本發(fā)明屬于雷達(dá)抗干擾
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要涉及雷達(dá)對(duì)有源假目標(biāo)干擾的鑒別方法。
背景技術(shù)：
：有源假目標(biāo)干擾是一種重要的雷達(dá)欺騙干擾，通過(guò)模擬目標(biāo)特征并發(fā)射假目標(biāo)信號(hào)，使雷達(dá)出現(xiàn)虛假目標(biāo)以擾亂情報(bào)雷達(dá)對(duì)空情態(tài)勢(shì)的掌握，或破壞雷達(dá)目標(biāo)跟蹤以擾亂跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的跟蹤。先進(jìn)的有源假目標(biāo)干擾能夠做到與目標(biāo)回波信號(hào)在波形調(diào)制、重復(fù)周期、多普勒頻率、航跡以及RCS(RadarCrossSection，雷達(dá)散射截面積)起伏特性等方面幾乎完全一致，雷達(dá)難以利用時(shí)域、頻域、空域、調(diào)制域的特征差異來(lái)鑒別并剔除有源假目標(biāo)干擾。由于有源假目標(biāo)與雷達(dá)目標(biāo)在極化域普遍存在著物理差異，基于極化域特征差異鑒別有源假目標(biāo)干擾已成為一條重要的技術(shù)途徑。近年來(lái)，隨著干擾技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)各種變極化假目標(biāo)干擾，隨機(jī)捷變極化假目標(biāo)干擾就是其中十分重要的一種，其在PRI(PulseRepeatedInterval，脈沖重復(fù)周期)間或PRI內(nèi)的極化狀態(tài)隨機(jī)捷變而在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)極化狀態(tài)恒定。對(duì)于隨機(jī)捷變極化假目標(biāo)干擾，通常要求雷達(dá)具有同時(shí)發(fā)射多極化的能力，即雷達(dá)通過(guò)同時(shí)發(fā)射多個(gè)極化狀態(tài)的矢量信號(hào)，將雷達(dá)目標(biāo)回波在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)的極化多樣性與假目標(biāo)信號(hào)在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)的極化單一性進(jìn)行區(qū)分，實(shí)現(xiàn)假目標(biāo)的鑒別?，F(xiàn)有報(bào)道中對(duì)于隨機(jī)捷變極化假目標(biāo)干擾的鑒別方法，都是基于嚴(yán)格意義上的同時(shí)發(fā)射多極化體制，即雷達(dá)在兩個(gè)正交極化通道同時(shí)發(fā)射多個(gè)波形相互正交的信號(hào)，通過(guò)正交化接收處理實(shí)現(xiàn)對(duì)不同極化回波的隔離。這種體制在工程應(yīng)用中存在造價(jià)高、發(fā)射功率利用率低的問(wèn)題。本發(fā)明基于相位分集準(zhǔn)同時(shí)變極化體制，通過(guò)子脈沖間極化相位的捷變實(shí)現(xiàn)有限的發(fā)射變極化能力，既能夠?qū)崿F(xiàn)假目標(biāo)鑒別，又能夠以飽和功率發(fā)射而具有功率利用率高的特點(diǎn)?；谠擉w制的有源假目標(biāo)鑒別方法，還未見(jiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)隨機(jī)捷變極化假目標(biāo)，提出了一種基于相位分集準(zhǔn)同時(shí)變極化體制的假目標(biāo)鑒別方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于相位分集準(zhǔn)同時(shí)變極化體制的隨機(jī)捷變極化假目標(biāo)鑒別方法，其特征在于：(1)雷達(dá)采用正交雙極化天線，不失一般性，設(shè)為H(Horizontal，水平)極化、V(Vertical，垂直)極化，雷達(dá)的H極化通道、V極化通道同時(shí)發(fā)射、同時(shí)接收信號(hào)；(2)H極化通道、V極化通道發(fā)射信號(hào)均由M個(gè)緊密連接的子脈沖構(gòu)成，子脈沖的波形均為s(t)、寬度均為Δt，M為子脈沖個(gè)數(shù)，一般大于2；(3)H極化通道、V極化通道發(fā)射信號(hào)在每個(gè)子脈沖上的相對(duì)相位差為m為子脈沖序號(hào)，m＝1,…,M。綜上，H極化通道、V極化通道發(fā)射信號(hào)的合成矢量的表達(dá)式為：其中分別表示H極化和V極化發(fā)射矢量。