復雜電磁環(huán)境下末敏彈系統(tǒng)傳感器數據融合

　　摘要：末敏彈是一種重要的炮兵精確打擊彈藥，未來戰(zhàn)場的復雜電磁環(huán)境將對末敏彈作戰(zhàn)運用產生較大影響。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證據理論的信息融合方法，并進行了仿真分析，結果表明該方法對提高復雜電磁環(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，它運用了紅外和毫米波探測技術、信號微處理技術等其他領域內的高新技術。未來戰(zhàn)場的復雜電磁環(huán)境將對末敏彈作戰(zhàn)運用產生重大影響，如何提高復雜電磁環(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，很多其他領域中的方法被引入到傳感器研究中，如模糊數學理論、多傳感器數據融合等理論和技術在傳感器研究中有了許多應用，它們的引入大大提高了傳感器獲取目標信息的能力。

　　毫米波傳感器

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

　　毫米波輻射計探測結構原理

　　毫米波輻射計探測結構原理如圖1所示。在末敏彈毫米波輻射計探測系統(tǒng)中，輻射計不發(fā)射信號，只能被動地接收地面物體發(fā)射的輻射電磁波。從廣義上講，任何一個物體都能看作一個輻射源，在一定溫度下都會發(fā)射電磁波和被別的物體所發(fā)射的電磁波照射。因此，對于各種目標，輻射的電磁波均來自兩方面：即目標自身的熱輻射以及此目標反射其他輻射源的輻射。毫米波輻射計主要用于測量天線所接收的輻射功率?！　?/p>

 

　　毫米波輻射計輸出信號的數學模型

　　毫米波輻射計常采用全功率輻射計，假設整個波束正好覆蓋目標，晴天且天空無云彩，忽略大氣衰減，此時地面和金屬目標的對比度 可達到幾十至幾百 ，因此可檢測到地面金屬目標。被動式輻射計天線溫度相當于天線上的信號功率，它主要含有目標的方位信息以及一定的距離信息，可以根據信號的振幅特性、持續(xù)時間、上升時間、頻率容量等關鍵因素，獲得目標的方向、尺寸、幾何中心等信息。下面采用天線方向圖計算天線溫度，從而導出輻射計輸出信號的數學模型。