一种射频隐身反隐身性能评估系统及评估方法

专利检索2022-05-11  7



1.本发明涉及射频仿真应用技术领域,尤其涉及一种射频隐身反隐身性能评估系统及评估方法。


背景技术:

2.近年来,射频隐身已经成为军事科技领域中的前沿技术。作战平台通过运用射频隐身管控策略准则,最优化管控自身辐射,在完成态势感知、电子攻击的同时,降低己方被发现截获的概率,保证战场生存能力。与此同时,射频反隐身研究也逐步展开。射频反隐身研究一方面是基于现实作战中的反隐身需求,研究反隐射技术手段,另一方面射频反隐身研究也包含对射频隐身性能的分析评估,具有很强的现实意义。
3.然而,目前射频隐身/反隐身研究缺乏规范可靠的验证手段,研究人员提出的射频隐身/反隐身策略准则难以获得实际的演示验证,因此射频隐身/反隐身的性能评估需求日益迫切。而在实验室环境下,通过搭建具有多功能信号模拟器、可编程截获接收机的射频隐身/反隐身演示验证环境即可以进行对不同的射频隐身/反隐身策略准则进行验证。
4.为此,如何通过对多功能信号模拟器和可编程截获接收机的信号数据进行分析,实现对射频隐身/反隐身策略准则有效性的评估是目前亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.针对上述存在的问题,本发明旨在提供一种射频隐身反隐身性能评估系统及评估方法,能够在实验室条件下的射频隐身/反隐身演示验证环境中,用于验证射频隐身/反隐身策略准则的有效性。
6.为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
7.一种射频隐身反隐身性能评估系统,其特征在于,所述评估系统包括数据记录与存储功能模块以及射频隐身反隐身性能评估模块;
8.所述数据记录与存储模块用于记录和存储多功能信号模拟器的辐射信号、可编程截获接收机的接收信号和射频管控数据库及仿真控制软件的输出数据;
9.所述射频隐身反隐身性能评估模块从数据级、功能级和战术级三个层面对射频隐身/反隐身性能进行分析,并通过隐身作战辐射控制评估准则模型根据分析结果评估射频隐身/反隐身管控性能及管控准则是否满足需求。
10.进一步地,所述射频隐身反隐身性能评估模块包括软件初始化模块、网络事件处理模块、任务调度及参数计算模块、故障检测模块、下载参数模块、通道补偿模块、软件模式切换模块;
11.所述软件初始化模块用于完成主界面及浮动对话框的创建和布局;建立和主控机以及副显控制台通信的套接字;初始化全局变量,初始化套接字ip和端口并与本地计算机的网卡绑定;
12.所述网络事件处理模块用于接收套接字发送来的数据包,进行解析后以图形、表
格等形式显示网络发来数据的消息;
13.所述任务调度及参数计算模块用于读取当前帧计数器值、侦收模式和侦收频点等,计算工作频率、频段范围选择码、射频频率码等参数,进行数据处理和调度,进行prf周期分系统控制,并输出工作频率、频段范围选择码、射频频率码等参数;
14.所述故障检测模块用于按照预设的故障检测方案,分步向主控机发送故障检测命令,在收到检测结果时将结果存储在缓冲区中,并发送下一步的故障检测命令,在完成所有检测后,综合分析形成本次故障检测的结果,输出故障检测结果;
15.所述下载参数模块用于根据用户在界面设置的参数进行合法性校验,如果都合法,则形成控制字通过网络下发给主控机;如果存在不合法参数,则逐项列出不合法的参数及修改建议,直至所有参数都合法;
16.所述通道补偿模块用于读取通道补偿文件,按照约定格式将通道补偿参数通过网络下发给主控机;
17.所述软件模式切换模块用于根据当前软件模式及要切换至的软件模式,修改按钮组的颜色,触发相应的处理事件,完成软件模式切换。
18.进一步地,应用所述射频隐身反隐身性能评估系统的评估方法,包括以下步骤:
19.步骤1:采集多功能信号模拟器的辐射信号、可编程截获接收机的接收信号和射频管控数据库及仿真控制软件的输出数据;
20.步骤2:利用所述数据记录与存储功能模块对步骤1采集到的数据实时记录并存储;
21.步骤3:通过对比管控前后的辐射信号和截获信号数据,分析管控参数的可截获性,验证管控方法的有效性;
22.步骤4:通过对比管控前后可编程截获接收机对射频辐射信号的处理能力,验证接收机能否正确完成对脉冲信号的识别、分选,并形成完整的脉冲描述字;
23.步骤5:通过对比管控前后可编程截获接收机对截获信号的处理能力,能否达到正确判断辐射源的工作状态、正确识别辐射源的平台属性和辐射源的运动特性;
24.步骤6依据步骤3-5的判断验证当前的管控策略是否满足需求。
25.本发明的有益效果是:
