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复杂电磁环境下雷达组网优化方法研究与模拟系统设计

作　者: 张冰冰
导　师: 于洋
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 复杂电磁环境雷达组网优化算法粒子群算法模拟系统
分类号: TN974
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着传感器组网技术的发展,现代战争中雷达间的有效组网技术引起了世界各国的广泛关注。雷达组网系统不仅能够使得各雷达的自身特点得到极大的发挥,而且能够大幅度地提高系统的整体性能。但是当雷达本身及所测目标淹没在各种复杂的电磁干扰环境中时,雷达组网的效率被大大降低,因此如何在复杂的电磁干扰环境中使整个雷达组网系统的部署方案达到最优的问题亟待解决。本文首先从理论上系统地对雷达所处的复杂电磁环境进行分析,讨论了复杂电磁环境的构成,并进一步研究了复杂电磁环境中不同的干扰信号模型,包括射频干扰信号、调频干扰信号、调幅干扰信号、调相干扰信号和雷达回波干扰信号等,并对各种干扰信号进行数学建模,以此来构建复杂电磁环境的数学模型；其次,研究了常用的优化算法,包括蚁群算法、粒子群算法、遗传算法等,比较式地研究了各个算法的工作原理,总结了各算法的优缺点,针对雷达组网优化部署问题的特点,本文采用粒子群算法,建立了雷达组网优化部署的目标函数和适应度函数,得出了复杂电磁干扰环境中雷达部署的最优方案,使整个雷达组网系统覆盖面积最大且受电磁干扰程度最低；最后,运用VB.NET设计了软件模拟系统,该系统对复杂电磁环境进行了仿真,同时将各种优化算法应用在该系统的雷达组网寻优方案中。研究结果表明,该系统能仿真不同的复杂电磁环境,并能应用各种算法,得出在不同的复杂电磁环境下雷达组网的最优部署方案。本文研究的特点是,针对实战环境中的复杂电磁环境下雷达组网优化部署所面临的现实问题,构建了雷达组网优化部署模拟系统,该系统对实战环境中不同情况下的电磁环境进行建模,并运用多种优化算法来确定复杂电磁环境下雷达组网的优化部署方案,为实际战场上雷达组网系统的部署问题提供策略依据。研究结果表明,粒子群算法能够在各种复杂电磁环境下确定雷达组网的最优部署方案,并能有效地降低复杂电磁环境对雷达组网系统的影响程度,进而保证了整个雷达组网系统的通信效率。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-12
第1章绪论  12-19
  1.1 课题背景及意义  12-15
  1.2 雷达组网优化方法研究现状  15-17
    1.2.1 国内研究现状  15-16
    1.2.2 国外研究现状  16-17
  1.3 本文的主要内容及方法  17-19
第2章复杂电磁环境分析  19-33
  2.1 复杂电磁环境的构成  19-20
    2.1.1 复杂电磁环境的概念  19
    2.1.2 复杂电磁环境的构成  19-20
  2.2 复杂电磁环境的模型的建立  20-32
    2.2.1 射频干扰信号模型的建立  21-22
    2.2.2 调频干扰信号模型的建立  22-25
    2.2.3 调幅干扰信号模型的建立  25-28
    2.2.4 调相干扰信号模型的建立  28-30
    2.2.5 雷达回波信号模型的建立  30-32
  2.3 本章小结  32-33
第3章雷达组网优化算法研究  33-57
  3.1 优化方法分析  33
  3.2 基于种群的优化算法  33-47
    3.2.1 粒子群算法  34-37
    3.2.2 遗传算法  37-41
    3.2.3 蚁群算法  41-46
    3.2.4 优化算法的比较  46-47
  3.3 粒子群算法在雷达组网中的应用  47-56
    3.3.1 雷达组网的目标函数  47-48
    3.3.2 雷达组网的适应度函数  48-49
    3.3.3 仿真结果与分析  49-56
  3.4 本章小结  56-57
第4章模拟系统的设计与实验  57-77
  4.1 雷达组网模拟系统设计要求  57
  4.2 雷达组网模拟系统的构成  57-59
  4.3 雷达组网模拟系统开发与设计  59-68
    4.3.1 基于.NET Framework的系统窗体设计  59-60
    4.3.2 基于GDI+技术的多层图形界面设计  60-64
    4.3.3 基于SQL Server数据库设计  64-68
  4.4 复杂电磁环境下雷达组网优化部署方案的确定  68-74
  4.5 实验结果与分析  74-76
  4.6 本章小结  76-77
结论  77-79
参考文献  79-82
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  82-83
致谢  83

复杂电磁环境下雷达组网优化方法研究与模拟系统设计

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