关于飞机雷达探测飞鸟的RCS建模仿真

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1、第33卷第5期计算机仿真2016年5月文章编号：1006-9348(2016)05-0120-05关于飞机雷达探测飞鸟的RCS建模仿真刘凯越，张晨新，刘刚，庄亚强(空军工程大学防空反导学院，陕西西安710051)摘要：在飞机雷达识别鸟群优化的研究中，为了准确探测鸟群目标，采用RCS方法使雷达准确识别鸟群目标并防止飞机撞鸟事故发生。为得到更真实的鸟群RCS，提出了一种新的鸟群建模仿真方法，建模中加入了鸟群飞行时的姿态和位置随机扰动，在已知单鸟散射电场数据的基础上，叠加随机扰动的影响，计算存在随机扰动的鸟群全空域RCS。仿真结果显示：加入随机扰动后鸟群RCS存在更明显的振荡；RCS在鸟群前方和

2、后方较小，在腹部、背部和鸟群侧方较大。仿真结果验证了上述建模仿真方法的准确性和可靠性，为进一步研究鸟群RCS提供了有益的参考。关t词：雷达散射截面；鸟群；随机扰动中圈分类号：TN955文献标识码：BModelingandSimulationaboutRCSofAircraftRadarDetectingBirdLIUKai-yue，ZHANGChen-xin，LIUGang，ZHUANGYa—qiang(AirandMissileDefenseCollege，AirForceEngineeringUniversity，Xi’anShanxi710051，China)ABSTRACT：Byc

3、alculatingbirdformation’SRCS，radarCanidentifybirdformationaccurately80aStopreventbird—strikeaccidentsfromhappening．InordertogetmorerealisticbirdformationRCS，anewbirdformationmodelingmethodisproposed，whichtakesthebird’Slocationandattituderandomnessintoconsideration．BasedonthesirIglebirdscatteringfi

4、eld，consideringtheinfluenceofrandomdisturbances，theRCSofbirdformationiscalculated，andtheRCSdistributioncharacterisanalyzed．TheresultshowsthattheRCSconsideringrandomdistributionhasmoreobviousoscillation，RCSinthedirectionofheadandtailislow，andRCSinthedirectionofabdomen，backandsideishilsh．Theresultve

5、ri矗esthemodel’SreliabilityandCallprovidereferencetodeeperresearchofbirdformationRCS．KEYWORDS：Radarcro$ssection(RCS)；Birdformation；Randomdisturbance1引言近几十年来，飞机与飞鸟撞击事件频发，严重威胁飞行安全，雷达探测鸟群以防范鸟击事故的发生已成为雷达探测领域的重要研究方向之一⋯。为使雷达能够准确检测并识别鸟群目标，进行鸟群目标建模，计算鸟群RCS(RadarCrossSection)成为解决问题的关键。目前国内外在鸟群建模与RCS计算方面的参考文

6、献较少，许多专家学者对飞行器等目标仿真建模和电磁散射特性进行研究呤。o；陈唯实等人基于机场雷达数据进行了鸟群检测和识别的研究m．81；AntonucciJ．一1根据大量实验数据得出单鸟RCS近似统计模型；王明琨等人¨训以自然界中常见的迁徙鸟类作为研究对象，计算了单只鸟的RCS和鸟群编队固定的RCS，但没有考虑鸟群飞行过程中随机扰动因素的影响。然而实际飞行中，鸟群的姿态和位置等因素是变化的。收稿13期：2015—09—08修回日期：2015—10—09·--——120---——针对这一问题，本文提出了一种新的计算鸟群RCS的建模仿真方法，考虑了鸟飞行时的姿态随机扰动和位置随机扰动，求出存在扰

7、动的情况下鸟群的RCS，并验证了该RCS计算方法的准确性和可靠性，最后仿真求出了“人”字形大天鹅鸟群的RCS。2鸟群模型建立2．1飞机雷达探测飞鸟原理飞机雷达主要用于实施空中警戒侦察，保障准确航行和飞行安全。通过将目标散射的电磁波接收处理并与已有的目标回波数据进行匹配，实现对目标的识别。RCS是雷达探测识别目标所需要的重要物理量，它的大小反映了目标散射电磁波能力的强弱。求出鸟群RCS对探测识别鸟群目标具有重要作用。已知远