一種基于波形設(shè)計(jì)的主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同抗干擾方法
【專利摘要】該發(fā)明一種基于波形設(shè)計(jì)的主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同抗干擾方法，屬于雷達(dá)抗干擾【技術(shù)領(lǐng)域】，它特別涉及了雷達(dá)波形設(shè)計(jì)技術(shù)。該發(fā)明采用主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同工作模式，利用被動(dòng)雷達(dá)實(shí)時(shí)偵測的回波信息，對干擾進(jìn)行檢測和識別，并估計(jì)干擾的相關(guān)參數(shù)，主動(dòng)雷達(dá)利用被動(dòng)雷達(dá)提供的干擾信息，設(shè)計(jì)最優(yōu)的發(fā)射波形，并對回波信息進(jìn)行處理，從而具有計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性高、提高雷達(dá)在復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下的抗干擾能力的效果。
【專利說明】一種基于波形設(shè)計(jì)的主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同抗干擾方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)抗干擾【技術(shù)領(lǐng)域】，它特別涉及了雷達(dá)波形設(shè)計(jì)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代雷達(dá)工作在復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境中，必須具備有效的抗干擾能力才能在戰(zhàn)場 上生存。隨著雷達(dá)干擾技術(shù)的發(fā)展，特別是基于數(shù)字射頻存儲器（DRFM)的有源欺騙干擾技 術(shù)的出現(xiàn)，對雷達(dá)目標(biāo)探測的準(zhǔn)確性以及目標(biāo)跟蹤的穩(wěn)定性帶來極大地挑戰(zhàn)，雷達(dá)抗干擾 技術(shù)面臨著越來越大的困難。雷達(dá)有源欺騙干擾樣式繁多，且能以較低的干信比增益獲得 較大的干擾效果，使雷達(dá)難以正確地檢測和跟蹤真實(shí)目標(biāo)，嚴(yán)重降低雷達(dá)的探測和跟蹤性 能。
[0003] 傳統(tǒng)雷達(dá)由于采用固定發(fā)射波形，極易被干擾機(jī)截獲并復(fù)制，故很容易受到干擾， 影響真實(shí)目標(biāo)的檢測。波形設(shè)計(jì)是雷達(dá)抗干擾的有效措施之一，近年來，有學(xué)者利用主動(dòng)雷 達(dá)可變換發(fā)射波形的優(yōu)勢，通過波形設(shè)計(jì)方法對抗欺騙干擾。但這些研究都是針對單部雷 達(dá)的，而單部雷達(dá)作用距離較小，且單部雷達(dá)獲取干擾和目標(biāo)參數(shù)的實(shí)時(shí)性較差，故在快速 變化的復(fù)雜電磁干擾環(huán)境中的抗干擾能力有限。李世忠等提出了一種用異地配置的主被動(dòng) 雷達(dá)網(wǎng)抑制欺騙式假目標(biāo)干擾的方法，該方法根據(jù)主動(dòng)雷達(dá)獲取目標(biāo)距離、方位角和俯仰 角的量測信息，以及被動(dòng)雷達(dá)獲取目標(biāo)方位角和俯仰角的量測信息，通過點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)方法鑒 別并剔除假目標(biāo)干擾，可提高主被動(dòng)雷達(dá)在假目標(biāo)干擾下的探測跟蹤性能，見[李世忠，王 國宏，徐海全等。異地配置的主/被動(dòng)雷達(dá)抗多假目標(biāo)干擾?；鹆εc指揮控制，2013, 38 (5): 10-13]。但該方法是在數(shù)據(jù)處理層面對干擾進(jìn)行處理，增加了雷達(dá)的資源消耗，且對假目標(biāo) 的誤鑒概率較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對【背景技術(shù)】存在的缺陷，本發(fā)明采用主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同工作模式，利用被動(dòng)雷達(dá) 實(shí)時(shí)偵測的回波信息，對干擾進(jìn)行檢測和識別，并估計(jì)干擾的相關(guān)參數(shù)，主動(dòng)雷達(dá)利用被動(dòng) 雷達(dá)提供的干擾信息，設(shè)計(jì)最優(yōu)的發(fā)射波形，并對回波信息進(jìn)行處理，從而達(dá)到計(jì)算量小、 實(shí)時(shí)性高、提高雷達(dá)在復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下的抗干擾能力。
[0005] 本發(fā)明提供了一種基于波形設(shè)計(jì)的主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同抗干擾方法，它包括以下步 驟：
[0006] 步驟1、被動(dòng)雷達(dá)干擾檢測
