复杂电磁环境下末敏弹系统传感器数据融合

　　摘要：末敏弹是一种重要的炮兵精确打击弹药，未来战场的复杂电磁环境将对末敏弹作战运用产生较大影响。本文首先介绍了毫米波传感器和红外传感器，然后提出了一种基于D-S证据理论的信息融合方法，并进行了仿真分析，结果表明该方法对提高复杂电磁环境下末敏弹系统的可靠性是有效可行的。

　　末敏弹是我军炮兵新装备的精确打击弹药，它运用了红外和毫米波探测技术、信号微处理技术等其他领域内的高新技术。未来战场的复杂电磁环境将对末敏弹作战运用产生重大影响，如何提高复杂电磁环境下末敏弹系统的可靠性将是炮兵面临的重大问题。

　　近年来，很多其他领域中的方法被引入到传感器研究中，如模糊数学理论、多传感器数据融合等理论和技术在传感器研究中有了许多应用，它们的引入大大提高了传感器获取目标信息的能力。

　　毫米波传感器

　　末敏弹探测目标所用的敏感器主要是毫米波敏感器。毫米波与红外、激光相比有如下特点：(1)受烟尘和气象的影响较小;(2)区分周围环境与金属目标的能力较强。毫米波与微波相比有如下特点：(1)抗干扰能力强;(2)有穿透等离子体的能力;(3)精度较高;(4)低仰角探测性能好;(5)重量轻、体积小;(6)受大气的衰减和雨的影响较小。

　　毫米波辐射计探测结构原理

　　毫米波辐射计探测结构原理如图1所示。在末敏弹毫米波辐射计探测系统中，辐射计不发射信号，只能被动地接收地面物体发射的辐射电磁波。从广义上讲，任何一个物体都能看作一个辐射源，在一定温度下都会发射电磁波和被别的物体所发射的电磁波照射。因此，对于各种目标，辐射的电磁波均来自两方面：即目标自身的热辐射以及此目标反射其他辐射源的辐射。毫米波辐射计主要用于测量天线所接收的辐射功率。　　

 

　　毫米波辐射计输出信号的数学模型

　　毫米波辐射计常采用全功率辐射计，假设整个波束正好覆盖目标，晴天且天空无云彩，忽略大气衰减，此时地面和金属目标的对比度 可达到几十至几百 ，因此可检测到地面金属目标。被动式辐射计天线温度相当于天线上的信号功率，它主要含有目标的方位信息以及一定的距离信息，可以根据信号的振幅特性、持续时间、上升时间、频率容量等关键因素，获得目标的方向、尺寸、几何中心等信息。下面采用天线方向图计算天线温度，从而导出辐射计输出信号的数学模型。