基于內(nèi)存交互的導(dǎo)引頭末制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)協(xié)同仿真

趙東濤 黃雁飛

【摘要】 針對(duì)復(fù)雜的導(dǎo)引頭末制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)，采用了Cosim與SPW交互仿真的方法。該方法首先在SPW平臺(tái)上建立導(dǎo)引頭雷達(dá)在末制導(dǎo)階段系統(tǒng)模型，仿真導(dǎo)引頭在末段攻擊目標(biāo)的真實(shí)環(huán)境；然后建立Cosim平臺(tái)，由Cosim承擔(dān)主調(diào)任務(wù)，SPW只依照Cosim的命令推進(jìn)自身仿真流程，并通過(guò)內(nèi)存交互向Cosim反饋仿真數(shù)據(jù)；最后實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示出結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】 導(dǎo)引頭雷達(dá) 協(xié)同仿真 SPW

一、基于SPW平臺(tái)的系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)

導(dǎo)引頭雷達(dá)系統(tǒng)由天饋系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、收發(fā)系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成，其中天饋系統(tǒng)用于輻射發(fā)射功率，接收回波脈沖；信號(hào)處理系統(tǒng)接收上位機(jī)指令及數(shù)據(jù)，控制伺服系統(tǒng)及天饋系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，并生成各種基準(zhǔn)脈沖及波門控制信號(hào)；收發(fā)系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)處理器產(chǎn)生的控制時(shí)序，生成發(fā)射信號(hào)并接收回波脈沖，產(chǎn)生可供信號(hào)處理器提取目標(biāo)信息的模擬信號(hào)；伺服控制系統(tǒng)接收指令角進(jìn)行天線預(yù)定，實(shí)現(xiàn)天線波束準(zhǔn)確指向所定區(qū)域，并克服彈體擾動(dòng)保證在慣性空間內(nèi)的穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)系統(tǒng)用于執(zhí)行精確機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

信號(hào)生成系統(tǒng)由初始化模塊、飛控機(jī)模塊、計(jì)算模塊、目標(biāo)模塊、雜波模塊和干擾模塊六部分組成。其中初始化模塊用于目標(biāo)、彈體、信號(hào)處理器的初始化；飛控模塊完成與導(dǎo)引頭之間的通信并存儲(chǔ)仿真期間的指令狀態(tài)信息；計(jì)算模塊計(jì)算目標(biāo)與彈體的位置、姿態(tài)并產(chǎn)生三通道中頻回波信號(hào)；目標(biāo)模塊包括目標(biāo)在寬帶信號(hào)照射下表現(xiàn)出的起伏特性、多散射點(diǎn)特性及角閃爍特性；雜波模塊包括導(dǎo)引頭飛行過(guò)程中遇到的地雜波和海雜波；干擾模塊包括無(wú)源干擾箔條干擾、有源壓制干擾噪聲調(diào)頻干擾。

二、基于COSIM平臺(tái)的導(dǎo)引頭仿真系統(tǒng)

COSIM平臺(tái)負(fù)責(zé)仿真系統(tǒng)的運(yùn)行及模塊間的數(shù)據(jù)傳輸，其功能模塊劃分為SPW模塊、伺服模塊、信號(hào)處理模塊以及可視化模塊。其中SPW模塊完成信號(hào)生成、天饋及接收系統(tǒng)建模；伺服模塊采用SIMULINK模型來(lái)控制天線的轉(zhuǎn)動(dòng)；信號(hào)處理采用導(dǎo)引頭C語(yǔ)言軟件，建立信號(hào)處理器的SPW模型；可視化系統(tǒng)采用COSIM-VE可視化軟件來(lái)實(shí)時(shí)顯示每步解算的結(jié)果。

三、仿真流程

仿真過(guò)程由Cosim承擔(dān)主調(diào)任務(wù)，SPW只依照Cosim的命令推進(jìn)自身仿真流程，且及時(shí)向Cosim反饋每步仿真數(shù)據(jù)。系統(tǒng)總體仿真流程如圖1所示，標(biāo)有序號(hào)的步驟屬于需要Cosim和SPW間交互數(shù)據(jù)的步驟。其中除第5步之外，均屬于SPW等待Cosim給出數(shù)據(jù)和命令。第5步的情形正好相反。

四、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果

窗口一：主窗口，彈體飛行姿態(tài)、過(guò)程顯示，航目編隊(duì)運(yùn)動(dòng)顯示，環(huán)境背景顯示；小窗口，顯示天線運(yùn)動(dòng)狀況。窗口二：每10個(gè)PRT積累后的和通道、方位差、俯仰差三通道回波一維顯示。如圖2所示。窗口三：導(dǎo)引頭信息量顯示窗口，實(shí)時(shí)顯示角偏差、角速率、彈目距、彈目速、信噪比、信雜比等信息。

如圖2所示。 由上述圖可以看出，可視化窗口顯示出導(dǎo)引頭雷達(dá)三通道回波數(shù)據(jù)、角速率、角偏差、彈目距、彈目速等信息，實(shí)現(xiàn)了基于Cosim平臺(tái)的協(xié)同仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了完整的導(dǎo)引頭仿真模型。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文在SPW平臺(tái)上建立了導(dǎo)引頭雷達(dá)目標(biāo)、環(huán)境仿真模型，并將其應(yīng)用到Cosim平臺(tái)，完成與Cosim平臺(tái)的接口規(guī)范，通過(guò)內(nèi)存中轉(zhuǎn)方法實(shí)現(xiàn)命令數(shù)據(jù)傳輸，仿真實(shí)驗(yàn)表明該方法穩(wěn)定可靠，可以大大提高復(fù)雜的導(dǎo)引頭仿真效率，具有很強(qiáng)的工程使用價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 徐衛(wèi) 張林讓 唐自新 基于SPW的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)仿真[J] 計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用 2003

[2] 朱持恒 李立萍 雷達(dá)中頻正交采樣在SPW環(huán)境中的實(shí)現(xiàn)[J] 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù) 2003