一種基于HLA雷達和干擾的分布式仿真系統技術方案

本發明專利技術雷達系統仿真領域，尤其涉及一種可重用的雷達抗干擾系統的分布仿真技術。本發明專利技術構建一個基于HLA雷達和干擾的分布式高效仿真框架。將仿真系統按照模塊化的方式進行設計，各個模塊按照HLA標準協議的要求，進行分布式建模，以聯邦成員即模塊的形式構成雷達系統仿真聯邦。本發明專利技術利用HLA仿真架構，不僅提高了系統的仿真效率，也提高了系統的可擴展與可重用性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術雷達系統仿真領域，尤其涉及一種可重用的雷達抗干擾系統的分布仿真技術。
技術介紹
隨著電子信息技術的發展，雷達系統的設計與實現變得越來越復雜，這促使雷達系統的設計和使用者去尋找一種合理的手段對已有或將有的雷達系統進行性能分析和評估。雷達仿真實驗因其成本低、周期短、可重復度高，成為雷達系統性能分析與抗干擾能力評估的重要手段，與實物試驗相互補充完成對雷達系統的性能分析和評估。雷達仿真在其早期階段，限于處理器的計算能力，只能仿真計算一些簡單的參數，集中面向于某種雷達系統處理算法的仿真。而隨著應用需求的擴大，單個仿真系統往往很難滿足需求，大規模復雜仿真系統便產生了。復雜仿真常涉及多領域不同類型仿真系統的聯合。為了使之前花費大量人力和物力開發的仿真系統能在新的仿真系統上使用，這對仿真技術提出新的要求，即不同仿真系統之間“互操作性”和“可重用性”。為了解決這個問題，分布式交互仿真成為現代建模仿真
的發展方向。HLA(High Level Architecture)是新一代分布式交互仿真的標準框架，基于HLA的分布式仿真系統具有良好的互操作、可重用和開放等特性，因此研究基于HLA的雷達分布式仿真技術，研制基于HLA的分布式雷達仿真平臺，在加速新型雷達系統研制，加速標準化的分布式雷達仿真系統的建立、完善和推廣等方面具有重要的意義。近年來，國內許多單位紛紛開始建立基于HLA的各種分布式的仿真平臺，采用HLA的分布式體系結構的雷達仿真的研究文章也開始出現，但未見有研制完成基于HLA架構的分布式雷達仿真系統的報道。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是為了針對現有技術中雷達仿真系統設計過程中的重用、擴充和交叉等難題，構建一個基于HLA雷達和干擾的分布式高效仿真框架。將仿真系統按照模塊化的方式進行設計，各個模塊按照HLA標準協議的要求，進行分布式建模，以聯邦成員即模塊的形式構成雷達系統仿真聯邦。—種基于HLA雷達和干擾的分布式仿真系統，包括:—數據存儲模塊，用于存儲數據；—仿真主控模塊，用于實現系統中各個仿真模塊的控制，同時提供雷達類型、雷達工作參數、干擾工作參數、目標類型、背景類型參數以及顯示方式等的選擇；—雷達信號仿真和雷達天線模塊，用于產生不同類型雷達的發射信號；—雷達回波信號仿真模塊，用于產生雷達發射信號照射下的不同目標的回波信號;—雷達背景信號仿真模塊，用于產生來自雷達探測環境的背景信號；—干擾信號仿真模塊，用于產生相應的干擾信號一接收天線與接收機仿真模塊，用于接收所述雷達回波信號仿真模塊發射的回波信號，雷達背景信號仿真模塊發射的背景信號和干擾信號仿真模塊發射的干擾信號的疊加信號，并產生接收信號；—信號處理仿真模塊，用于對接收到的所述接收天線與接收機仿真模塊發射的信號進行處理，處理完成之后進行發射；—三通道視景模塊，用于接收所述信號處理仿真模塊發射的信號，并對整個系統的工作情況進行顯示，顯示內容包括:由三維目標和場景模擬出的雷達工作狀態、雷達操作面板的動態變化、仿真需要的目標和場景，由雷達仿真系統得到的雷達探測的動態結果，雷達性能評估信息；采用:基于消息的流水線同步機制為時間管理機制；每個模塊最后的實現都是一個獨立的仿真程序，各仿真程序工作順序都是一致的，即接收數據、計算、發送數據；對系統中所有的模塊都采用一致的分層劃分，每個模塊分布在不同的節點上進行仿真計算，每個節點的功能相互獨立，各節點根據不同的仿真需求實現不同的仿真功能，實現系統的擴展性和可重用性。進一步地，所述設計接收天線與接收機仿真模塊處理之后的疊加信號需要回傳到所述仿真主控模塊進行存儲，并由仿真主控模塊進行顯示。進一步地，所述分層劃分為四個層次，包括:網絡傳輸層、仿真計算層、交互界面層和應用程序層，網絡傳輸層、仿真計算層和交互界面層之間相互不發生直接的通信聯系，網絡傳輸層、仿真計算層和交互界面層都與中間層進行通信，所述中間層為系統中的界面中間層和網絡中間層共同構成，所述網絡傳輸層用于完成HLA中的數據通信，實現基于消息同步的流水線時間管理機制，封裝HLA的接口，提供給應用程序更直掛的數據收發接口，所述應用程序層用于實現消息機制，完成程序的控制和流程，即當每一個聯邦成員完成當前的計算任務后，向它在流水線的上一個節點中發送一個需要數據的通知消息，然后收到通知消息后，完成計算，等待流水線中的下一個節點需要數據的通知消息，收到消息后，發送數據，所述仿真計算層和交互界面層具備接入和輸出接口。