[0007] 主被動(dòng)雷達(dá)同時(shí)工作，主動(dòng)雷達(dá)不斷向外發(fā)射脈沖信號，且主被動(dòng)雷達(dá)均不斷接 收雷達(dá)回波信號并對回波信號進(jìn)行處理，被動(dòng)雷達(dá)對特定的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)偵測，在接收到 目標(biāo)反射的雷達(dá)回波后，采用二元假設(shè)檢測理論對干擾進(jìn)行檢測：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于波形設(shè)計(jì)的主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同抗干擾方法，該方法包括： 步驟1、被動(dòng)雷達(dá)干擾檢測 主被動(dòng)雷達(dá)同時(shí)工作，主動(dòng)雷達(dá)不斷向外發(fā)射脈沖信號，且主被動(dòng)雷達(dá)均不斷接收雷 達(dá)回波信號并對回波信號進(jìn)行處理，被動(dòng)雷達(dá)對特定的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)偵測，在接收到目標(biāo) 反射的雷達(dá)回波后，采用二元假設(shè)檢測理論對干擾進(jìn)行檢測：
其中，X(t)表示被動(dòng)雷達(dá)接收信號，n(t)表示加性高斯白噪聲，s(t)為真實(shí)目標(biāo)回波 信號，J(t)為干擾機(jī)截獲雷達(dá)信號后生成的干擾信號；％、H1分別表示干擾信號J(t)不存 在和存在兩種假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果； 在恒虛警條件下，被動(dòng)雷達(dá)對干擾檢測結(jié)果進(jìn)行判別，如果未檢測到干擾，主動(dòng)雷達(dá)在 下一時(shí)刻選擇發(fā)射常規(guī)脈沖信號；如果檢測到存在干擾，則跳轉(zhuǎn)步驟2對干擾進(jìn)行識別和 參數(shù)估計(jì)； 步驟2、被動(dòng)雷達(dá)干擾識別和參數(shù)估計(jì) 步驟2.1、干擾識別 主動(dòng)雷達(dá)發(fā)射的波形信息和主被動(dòng)雷達(dá)接收的雷達(dá)回波信息經(jīng)信息融合可表示成一 個(gè)K維函數(shù)5；=/(次歷系<9,…，/^)，其中A, (〇，0，"％fd是與目標(biāo)和干擾信號有關(guān)的參 數(shù)集，A為目標(biāo)和干擾構(gòu)成的幅度集，《為目標(biāo)和干擾構(gòu)成的頻率集，P為目標(biāo)和干擾構(gòu)成 的方位角集合，0為目標(biāo)和干擾構(gòu)成的俯仰角集合，fd為目標(biāo)和干擾構(gòu)成的多普勒集；對融 合后的信號進(jìn)行特征提取，即同時(shí)將信號進(jìn)行多種類型的非線性變換，經(jīng)變換后信號均可 表示為：\ ，其中Sq =f(R1,R2，…Rk)，k彡K，Rk表示信號Sq的第k類特征參數(shù)；對 每個(gè)變換后的信號特征參數(shù)采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的干擾類型分類算法對干擾進(jìn)行識別，其中 至少有一個(gè)能成功識別干擾類型； 步驟2.2、參數(shù)估計(jì) 對干擾進(jìn)行識別分類后，針對干擾類型，通過多通道估計(jì)法或極大似然法對其進(jìn)行相 應(yīng)的參數(shù)估計(jì)，其參數(shù)主要包括：干擾信號和目標(biāo)信號的幅度、多普勒和時(shí)延； 步驟3、根據(jù)步驟2中被動(dòng)雷達(dá)獲取的干擾類型和干擾參數(shù)，選擇合適的波形設(shè)計(jì)準(zhǔn) 貝U，構(gòu)造出相應(yīng)的代價(jià)函數(shù)，然后選擇最優(yōu)的波形設(shè)計(jì)算法計(jì)算使代價(jià)函數(shù)最優(yōu)的解集，利 用求得的最優(yōu)解集構(gòu)造出最優(yōu)的波形； 步驟4、主動(dòng)雷達(dá)發(fā)射步驟3得到的最優(yōu)波形脈沖信號，同時(shí)接收回波信號，并對回波 信號進(jìn)行匹配濾波處理和多普勒處理，然后進(jìn)行抗干擾評估，若評估效果好則對檢測結(jié)果 進(jìn)行輸出顯示，效果不好則采用數(shù)據(jù)處理抗干擾措施剔除干擾，并對檢測結(jié)果進(jìn)行輸出顯 /Jn〇
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于波形設(shè)計(jì)的主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同抗干擾方法，其特征在于 所述步驟2.1中對融合后的信號同時(shí)進(jìn)行傅里葉變換、分?jǐn)?shù)階傅里葉變換、短時(shí)傅里葉變 換和匹配轉(zhuǎn)換，然后對各自變換后信號進(jìn)行特征提取。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于波形設(shè)計(jì)的主被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同抗干擾方法，其特征在于 所述步驟3中選擇最大信噪比準(zhǔn)則或阻帶干擾能量最小準(zhǔn)則構(gòu)造相應(yīng)的代價(jià)函數(shù)，然后利 用共軛梯度算法或循環(huán)迭代算法計(jì)算出該代價(jià)函數(shù)的最優(yōu)解，再構(gòu)造出最優(yōu)波形。
【文檔編號】G01S7/36GK104267379SQ201410468299
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】崔國龍, 吳健, 郝凱利, 于立巖, 孔令講, 易偉, 楊曉波 申請人:電子科技大學(xué)