本發(fā)明的信號(hào)處理過(guò)程包括以下五個(gè)步驟：第一步，信號(hào)同步接收。雷達(dá)接收的中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)同步采樣，得到兩個(gè)極化通道的復(fù)信號(hào)數(shù)據(jù)序列xH(n)、xV(n)，n＝1,…,N，N為一個(gè)脈沖周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。第二步，子脈沖匹配濾波。依據(jù)下式分別計(jì)算H極化通道、V極化通道匹配濾波輸出信號(hào)yH(n)、yV(n)：yH(n)=IFFT[FFT[xH(n)]·U(n)]yV(n)=IFFT[FFT[xV(n)]·U(n)]---(1)]]>上式中，F(xiàn)FT[]表示信號(hào)的傅里葉變換，IFFT[]表示信號(hào)的傅里葉反變換；U(n)是對(duì)子脈沖信號(hào)s(t)的基準(zhǔn)波形進(jìn)行N點(diǎn)傅里葉變換得到的頻譜。第三步，滑窗積累與檢測(cè)。對(duì)yH(n)、yV(n)進(jìn)行滑窗積累，得到信號(hào)z(n)的過(guò)程如下：z(n)=Σm=0M-1{|yH(n+m·ΔN)|+|yV,m(n+m·ΔN)|},n=1,...,N-ΔN·(M-1)]]>其中，ΔN為子脈沖對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)數(shù)。對(duì)信號(hào)z(n)進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，由CFAR(Constantfalsealarmrate，恒虛警檢測(cè))完成，具體采用CA-CFAR(Cellaveraging-Constantfalsealarmrate，簡(jiǎn)稱單元平均恒虛警檢測(cè))。設(shè)對(duì)z(n)中所有點(diǎn)進(jìn)行CA-CFAR處理后，共得到K個(gè)目標(biāo)，第k個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的位置為Tk，k＝1,…,K第四步，極化特征提取。利用下式計(jì)算第k個(gè)目標(biāo)第m個(gè)子脈沖回波的極化比ρm(Tk)：ρm(Tk)=yV(Tk+(m-1)*ΔN)yH(Tk+(m-1)*ΔN),Rm(Tk)=real[ρm(Tk)],Im(Tk)=imag[ρm(Tk)],k=1,...,K,m=1,...,M---(2)]]>其中，real[·]為取實(shí)部，imag[·]為取虛部。對(duì)第k個(gè)目標(biāo)，計(jì)算均值R‾k=Σm=1MRm(Tk),I‾k=Σm=1MIm(Tk),m=1,...,M]]>利用下式計(jì)算第k個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的鑒別特征量和dR-k(m)=|Rm(Tk)-R‾k|,dI-k(m)=|Im(Tk)-I‾k|,m=1,...,M]]>第五步，極化特征鑒別。首先確定鑒別門限。鑒別門限D(zhuǎn)由下式給出：D=η·MσV2Σm=1M|yH(Tk+(m-1)*ΔN)|2]]>其中，在假目標(biāo)干擾情況下是{Rm(Tk)}、{Im(Tk)}的正態(tài)分布方差，σV2為V通道接收噪聲功率，通過(guò)對(duì)匹配濾波后純?cè)肼晹?shù)據(jù)的方差估計(jì)得到；η一般取3，此時(shí)有源假目標(biāo)正確鑒別概率不小于99.7％(由統(tǒng)計(jì)學(xué)上關(guān)于正態(tài)分布的“3σ準(zhǔn)則”給出)。其次，根據(jù)門限D(zhuǎn)對(duì)第k個(gè)目標(biāo)進(jìn)行鑒別(k＝1,…,K)：1).當(dāng)鑒別特征量{dR-k(m)}和{dI-k(m)}(m＝1,…,M)均小于門限D(zhuǎn)時(shí)，判定第k個(gè)目標(biāo)為有源假目標(biāo)；2).當(dāng)鑒別特征量{dR-k(m)}或{dI-k(m)}(m＝1,…,M)中存在大于門限D(zhuǎn)的情況，則判定第k個(gè)目標(biāo)為真實(shí)雷達(dá)目標(biāo)。本發(fā)明的技術(shù)效果：一、有源假目標(biāo)鑒別能力強(qiáng)。本發(fā)明基于相位分集準(zhǔn)同時(shí)變極化體制，通過(guò)子脈沖間極化相位的捷變，實(shí)現(xiàn)在PRI內(nèi)的發(fā)射變極化，能夠有效鑒別隨機(jī)捷變極化假目標(biāo)，而對(duì)于PRI間恒定極化假目標(biāo)亦能夠提供鑒別能力，因此，本文提出的方法適用性較廣，能夠應(yīng)對(duì)當(dāng)前面臨的大多數(shù)有源假目標(biāo)干擾。