[發(fā)明專利]一種復(fù)雜電磁環(huán)境下電磁輻射態(tài)勢感知預(yù)測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110454302.6
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113158524B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李堯堯;蔡少雄;胡蓉;曹成;蘇東林
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 成都巾幗知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

本發(fā)明公開了一種復(fù)雜電磁環(huán)境下電磁輻射態(tài)勢感知預(yù)測方法及系統(tǒng)，所述方法包括：S1.給定態(tài)勢感知預(yù)測場景；S2.建立局部坐標系，確定飛機經(jīng)度、緯度在局部坐標系中的映射關(guān)系；S3.設(shè)置每個飛機上接收天線相對于飛機的位置和方向，同時設(shè)置每個艦船上發(fā)射天線相對于艦船的位置和方向；S4.從天線的遠場方向圖中提取出天線遠場增益數(shù)據(jù)；S5.生成每個時刻的飛機位置和方向；S6.生成區(qū)域網(wǎng)格頂點上的場強分布；S7.計算空間損耗L；S8.對區(qū)域內(nèi)的場分布隨仿真時刻的推進進行動態(tài)顯示；S9.計算發(fā)射天線增益和接收天線增益；S10.計算每個飛機的感知功率。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的電磁傳播模型沒有考慮天線的空間增益分布，不能計算電磁傳播隨時間變化情況的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁輻射，特別是涉及一種復(fù)雜電磁環(huán)境下電磁輻射態(tài)勢感知預(yù)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在某固定空域執(zhí)行飛行任務(wù)的飛機受到來自海面某艦船上裝載雷達等發(fā)射天線，特別是高功率發(fā)射設(shè)備的干擾是飛機飛行過程中所必須面臨的重要問題，因此對飛機在執(zhí)行飛行任務(wù)過程中所遭受艦船上安裝發(fā)射天線影響的復(fù)雜電磁環(huán)境下的電磁輻射態(tài)勢的感知與預(yù)測顯得尤為重要。

然而，目前的技術(shù)存在以下問題：(1)面臨整個飛行過程中的輻射態(tài)勢感知模型難以準確建立；(2)常用的分析方法難以分析大量發(fā)射天線和接收天線的應(yīng)用場景；(3)無法考慮收、發(fā)天線極化對電磁輻射態(tài)勢感知結(jié)果的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)雜電磁環(huán)境下電磁輻射態(tài)勢感知預(yù)測方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種復(fù)雜電磁環(huán)境下電磁輻射態(tài)勢感知預(yù)測方法，包括以下步驟：

S1.給定態(tài)勢感知預(yù)測場景：多個編隊飛行的飛機在固定空域執(zhí)行飛行任務(wù)，受到來自海面的多個艦船上裝載天線發(fā)射信號的干擾，需要對每個飛機的感知功率進行預(yù)測，作為飛機的態(tài)勢感知預(yù)測結(jié)果；

S2.設(shè)置編隊飛行時每個飛機的經(jīng)度、緯度、飛行高度和俯仰角，并建立每個飛機的局部坐標系，確定飛機經(jīng)度、緯度在局部坐標系中坐標的映射關(guān)系；

S3.設(shè)置每個飛機上接收天線相對于飛機的位置和方向，同時設(shè)置每個艦船上發(fā)射天線相對于艦船的位置和方向；

S4.從天線的遠場方向圖中提取出天線遠場增益數(shù)據(jù)；

S5.根據(jù)飛機編隊飛行時的路徑規(guī)劃，生成每個時刻i的飛機位置和方向；

S6.生成態(tài)勢感知預(yù)測場景區(qū)域網(wǎng)格頂點上的場強分布，其中海拔高度H₀上的平面網(wǎng)格剖分采用矩形結(jié)構(gòu)網(wǎng)格或三角形網(wǎng)格；

S7.計算每個艦船上的發(fā)射天線對計算區(qū)域內(nèi)每個接收位置的空間損耗L；

S8.生成在仿真時刻上的每個艦船的位置和方向，并刷新計算區(qū)域內(nèi)的各個網(wǎng)格頂點上的電場分布，通過矢量分析得到每個艦船i在各個網(wǎng)格頂點j上的發(fā)射天線增益，并對區(qū)域內(nèi)的場分布隨仿真時刻的推進進行動態(tài)顯示；

S9.計算每個艦船Ti在指向飛機的接收位置Rk方向上的發(fā)射天線增益以及計算每個飛機Rk在指向每個艦船的發(fā)射位置Ti方向上的接收天線增益

S10.計算每個飛機Rk收到的艦船Ti的接收功率疊加每個飛機上的接收功率得到每個飛機的感知功率

一種復(fù)雜電磁環(huán)境下電磁輻射態(tài)勢感知預(yù)測系統(tǒng)，包括初始化子系統(tǒng)、環(huán)境生成子系統(tǒng)和態(tài)勢感知與預(yù)測子系統(tǒng)；

所述初始化子系統(tǒng)包括：

場景加載與初始化模塊，用于設(shè)置編隊飛行時每個飛機的經(jīng)度、緯度、飛行高度和俯仰角；

坐標與矢量變換模塊，用于建立每個飛機的局部坐標系，確定飛機經(jīng)度、緯度在局部坐標系中坐標的映射關(guān)系；