進一步地，所述應用程序層將系統中節點分為三類，包括:流水線中的主節點，主節點和計算節點，其中，流水線中的主節點只進行計算任務，無其他配合節點；主節點需要計算節點的配合才能進行計算任務；計算節點用于配合主節點完成計算任務，同時，完成輔助節點任務。本專利技術的有益效果是:利用HLA仿真架構，不僅提高了系統的仿真效率，也提高了系統的可擴展與可重用性。【附圖說明】圖1是本仿真框架的總體結構圖。圖2是每個仿真模塊的程序架構的分層示意圖。圖3是應用程序層的實現類圖。【具體實施方式】下面結合實施例和附圖，詳細說明本專利技術的技術方案。如圖1所示:將整個HLA雷達和干擾的分布式仿真系統進行模塊化分區，以此來組建整個仿真框架，具體分區如下:—數據存儲模塊，用于存儲數據；—仿真主控模塊，用于實現系統中各個仿真模塊的控制，同時提供雷達類型、雷達工作參數、干擾工作參數、目標類型、背景類型參數以及顯示方式等的選擇；—雷達信號仿真和雷達天線模塊，用于產生不同類型雷達的發射信號；—雷達回波信號仿真模塊，用于產生雷達發射信號照射下的不同目標的回波信號;—雷達背景信號仿真模塊，用于產生來自雷達探測環境的背景信號；—干擾信號仿真模塊，用于產生相應的干擾信號一接收天線與接收機仿真模塊，用于接收所述雷達回波信號仿真模塊發射的回波信號，雷達背景信號仿真模塊發射的背景信號和干擾信號仿真模塊發射的干擾信號的疊加信號，并產生接收信號；—信號處理仿真模塊，用于對接收到的所述接收天線與接收機仿真模塊發射的信號進行處理，處理完成之后進行發射；—三通道視景模塊，用于接收所述信號處理仿真模塊發射的信號，并對整個系統的工作情況進行顯示，顯示內容包括:由三維目標和場景模擬出的雷達工作狀態、雷達操作面板的動態變化、仿真需要的目標和場景，由雷達仿真系統得到的雷達探測的動態結果，雷達性能評估信息；如圖2所示，設計實現模塊的程序框架，采用:基于消息的流水線同步機制為時間管理機制，來取代傳統的按照步進的時間推進方式，以此來提高仿真效率。在整個仿真過程中，每一個仿真節點先等待上一個節點的數據，接收數據后，完成計算任務，并等待下一個節點需要數據的消息，收到消息后，發送數據給下一個節點，然后再給上一個節點發送需要數據的消息。這樣每一個仿真節點計算完一批數據后，馬上可以計算下一批數據，而不需要等待。每個模塊最后的實現都是一個獨立的仿真程序，各仿真程序工作順序都是一致的，即接收數據；計算；發送數據。因此可以對所有的聯邦成員都采用一致的分層劃分，這樣有利于整個系統的有效管理。而且每個仿真模塊分布在不同的節點上進行計算仿真，以實現分布式計算的優勢。由于每個節點的功能相互獨立，因此當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于HLA雷達和干擾的分布式仿真系統，其特征在于，包括：一數據存儲模塊，用于存儲數據；一仿真主控模塊，用于實現系統中各個仿真模塊的控制，同時提供雷達類型、雷達工作參數、干擾工作參數、目標類型、背景類型參數以及顯示方式等的選擇；一雷達信號仿真和雷達天線模塊，用于產生不同類型雷達的發射信號；一雷達回波信號仿真模塊，用于產生雷達發射信號照射下的不同目標的回波信號；一雷達背景信號仿真模塊，用于產生來自雷達探測環境的背景信號；一干擾信號仿真模塊，用于產生相應的干擾信號一接收天線與接收機仿真模塊，用于接收所述雷達回波信號仿真模塊發射的回波信號，雷達背景信號仿真模塊發射的背景信號和干擾信號仿真模塊發射的干擾信號的疊加信號，并產生接收信號；一信號處理仿真模塊，用于對接收到的所述接收天線與接收機仿真模塊發射的信號進行處理，處理完成之后進行發射；一三通道視景模塊，用于接收所述信號處理仿真模塊發射的信號，并對整個系統的工作情況進行顯示，顯示內容包括：由三維目標和場景模擬出的雷達工作狀態、雷達操作面板的動態變化、仿真需要的目標和場景，由雷達仿真系統得到的雷達探測的動態結果，雷達性能評估信息；采用：基于消息的流水線同步機制為時間管理機制；每個模塊最后的實現都是一個獨立的仿真程序，各仿真程序工作順序都是一致的，即接收數據、計算、發送數據；對系統中所有的模塊都采用一致的分層劃分，每個模塊分布在不同的節點上進行仿真計算，每個節點的功能相互獨立，各節點根據不同的仿真需求實現不同的仿真功能，實現系統的擴展性和可重用性。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈曉峰，繆麒龍，卿兵，孫奕髦，周夢璐，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：四川;51