运载火箭飞行试验复杂电磁环境建模与仿真技术研究

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随着航天运载器和空间飞行器技术、电子网络信息技术的快速发展,为适应信息化条件下发射和运行的需要,不断提高运载火箭对抗电磁干扰能力,本文针对运载火箭在复杂电磁环境影响下的抗干扰性能,以仿真形式模拟运载火箭飞行试验全过程,探析电磁干扰环境的构建手段,建立航天器所处的电磁环境模型和火箭飞行试验电磁环境仿真系统,考核运载火箭在时域、空域、频域、能域等多维工作空间的生存能力。首先,阐述了运载火箭飞行试验各阶段所面临的电磁态势,探析电磁干扰的不利影响,提出运载器抗干扰飞行试验方法,介绍了复杂电磁环境下装备试验的主要目的,提出了普通和扩频接收机的信号功率计算模型,给出了电磁环境试验体系结构,为后续电磁装备建模和场景仿真模拟奠定技术基础。针对运载火箭面临的电磁环境和飞行试验的工程应用实际需求,分析了多种回波信号模型,建立了雷达测控设备参数的数学模型与计算流程,解决了运载火箭飞行过程中无线电测控设备的参数化建模问题,将测控设备仿真过程加入到火箭飞行试验仿真全过程中,全面检测测控设备在复杂电磁环境下的工作能力,解决了测控设备在火箭飞行试验中抗电磁干扰能力的定量分析问题。调研与分析无线电干扰机的工作原理与模型,建立了欺骗式、密集假目标等不同干扰样式的信号模型,实现了运载火箭飞行复杂电磁环境的针对性构建,给出了干扰信号仿真流程,对压制干扰和欺骗干扰的电磁环境进行了详细的仿真分析。最后,采用模块化模型的拼接方法,完成了测控设备和干扰设备的综合仿真模拟系统构建,推演分析了运载火箭飞行试验过程中的电磁环境影响,通过使用STK与MATLAB的模型构建与研制,实现了复杂电磁干扰环境下运载火箭飞行试验的仿真分析,提高了电磁干扰环境对运载火箭影响规律的认知水平,为电磁干扰环境下运载火箭可靠稳定飞行试验提供依据。
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