雷達電子戰(zhàn)建模與仿真技術在相關武器裝備論證、設計、研發(fā)、定型、試驗、訓練等階段發(fā)揮著不可替 代的作用。雷達及其對抗裝備技術的發(fā)展,以及大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生、智能建模、虛實一體等建模仿真新 途徑的出現(xiàn),給雷達電子戰(zhàn)仿真應用注入了新的活力。本書闡述作者團隊20多年從事雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)仿 真與評估研究的成果、實例以及體會。全書共10章,第1章介紹建模仿真的基本概念,第2~10章分別對 建模仿真體系架構、雷達系統(tǒng)功能級建模、雷達系統(tǒng)信號級建模、雷達目標與環(huán)境特性建模、雷達偵察與干 擾系統(tǒng)建模、組網雷達對抗建模、雷達對抗分布式仿真、雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)仿真模型校驗、雷達電子戰(zhàn)效果效 能評估等方面的理論與技術進行詳細的介紹,并給出翔實的應用實例。 本書可作為高等院校電子工程類專業(yè)的研究生教材,也可供雷達、電子對抗、仿真研究與設計等領域 的科技工作者參考借鑒。
（1）專業(yè)基礎深厚。雷達探測、組網融合、偵察干擾、目標特性、電磁環(huán)境等核心模型，均有相應領域強大的研究力量和成果作為支撐。
（2）工程實踐性強。模型原理清楚、內涵清晰，實現(xiàn)步驟明確、邏輯嚴密，大部分內容配合實例講解。
（3）適合作為教材。系統(tǒng)闡述雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模、仿真與評估的基本理論和方法技術，深入淺出，便于讀者學習、理解、掌握。
雷達電子戰(zhàn)是信息化戰(zhàn)爭中不可或缺的重要組成部分。兵馬未動，雷達電子戰(zhàn)先行，并貫穿始終，成為戰(zhàn)爭雙方爭奪的焦點。通過建模仿真方法開展雷達電子戰(zhàn)裝備性能評估，一直是一種經濟高效的手段，其在防空反導、精確打擊、遙感偵察等領域被廣泛應用。此外，建模仿真技術在雷達電子戰(zhàn)裝備發(fā)展論證、型號研制、鑒定定型、訓練使用、作戰(zhàn)應用、裝備采辦等全過程都具有不可替代的作用。
近年來，元宇宙、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)分析等相關技術發(fā)展迅速，而其中最關鍵、最根本的是模型，模型的準確性決定了系統(tǒng)的有效性和真實性。美國率先開展數(shù)字化工程項目，組建數(shù)字基礎設施聯(lián)盟，并于2022年發(fā)布《提升博弈、演練、建模與仿真報告》《8315.05指南： 彈道導彈防御系統(tǒng)建模仿真校核、驗證與確認》等重量級報告，著重提升雷達電子戰(zhàn)領域的建模仿真能力。英國、澳大利亞以及北約等也在積極布局相關領域的研究。我國也長期致力于雷達電子戰(zhàn)建模仿真，并開展了模型體系建設工程，形成了一系列仿真模型，并逐步開展基于LVC（LiveVirtualConstructive，真實虛擬構造）的仿真應用。
本書基于作者團隊在雷達電子戰(zhàn)建模仿真領域長期的研究積累，結合技術和應用發(fā)展，總結了相關研究的新成果。從建模仿真基本原理、體系架構、典型雷達及其面臨的環(huán)境建模、模型校驗、效能評估等全要素，系統(tǒng)地介紹所做的工作，并給出翔實的應用實例，以期領域內的讀者能夠快速建立仿真系統(tǒng)，開展仿真應用的研究工作。