26.本发明提出的一种射频隐身反隐身性能评估系统,其能够在射频隐身/反隐身策略验证环境中,收集并存储辐射信号、接收信号的信号处理系统的信号数据,通过模型算法评估相关策略准则的性能,故而本系统不仅能够进行实时评估,也能够在离线状态下对存储的信号数据进行分析评估。
27.另外,本发明能够实时或事后对所监测辐射信号的记录数据进行编辑和分析,例如对辐射信号样式进行编辑,并通过与信号模拟器的信息交互实现对辐射信号样式的加载和控制。
附图说明
28.图1示出射频隐身/反隐身性能分析、性能评估软件运行界面;
29.图2示出射频隐身/反隐身性能分析、性能评估软件在整个系统中的交联关系;
30.图3示出射频隐身/反隐身性能分析、性能评估软件模块组成;
31.图4示出射频隐身/反隐身性能分析、性能评估软件基本逻辑流程图;
32.图5示出软件初始化流程图;
33.图6示出函数ondockingpanenotify()流程图;
34.图7示出函数createboardcastsocket()流程图;
35.图8示出网络事件处理流程图;
36.图9示出函数displaywave()流程图;
37.图10示出函数displaygrid()流程图;
38.图11示出函数displaymonitor()流程图;
39.图12示出任务调度及参数计算流程图;
40.图13示出故障检测流程图;
41.图14示出下载参数流程图;
42.图15示出通道补偿流程图;
43.图16示出软件模式切换流程图。
具体实施方式
44.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案,下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
45.本发明的射频隐身反隐身性能评估系统主要用于在实验室环境下的射频隐身/反隐身演示验证系统的管理控制,完成射频隐身/反隐身演示验证中的数据记录与存储,以及根据实验室环境下的射频辐射信号输出、射频信号接收、射频数据库等信息,评估射频隐身/反隐身策略准则的有效性,其运行后的界面如附图1所示。
46.在实验室环境下搭建射频隐身/反隐身实验系统,在该系统中包括显控分系统、信号处理分系统、射频管控数据库及仿真控制软件、多功能信号模拟器、射频辐射接收方向图调制及传播特性仿真分析软件、可编程宽带截获接收机以及本发明提出的射频隐身/反隐身性能分析评估系统,其通过网络和光纤实现与显控分系统和信号处理分系统之间的数据交互,完成系统工作方式的控制和各设备状态的监测,其与整个实验系统的交联关系如附图2所示;其中的射频管控数据库及仿真控制软件将射频管控策略传输至所述射频隐身/反隐身性能分析评估系统,系统通过对多功能信号模拟器的辐射信号、可编程宽带截获接收机的接收信号和射频管控数据库及仿真控制软件的输出数据实时记录,通过相关模型算法分析实验数据,评估射频隐身反隐身管控准则,进而分析评估射频管控策略的正确性和有效性。
47.本发明提出的射频隐身反隐身性能评估系统由数据记录与存储功能模块和射频隐身/反隐身性能评估模块组成,其模块组成如附图3所示。
48.所述数据记录与存储模块通过网络和光纤实现与显控系统和信号处理系统之间的数据交互,完成系统工作方式的控制和各设备状态的监测;
49.所述射频隐身反隐身性能评估模块从数据级、功能级和战术级三个层面对射频隐身/反隐身性能进行分析,并根据分析结果评估射频隐身/反隐身管控性能及管控准则。
50.综上所述,本发明主要完成两部分功能:一是数据记录与存储;二是射频隐身/反隐身性能评估。本系统通过对多功能信号模拟器的辐射信号、可编程截获接收机的接收信
号和射频管控数据库及仿真控制软件的输出数据实时记录,通过相关模型算法分析实验数据,评估射频隐身/反隐身管控准则。
51.下面分别对本发明的两个模块进行描述。
52.1、数据记录与存储模块
53.数据记录与存储模块通过网络和光纤实现与显控系统和信号处理系统之间的数据交互,完成系统工作方式的控制和各设备状态的监测。所述数据记录与存储模块具备以下几个功能:
54.(1)完成可编程截获接收机工作模式的选择;
55.(2)对侦收辐射信号信息的记录和分析;
56.(3)对可编程截获接收机下发用户控制命令;
57.(4)监测可编程截获接收机的运行状态;
58.(5)以表格和图形的形式显示处理结果。
59.2、射频隐身/反隐身性能评估模块
60.本系统通过对多功能信号模拟器的辐射信号、可编程截获接收机的接收信号和射频管控数据库及仿真控制软件的输出数据实时记录处理,以管控策略为评估基础,对比管控前后的辐射信号和截获信号数据,通过相关模型算法分析实验数据,评估射频隐身/反隐身管控准则。
61.射频隐身/反隐身性能评估分为:数据级评估、功能级评估和战术级评估:
