基于射频隐身的机载数据链系统仿真

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kms2007
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随着军事对抗技术的发展,隐身技术已成为飞机作战对抗中的主流技术。数据链的射频隐身是指通信系统发射的射频信号不易被敌方的无源探测设备所感知。射频信号探测依旧是下一代飞机进行目标信息获取与共享的主要方式,因此数据链的射频隐身技术研究也得到世界军事强国的重视。本文开展了关于单机数据链和多机数据链网络射频隐身性能的研究,设计并实现了数据链系统的软件仿真,主要研究内容和成果如下:  (1)研究了数据链的射频隐身性能表征指标,包括截获距离、截获因子、截获球半径和截获区域,为数据链射频隐身性能的评估提供了理论基础。  (2)针对单机数据链研究了数据链射频隐身技术,包括天线波束设计、扩展频谱和辐射功率控制等技术。在天线波束设计技术中,研究了阵列天线波束形成技术。仿真表明与全向天线对比,矩形面阵天线的截获球半径降低了75.67%,有效提高了数据链的射频隐身性能。在扩展频谱技术中,研究了直接序列、跳变频率和超宽带扩谱技术,仿真表明扩展频谱技术可以有效提高信号射频隐身性能。在辐射功率控制技术中,给出了在保证通信误码率条件下的功率控制技术。仿真表明,在200km通信范围内,与恒定功率对比功率控制技术下的发射功率降低了7.99dB,具有更好的射频隐身性能。  (3)针对多机数据链组网,研究了数据链网络的射频隐身性能。研究了组网雷达下机载数据链网络的射频隐身性能,给出了基于雷达数据量化电平数的优化模型。仿真结果显示,优化后数据链网络在截获接收机端的信噪比明显减少,在雷达探测精度需求低的条件下信噪比降低了11dB。仿真表明,优化模型可以有效地提高多机数据链网络的射频隐身性能。在此基础上进一步研究了基于机载数据链组网的雷达探测,给出了基于箱粒子滤波器的多传感器扩展目标跟踪算法,仿真表明对比单个非高精度雷达,采用高精度组网雷达降低了78.21%的探测误差。仿真表明,基于数据链网络的组网雷达探测可以有效提高目标探测精度。因此在跟踪误差要求低的条件下,可以通过降低数据链对传输数据的量化电平数,提高多机数据链网络的射频隐身性能。  (4)设计并实现了数据链软件仿真系统。给出了系统在整个飞机射频隐身软件中的地位和作用,以及系统的构成模块和具体实现流程。利用飞机射频隐身软件仿真分析了功率控制时数据链系统的射频隐身性能指标。仿真表明,软件能够定量地揭示功率控制下机载数据链的隐身效果,数据链系统运行可靠结果正确。
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