本書共10章，第1章介紹電子信息系統(tǒng)建模仿真的基本概念，包括仿真方法及模型校驗等； 第2章介紹電子信息系統(tǒng)建模仿真體系架構，包括體系架構內涵、仿真體系架構設計、體系架構描述以及典型仿真體系架構分析； 第3章介紹雷達系統(tǒng)功能級建模與仿真方法，包括雷達天線方向圖、接收機、回波特性與建模、目標檢測與參數(shù)測量、抗干擾等，并給出仿真實例； 第4章介紹雷達系統(tǒng)信號級建模與仿真方法，包括雷達系統(tǒng)信號產生、接收處理、信號處理、數(shù)據(jù)處理、資源調度等全過程，并分別給出仿真實例； 第5章介紹雷達目標與環(huán)境特性建模方法，包括目標運動特性、寬窄帶電磁散射特性、大氣傳輸路徑與衰減、地海雜波等； 第6章介紹雷達偵察與干擾系統(tǒng)建模方法，包括偵察系統(tǒng)基本原理及其功能級與信號級仿真方法，干擾系統(tǒng)基本原理及其功能級與信號級仿真方法； 第7章介紹組網雷達對抗建模與仿真方法，包括分布式組網、集中式組網、雙/多基地組網等建模仿真，并給出仿真實例； 第8章介紹雷達對抗分布式仿真技術，包括分布式仿真的概念、特點及發(fā)展歷史，高層體系架構，以及基于HLA的雷達對抗分布式仿真系統(tǒng)設計； 第9章介紹雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)仿真模型校驗方法，包括建模與仿真校核、驗證及確認基本概念，并以相控陣雷達仿真為例，介紹各個環(huán)節(jié)和指標的校驗過程； 第10章介紹雷達電子戰(zhàn)效果效能評估模型，包括評估準則、評估指標體系等，并以相控陣雷達為例給出各個階段的評估指標體系。
本書由國防科技大學肖順平主編和統(tǒng)籌，是團隊長期理論研究和工程實踐的經驗總結。其中，第1章由肖順平、馮德軍編寫，第2章由肖順平、艾小鋒編寫，第3章由吳其華編寫，第4章由劉曉斌編寫，第5章由馮德軍編寫，第6章由顧趙宇編寫，第7章由艾小鋒編寫，第8章由肖順平、趙鋒編寫，第9章由潘小義編寫，第10章由趙鋒編寫。
本書的出版受到國家自然科學基金（No.62071475，No.61890540，No.61890541，No.61890542）資助，在此表示感謝。編寫過程中，國防科技大學徐振海教授、李永禎研究員，航天科技集團一院十四所劉佳琪研究員，從篇章結構到具體技術內容提出了寶貴的意見和建議，徐志明、王俊杰等人也給予了幫助。在此一并表示衷心的感謝！向本書參考文獻的有關作者致以崇高的敬意。
本書可作為高等院校電子信息類專業(yè)的研究生教材，也可供雷達、電子對抗、仿真研究與設計等領域的科技工作者參考借鑒。由于雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)相關技術快速發(fā)展，建模仿真新理論、新技術日新月異，加之作者技術水平有限，書中難免存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
作者2023年8月
肖順平，國防科技大學教授、博士生導師。曾任學院副總工程師、綜合電子信息系統(tǒng)研究所所長、CEMEE國家重點實驗室首任主任、國家863專家組專家，現(xiàn)為湖南先進技術研究院總工程師、XX仿真技術專業(yè)組專家、XX人工智能裝備應用專業(yè)組專家。長期從事雷達信號處理與目標識別、電子對抗等領域的教學與科研工作。主持和承擔國家自然科學基金（面上、重點、重大）、軍口973、軍口863、試驗裝備、型號裝備等項目50余項，在雷達極化信息處理、雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)仿真等方向取得一系列創(chuàng)新成果。獲國家科技進步獎二等獎2項，國家級教學成果二等獎（研究生類）1項，軍隊科技進步獎一等獎6項、二等獎5項，湖南省技術發(fā)明一等獎1項，軍隊級教學成果一等獎1項，湖南省首屆優(yōu)秀研究生導師獎，軍隊育才銀獎，享受政府特殊津貼。發(fā)表學術論文百余篇，合作出版學術專著、教材10多部。
趙鋒，國防科技大學教授、博士生導師。長期從事電子對抗仿真與評估等領域的教學和科研工作，講授雷達原理軍事電子裝備仿真試驗與評估電子系統(tǒng)建模、仿真與評估等課程。近5年發(fā)表SCI源刊論文20余篇。主持國家自然科學基金重大項目、國防973項目、武器裝備預研項目等項目20余項。獲國家級教學成果二等獎（研究生類）1項、軍隊級教學成果一等獎1項、湖南省技術發(fā)明一等獎1項、軍隊科技進步獎二等獎2項。
