序后出现雷达总体设计仿真软件主界面，如图1所示。

设计人员可通过点击鼠标左键的方式调用各个仿真试验模块界面，点击帮助进入仿真软件帮助文档。

基于人机交互界面的雷达总体设计仿真介绍MATLAB在雷达总体设计人员进行雷达系统仿真中已得到了普遍应用，文章采用MATLAB GUI人机交互界面工具对雷达总体设计中涉及的雷达信号处理、威力计算等过程进行了仿真。

试验结果表明该仿真软件界面友好、方便可靠，为雷达总体设计人员提供了良好的设计平台。

标签：MATLAB GUI；雷达总体设计；仿真引言雷达总体设计仿真试验在现代雷达设计过程中至关重要。

文章基于GUI图形界面，对雷达总体设计过程中涉及的主要内容进行了仿真，人机界面友好，有一定的读取、分析外部数据的能力，并具有一定扩展能力。

雷达设计人员可以通过该仿真软件方便地进行雷达参数选择和雷达信号处理算法的试验，提高了总体设计的工作效率。

1 软件设计内容该仿真软件具体仿真内容包括：（1）线性调频信号处理过程仿真，包括线性调频信号的仿真，性调频信号脉冲压缩、MTI、MTD及CFAR过程的仿真。

（2）相位编码信号处理过程仿真，包括相位编码信号（13位巴克码、255位M序列码、511位M序列码、1023位M序列码、2047位M序列码可选）的仿真，速度补偿前后编码信号、脉冲压缩及CFAR的仿真。

（3）高重频信号处理仿真过程，包括高重频信号的仿真，高重频信号窄带滤波和谱分析及CFAR的仿真。

（4）各种杂波和噪声信号的仿真，包括瑞利杂波、高斯噪声、随机噪声等。

（5）雷达威力计算的仿真，可通过参数输入方便地进行雷达威力地计算。

（6）天线方向图的仿真，可通过参数的输入对天线方向图进行查询。

（7）航迹滤波的仿真，可对指定输入或自建立的理论的航迹进行α、β滤波和卡尔曼滤波，并可将两种滤波结果进行比较。

（8）给出了一定的扩展区域可根据设计需要加入更多雷达系统仿真内容。

2 试验结果运行仿真软件主界面程序后出现雷达总体设计仿真软件主界面，如图1所示。

设计人员可通过点击鼠标左键的方式调用各个仿真试验模块界面，点击帮助进入仿真软件帮助文档。

软件化雷达实验系统人机交互终端的设计与仿真赵春晖;史艳鹏【摘要】针对雷达仿真实验软件界面粗糙、仿真结果抽象、操作复杂、可扩展性差等问题,结合可视化编程技术,设计并实现了基于Visual C++构建的雷达实验系统人机交互终端,模拟了P型雷达显示器,设计了参数设置表,实现了雷达、目标参数的动态调整,并为雷达对抗实验留有程序扩展接口,采用窗体分割方法,在系统中实现了雷达扫描、实验目标跟踪以及系统运行参数的同窗口显示.仿真结果表明,该系统终端界面逼真,操作方便,可扩展性强.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2011(034)001【总页数】5页(P76-80)【关键词】雷达实验系统;Visual C++;人机交互终端【作者】赵春晖;史艳鹏【作者单位】哈尔滨工程大学,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TN955.10 引言利用计算机仿真技术进行雷达系统建模与仿真实验,具有成本低、开发方便、不依赖特定的硬件、适应性强等特点。

目前的仿真软件大多采用Matlab/Simulink或SystemView,其优点是使用方便、开发周期短,缺点是仿真过程不够逼真、操作界面不够美观、可移植性较差。

针对界面问题,有人提出采用VC++结合OpenGL实现雷达显示界面。

然而OpenGL作为软件第三方,其学习与操作本身亦十分复杂。

众所周知,VC++是一种可视化的编程语言,借助于MFC类库和应用程序框架能够轻易开发出Windows标准界面的应用程序。

本文介绍了基于VC++单文档界面（SDI）实现雷达实验系统界面的设计方法,着重阐述了其实现过程中的重点和难点问题,最后给出了本系统的运行结果。

1 系统界面构成及其功能描述实验系统主界面由菜单区、工具栏区、客户显示区和状态栏区四部分组成。

其中菜单部分包括文件、编辑、设置、运行、查看、帮助6个一级菜单,相对应的二级菜单及1个右键快捷菜单；工具栏部分除SDI框架提供的外包括设置、开始、暂停、停止、帮助5个按钮；显示部分包括雷达主显、目标参照、系统参数3个显示区；状态栏包括坐标、扫描量程、时间显示3部分,如图1所示。