復(fù)雜電磁環(huán)境下末敏彈系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)融合

　　摘要：末敏彈是一種重要的炮兵精確打擊彈藥，未來戰(zhàn)場(chǎng)的復(fù)雜電磁環(huán)境將對(duì)末敏彈作戰(zhàn)運(yùn)用產(chǎn)生較大影響。本文首先介紹了毫米波傳感器和紅外傳感器，然后提出了一種基于D-S證據(jù)理論的信息融合方法，并進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明該方法對(duì)提高復(fù)雜電磁環(huán)境下末敏彈系統(tǒng)的可靠性是有效可行的。

　　末敏彈是我軍炮兵新裝備的精確打擊彈藥，它運(yùn)用了紅外和毫米波探測(cè)技術(shù)、信號(hào)微處理技術(shù)等其他領(lǐng)域內(nèi)的高新技術(shù)。未來戰(zhàn)場(chǎng)的復(fù)雜電磁環(huán)境將對(duì)末敏彈作戰(zhàn)運(yùn)用產(chǎn)生重大影響，如何提高復(fù)雜電磁環(huán)境下末敏彈系統(tǒng)的可靠性將是炮兵面臨的重大問題。

　　近年來，很多其他領(lǐng)域中的方法被引入到傳感器研究中，如模糊數(shù)學(xué)理論、多傳感器數(shù)據(jù)融合等理論和技術(shù)在傳感器研究中有了許多應(yīng)用，它們的引入大大提高了傳感器獲取目標(biāo)信息的能力。

　　毫米波傳感器

　　末敏彈探測(cè)目標(biāo)所用的敏感器主要是毫米波敏感器。毫米波與紅外、激光相比有如下特點(diǎn)：(1)受煙塵和氣象的影響較小;(2)區(qū)分周圍環(huán)境與金屬目標(biāo)的能力較強(qiáng)。毫米波與微波相比有如下特點(diǎn)：(1)抗干擾能力強(qiáng);(2)有穿透等離子體的能力;(3)精度較高;(4)低仰角探測(cè)性能好;(5)重量輕、體積小;(6)受大氣的衰減和雨的影響較小。

　　毫米波輻射計(jì)探測(cè)結(jié)構(gòu)原理

　　毫米波輻射計(jì)探測(cè)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。在末敏彈毫米波輻射計(jì)探測(cè)系統(tǒng)中，輻射計(jì)不發(fā)射信號(hào)，只能被動(dòng)地接收地面物體發(fā)射的輻射電磁波。從廣義上講，任何一個(gè)物體都能看作一個(gè)輻射源，在一定溫度下都會(huì)發(fā)射電磁波和被別的物體所發(fā)射的電磁波照射。因此，對(duì)于各種目標(biāo)，輻射的電磁波均來自兩方面：即目標(biāo)自身的熱輻射以及此目標(biāo)反射其他輻射源的輻射。毫米波輻射計(jì)主要用于測(cè)量天線所接收的輻射功率。　　

 

　　毫米波輻射計(jì)輸出信號(hào)的數(shù)學(xué)模型

　　毫米波輻射計(jì)常采用全功率輻射計(jì)，假設(shè)整個(gè)波束正好覆蓋目標(biāo)，晴天且天空無云彩，忽略大氣衰減，此時(shí)地面和金屬目標(biāo)的對(duì)比度 可達(dá)到幾十至幾百 ，因此可檢測(cè)到地面金屬目標(biāo)。被動(dòng)式輻射計(jì)天線溫度相當(dāng)于天線上的信號(hào)功率，它主要含有目標(biāo)的方位信息以及一定的距離信息，可以根據(jù)信號(hào)的振幅特性、持續(xù)時(shí)間、上升時(shí)間、頻率容量等關(guān)鍵因素，獲得目標(biāo)的方向、尺寸、幾何中心等信息。下面采用天線方向圖計(jì)算天線溫度，從而導(dǎo)出輻射計(jì)輸出信號(hào)的數(shù)學(xué)模型。