艾小鋒，國防科技大學副研究員、碩士生導師。長期從事雷達電子戰(zhàn)仿真與評估等方面的教學和科研工作，講授電子信息裝備試驗與評估電子系統(tǒng)建模、仿真與評估等課程。近5年發(fā)表SCI源刊論文10余篇，主持國家自然科學基金、H863等項目5項。獲國家級教學成果二等獎1項，省部級教學成果一等獎、科技進步獎一等獎、技術發(fā)明一等獎各1項。出版專著3部、教材1部。
第1章緒論
1．1概述
1．2基本概念
1．2．1系統(tǒng)
1．2．2模型
1．2．3仿真
1．2．4評估
1．3電子信息系統(tǒng)仿真方法
1．3．1概述
1．3．2數(shù)學仿真
1．3．3半實物仿真
1．3．4功能級仿真
1．3．5信號級仿真
1．4電子信息系統(tǒng)仿真模型及其校驗
1．4．1仿真模型的建立
1．4．2模型的校驗
思考題
第2章電子信息系統(tǒng)建模仿真體系架構
2．1體系架構的基本概念
2．2體系架構的內涵
2．3電子信息系統(tǒng)仿真體系架構設計
2．3．1設計目標
2．3．2設計步驟
2．4基于UML的電子信息系統(tǒng)仿真體系架構描述方法
2．4．1統(tǒng)一建模語言
2．4．2應用UML描述電子信息系統(tǒng)仿真體系架構
2．5典型仿真體系架構分析
2．5．1分布交互仿真
2．5．2高層體系架構
2．5．3試驗與訓練使能體系架構
2．5．4公共訓練儀器體系架構
2．5．5LVC體系架構
2．5．6仿真體系架構比較
思考題
第3章雷達系統(tǒng)功能級建模與仿真
3．1回波特性建模與仿真
3．1．1雷達回波信號功率模型
3．1．2干擾信號回波功率模型
3．1．3雷達系統(tǒng)綜合損耗模型
3．1．4大氣傳輸損耗模型
3．2天線方向圖特性建模與仿真
3．2．1兩坐標扇狀波形方向圖
3．2．2三坐標針狀波束方向圖
3．2．3相控陣天線方向圖模型
3．3接收機特性建模與仿真
3．4目標檢測特性與仿真
3．5參數(shù)測量特性建模與仿真
3．6抗干擾特性建模與仿真
3．6．1旁瓣對消模型
3．6．2脈沖壓縮模型
3．6．3頻率捷變模型
3．6．4脈沖累積模型
3．6．5低副瓣天線模型
3．6．6動目標顯示模型
3．6．7動目標檢測模型
3．6．8旁瓣匿影模型
3．6．9前沿跟蹤模型
3．6．10無源跟蹤模型
3．7雷達功能級仿真系統(tǒng)實例
思考題
第4章雷達系統(tǒng)信號級建模與仿真
4．1天線建模與仿真
4．1．1線陣天線的基本特性
4．1．2平面相控陣天線的基本特性
4．1．3平面相控陣天線的建模仿真
4．2信號產生建模與仿真
4．3接收機處理建模與仿真
4．3．1接收機噪聲模型
4．3．2靈敏度時間控制模型
4．3．3自動增益控制模型
4．4信號處理建模與仿真
4．4．1匹配濾波與脈沖壓縮處理
4．4．2動目標顯示
4．4．3動目標檢測
4．4．4非相干累積
4．4．5CFAR處理
4．4．6測距處理
4．4．7目標角度的自動測量
4．4．8雷達信號處理實例
4．5數(shù)據(jù)處理建模與仿真
4．5．1相控陣數(shù)據(jù)處理主要工作模式及處理流程
4．5．2相控陣雷達航跡管理
4．5．3相控陣雷達航跡關聯(lián)算法
4．5．4相控陣雷達目標跟蹤算法
4．5．5相控陣雷達數(shù)據(jù)處理仿真實例
4．6資源調度建模與仿真
4．6．1相控陣雷達調度的分類
4．6．2影響調度策略的主要因素
4．6．3多模板和部分模板調度模型
4．6．4基于嘗試求解法的靜態(tài)自適應調度模型
思考題
第5章雷達目標與環(huán)境特性建模
5．1概述
5．2自由空間目標運動特性建模
5．2．1自由空間目標運動基本方程
5．2．2自由空間目標運動參數(shù)解算
5．2．3自由空間目標運動特性實例
5．3雷達目標特性模型
5．3．1目標RCS模型
5．3．2極化特性模型
5．3．3目標角閃爍模型
5．3．4目標高分辨模型
5．3．5雷達目標特性仿真實例
5．4多徑傳輸特性建模
5．4．1多徑效應
5．4．2多徑效應對測角的影響
5．4．3多徑幾何關系求解