二、功率利用率高。本發(fā)明所采用的相位分集準(zhǔn)同時(shí)變極化體制，相對(duì)于同時(shí)變極化體制，具有更為簡(jiǎn)單的信號(hào)波形，在多極化情況下H極化、V極化通道發(fā)射信號(hào)的幅度包絡(luò)仍然可以保持恒定，因而能夠以飽和功率發(fā)射，具有更高的功率利用率。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明所依賴的相位分集準(zhǔn)同時(shí)發(fā)射變極化體制的發(fā)射信號(hào)示意圖。圖2為本發(fā)明所提方法的信號(hào)處理流程示意圖；圖3為采用本發(fā)明所提方法后雷達(dá)接收信號(hào)鑒別特征量隨發(fā)射極化的變化。圖4為利用本發(fā)明所提方法對(duì)實(shí)體雷達(dá)目標(biāo)和隨機(jī)捷變極化假目標(biāo)進(jìn)行鑒別處理的效果。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明所依賴的相位分集準(zhǔn)同時(shí)變極化體制的發(fā)射信號(hào)示意圖。圖中，H通道、V通道分別表示雷達(dá)的H極化發(fā)射通道和V極化發(fā)射通道，兩個(gè)通道的發(fā)射信號(hào)均由M個(gè)無(wú)縫連接的子脈沖構(gòu)成，子脈沖波形均為s(t)、寬度均為Δt，H通道、V通道發(fā)射信號(hào)在每個(gè)子脈沖上的相對(duì)相位差為m＝1,…,M。圖2為本發(fā)明所提方法的信號(hào)處理流程示意圖。如圖所示，H通道、V通道接收信號(hào)經(jīng)過(guò)同步接收后，首先按照子脈沖波形進(jìn)行匹配濾波，對(duì)其輸出信號(hào)采用M點(diǎn)滑窗方法實(shí)現(xiàn)非相參積累，進(jìn)而采用恒虛警檢測(cè)(CA-CFAR)方法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)出的采樣位置提取目標(biāo)極化特征后，利用該特征進(jìn)行真、假目標(biāo)屬性的鑒別。圖3為采用本發(fā)明所提方法后雷達(dá)接收信號(hào)鑒別特征量隨發(fā)射極化的變化。仿真中參數(shù)設(shè)置如下：a).雷達(dá)采用相位分集準(zhǔn)同時(shí)發(fā)射變極化體制，相位分集數(shù)、子脈沖個(gè)數(shù)M＝4，相對(duì)相位分別取值為0、π、b).雷達(dá)發(fā)射信號(hào)脈沖寬度為100us，帶寬為1MHz，載頻為10GHz；c).干擾機(jī)發(fā)射天線極化狀態(tài)的Jones矢量為d).實(shí)體目標(biāo)的極化散射矩陣設(shè)置為圖中，橫軸有8個(gè)點(diǎn)，表示8種發(fā)射極化，縱軸為鑒別特征量{dR-k(m)}和{dI-k(m)}的數(shù)值；“△”表示{dR-k(m)}，“○”表示{dI-k(m)}；左圖為實(shí)體目標(biāo)情況，右圖為假目標(biāo)干擾情況。如圖所示，實(shí)體目標(biāo)鑒別特征量隨發(fā)射極化變化而改變，表現(xiàn)為{dR-k(m)}、{dI-k(m)}均出現(xiàn)起伏，而假目標(biāo)信號(hào)鑒別特征量不隨發(fā)射極化變化而改變，表現(xiàn)為{dR-k(m)}、{dI-k(m)}均恒定，這種差異為極化鑒別提供了基礎(chǔ)。圖4為利用本發(fā)明所提方法對(duì)實(shí)體雷達(dá)目標(biāo)和假目標(biāo)進(jìn)行鑒別處理的效果，其仿真參數(shù)設(shè)置同圖3。圖中，橫軸為“信噪比”(即子脈沖匹配濾波及滑窗積累后，目標(biāo)回波功率或假目標(biāo)干擾功率與噪聲功率的比值)，單位為dB，縱軸為被判定為“假目標(biāo)”的概率；左圖是實(shí)體目標(biāo)情況，圖中五條曲線分別表示五種目標(biāo)極化散射矩陣情況下，被正確判定為“目標(biāo)”的概率，由圖可見(jiàn)，當(dāng)“信噪比”大于10dB時(shí)，目標(biāo)正確鑒別率都已高于99％；右圖是假目標(biāo)情況，“△”表示鑒別正確率仿真統(tǒng)計(jì)值，由圖可見(jiàn)，在仿真設(shè)置的“信噪比”范圍內(nèi)，假目標(biāo)的正確鑒別概率較高，均超過(guò)97％。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3