62.数据级评估通过对比管控前后的辐射信号和截获信号数据,分析管控参数的可截获性,验证管控方法的有效性;
63.功能级评估通过对比管控前后可编程截获接收机对射频辐射信号的处理能力,验证接收机能否正确完成对脉冲信号的识别、分选,并形成完整的脉冲描述字;
64.战术级评估通过对比管控前后可编程截获接收机对截获信号的处理能力,能否达到正确判断辐射源的工作状态,正确识别辐射源的平台属性和辐射源的运动特性等,验证管控策略能否满足战术需求。
65.其具体包括7个子模块,分别是软件初始化子模块、网络事件处理子模块、任务调度及参数计算子模块、故障检测子模块、下载参数子模块、通道补偿子模块、软件模式子模块。
66.(1)软件初始化子模块
67.该模块的主要功能是:完成主界面及浮动对话框的创建和布局;建立和主控机以及副显控制台通信的套接字;初始化全局变量,套接字初始化需要的ip和端口与本地计算机的网卡绑定。模块的实现如下附图5所示。该模块的实现主要包括以下两个函数:
68.函数ondockingpanenotify()的主要功能是动态生成浮动对话框,并对它们的显示和隐藏进行动态管理,函数的实现如附图6所示。
69.函数createboardcastsocket()的主要功能是建立和主控机以及副显控制台通信的套接字。建立两个套接字,并按照约定绑定到相应的端口,以便可以分别接收不同端口发送来的数据,如附图7所示。
70.(2)网络事件处理子模块
71.该模块的主要功能是:接收套接字发送来的数据包,进行解析后以图形、表格等形
式显示网络发来数据的消息。模块的实现如附图8所示。该模块的实现主要包括以下三个函数:
72.函数displaywave()的主要功能是根据当前选择的显示方式在视图区域进行相应的绘制。函数的实现如附图9所示。
73.函数displaygrid()的主要功能是根据表格更新命令,从数据缓冲区读取数据并解析,将结果显示在不同的表格中。函数的实现如附图10所示。
74.函数displaymonitor()的主要功能是显示系统实时监测的结果。函数的实现如附图11所示。
75.(3)任务调度及参数计算子模块
76.该模块的主要功能是:读取当前帧计数器值、侦收模式和侦收频点等,计算工作频率、频段范围选择码、射频频率码等参数,进行数据处理和调度,进行prf周期分系统控制,并输出工作频率、频段范围选择码、射频频率码等参数。模块的实现如附图12所示。
77.(4)故障检测子模块
78.该模块的主要功能是:按照故障检测子模块中预设的故障检测方案,分多步向主控发送故障检测命令,在收到检测结果时存储结果在缓冲区中,并发送下一步的故障检测命令,在完成所有检测后,综合分析形成本次故障检测的结果,并输出故障检测结果。模块的输出为故障检测结果。模块的实现如附图13所示。
79.(5)下载参数子模块
80.该模块的主要功能是:根据用户在界面设置的参数进行合法性校验,如果都合法,则形成控制字通过网络下发给主控(由主控转发给信号处理);如果有不合法的,则逐项给出不合法的参数及修改建议,直至所有参数都合法。模块的输入为当前侦收模式、侦收频点、分析控制等,模块的输出为控制字。模块的实现如附图14所示。
81.(6)通道补偿子模块
82.该模块的主要功能是:读取通道补偿文件,按照约定格式通过网络下发给主控。模块的输出为通道补偿参数。模块的实现如附图15所示。
83.(7)软件模式切换子模块
84.该模块的主要功能是:根据当前软件模式及要切换至的软件模式,修改按钮组的颜色,触发相应的处理事件,完成软件模式切换。模块的实现如附图16所示。
85.3、运行流程
86.射频隐身/反隐身性能分析、性能评估软件启动后进入开机自检状态,进行系统功能自检和初始化参数装订,进入待命状态。有四种工作模式可供选择:一是全频段自动侦测;二是指定某个频段,在频段内自动侦测;三是指定某个频点,只侦测该频点的信号;四是系统故障检测。
87.系统运行时的基本状态图如附图4所示。
88.在待命状态,可以选择四个功能模块中的任一个模块,进入参数控制界面,在界面中输入相应的参数。选择自动侦测模式时,不需要输入其它参数,系统自动在整个工作频段内进行循环侦测;选择指定频段侦测模式时,输入粗频段选择码,系统在该频段内自动进行循环侦测;选择指定频点侦测模式时,输入频率码,系统对该频点进行侦测;指定故障检测模式时,按提示信息输入检测信号,系统自动完成故障检测。
89.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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