5．4．4多徑效應的回波模型
5．4．5多徑效應仿真實例
5．5大氣衰減特性建模
5．5．1對流層折射模型
5．5．2對流層吸收模型
5．5．3云
5．5．4雨、雪
5．5．5霧
5．6地海雜波特性建模
5．6．1概述
5．6．2海雜波
5．6．3地雜波
5．6．4地海雜波仿真實例
思考題
第6章雷達偵察與干擾系統(tǒng)建模
6．1雷達偵察系統(tǒng)簡介
6．2雷達偵察系統(tǒng)建模與仿真
6．2．1雷達偵察系統(tǒng)功能級建模與仿真
6．2．2雷達偵察系統(tǒng)信號級建模與仿真
6．3雷達干擾系統(tǒng)簡介
6．4雷達干擾系統(tǒng)建模與仿真
6．4．1有源遮蓋性干擾功能級仿真數(shù)學模型
6．4．2有源遮蓋性干擾信號級仿真數(shù)學模型
6．4．3有源欺騙性干擾信號級仿真數(shù)學模型
思考題
第7章組網雷達對抗建模與仿真
7．1概述
7．2組網雷達系統(tǒng)基本概念
7．2．1基本概念
7．2．2雷達組網的幾種模式
7．2．3雷達組網的典型實例
7．3分布式組網雷達建模與仿真
7．3．1分布式組網雷達的基本原理
7．3．2分布式組網雷達的關鍵模型
7．3．3分布式組網雷達仿真實例
7．4集中式組網雷達建模與仿真
7．4．1集中式組網雷達的基本原理
7．4．2集中式組網雷達關鍵模型
7．4．3集中式組網雷達仿真實例
7．5雙/多基地雷達的基本原理
7．5．1雙/多基地雷達的基本原理
7．5．2雙/多基地雷達關鍵模型
7．5．3雙/多基地雷達仿真實例
思考題
第8章雷達對抗分布式仿真技術
8．1分布交互仿真的概念及特點
8．2分布交互仿真的發(fā)展歷史
8．3高層體系架構
8．3．1HLA術語
8．3．2HLA的基本思想和基本架構
8．3．3HLA組成
8．3．4運行支撐環(huán)境
8．4基于HLA的雷達對抗分布式仿真系統(tǒng)設計
8．4．1仿真場景
8．4．2雷達對抗分布式仿真系統(tǒng)框架設計
8．4．3仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互設計
8．4．4仿真系統(tǒng)時間管理設計
8．4．5仿真系統(tǒng)的同步設計
思考題
第9章雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)仿真模型校驗
9．1VV&A技術基本概念及方法
9．1．1基本概念
9．1．2一般方法
9．2仿真系統(tǒng)VV&A過程
9．2．1發(fā)展歷程
9．2．2仿真系統(tǒng)的VV&A過程模型與優(yōu)化
9．2．3仿真系統(tǒng)校核與驗證方法和VV&A的自動化
9．3相控陣雷達系統(tǒng)的模型校驗
9．3．1相控陣雷達系統(tǒng)校模概述
9．3．2相控陣雷達系統(tǒng)模型校驗的主要方法
9．3．3相控陣雷達仿真系統(tǒng)內部模型的校驗
9．3．4相控陣雷達系統(tǒng)的威力校模
9．3．5相控陣雷達仿真系統(tǒng)的精度校模
9．3．6電子干擾條件下相控陣雷達仿真系統(tǒng)的模型校驗
思考題
第10章雷達電子戰(zhàn)效果效能評估模型
10．1概述
10．2雷達電子戰(zhàn)效果評估模型
10．2．1雷達干擾/抗干擾效果基本評估準則
10．2．2遮蓋性干擾效果評估指標模型
10．2．3欺騙性干擾效果評估指標模型
10．3雷達電子戰(zhàn)效能評估模型
10．3．1系統(tǒng)效能的概念
10．3．2系統(tǒng)效能的架構
10．3．3系統(tǒng)效能的量度準則
10．3．4系統(tǒng)效能的數(shù)學模型
10．3．5雷達干擾對地空導彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能模型
10．3．6雷達干擾綜合效能
10．4相控陣雷達電子戰(zhàn)效果評估指標體系
10．4．1搜索階段評估指標
10．4．2截獲階段評估指標
10．4．3跟蹤階段評估指標
10．4．4失蹤與再截獲評估指標
10.4.5多假目標干擾評估指標
思考題
參考文獻
書單推薦
