本發(fā)明涉及電子對抗領(lǐng)域，尤其涉及一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)及其反欺騙方法。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)字射頻存儲(chǔ)DRFM技術(shù)的發(fā)展，有源假目標(biāo)干擾也越來越多樣化，除了硬件應(yīng)用中常用的混疊濾波產(chǎn)生假目標(biāo)干擾方式，針對線性調(diào)頻信號(hào)的新型假目標(biāo)干擾Smeared Spectrum(SMSP)和Chopping and Interleaving(C&I)干擾也應(yīng)運(yùn)而生。目前只靠雷達(dá)操作員按照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工壓點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求，所以必須要采用智能化的抗干擾措施。

一般對抗假目標(biāo)干擾是從信號(hào)處理角度出發(fā)，如特征提取、模式識(shí)別、模糊函數(shù)識(shí)別等。目前在干擾識(shí)別方面，雖然有很多的參數(shù)可以識(shí)別干擾類型，但是在能夠用于區(qū)分真實(shí)目標(biāo)和假目標(biāo)的參數(shù)卻很少，隨著數(shù)字射頻存儲(chǔ)技術(shù)的越來越來成熟，假目標(biāo)干擾與真實(shí)目標(biāo)信號(hào)之間的相關(guān)性也越來越強(qiáng)，所以采用識(shí)別方法區(qū)分假目標(biāo)干擾是比較困難的。

反欺騙方法是從系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度，添加了欺騙脈沖，可以從源頭上削弱干擾效果，破壞假目標(biāo)干擾的相關(guān)性，假目標(biāo)干擾在脈壓處理中獲得的增益會(huì)變得很小。但是敵方干擾機(jī)的偵收時(shí)間是無法確定的，很容易就偵收到雷達(dá)發(fā)射的真實(shí)信號(hào)，干擾抑制的效果不明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)及其反欺騙方法，在真實(shí)脈沖信號(hào)前添加了欺騙脈沖信號(hào)，破壞了干擾的相關(guān)性，從源頭上削弱了干擾效果，加入了自適應(yīng)算法，根據(jù)雷達(dá)回波的檢波結(jié)果自適應(yīng)的調(diào)整雷達(dá)發(fā)射欺騙脈沖信號(hào)的脈寬和真假脈沖信號(hào)的發(fā)射間隔，使干擾機(jī)無法截獲雷達(dá)真實(shí)脈沖信號(hào)，在雷達(dá)脈壓過程中，干擾就會(huì)被抑制，真實(shí)回波脈沖信號(hào)的增益就會(huì)增大，改善了抗干擾效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)，包含：

雷達(dá)發(fā)射模塊，用于根據(jù)雷達(dá)信號(hào)參數(shù)生成并發(fā)射欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)；

雷達(dá)接收模塊，用于采樣接收目標(biāo)回波信號(hào)和干擾機(jī)發(fā)射的有源假目標(biāo)干擾信號(hào)；

信號(hào)處理模塊，其電性連接雷達(dá)接收模塊，用于計(jì)算目標(biāo)增益與周圍雜波或干擾增益的差值；

自適應(yīng)算法模塊，其電性連接信號(hào)處理模塊和雷達(dá)接收模塊，用于根據(jù)增益差值計(jì)算得到新的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)傳輸給雷達(dá)發(fā)射模塊。

所述的雷達(dá)發(fā)射模塊包含：

波形發(fā)生器，其電性連接雷達(dá)發(fā)射天線和自適應(yīng)算法模塊，用于根據(jù)接收的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)產(chǎn)生欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)的雷達(dá)發(fā)射波形；

雷達(dá)發(fā)射天線，用于發(fā)射波形發(fā)生器產(chǎn)生的欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)。

本發(fā)明還提供一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙方法，包含以下步驟：

步驟S1、雷達(dá)發(fā)射模塊根據(jù)雷達(dá)信號(hào)參數(shù)生成并發(fā)射欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)；

所述的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)包含：欺騙脈沖信號(hào)的脈寬，以及欺騙脈沖信號(hào)與真實(shí)脈沖信號(hào)之間的發(fā)射間隔；

步驟S2、雷達(dá)接收模塊同時(shí)接受目標(biāo)回波信號(hào)和干擾機(jī)發(fā)射的有源假目標(biāo)干擾信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理模塊；

步驟S3、信號(hào)處理模塊對接收到的信號(hào)進(jìn)行脈壓處理和檢波后，計(jì)算目標(biāo)增益與周圍雜波或干擾增益的差值發(fā)送給自適應(yīng)算法模塊；

步驟S4、適應(yīng)算法模塊判斷增益差值是否大于等于期望值，如果是，將上個(gè)周期得到的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)傳輸給雷達(dá)發(fā)射模塊，如果否，采用自適應(yīng)算法根據(jù)增益差值計(jì)算得到新的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)傳輸給雷達(dá)發(fā)射模塊。

所述的欺騙脈沖信號(hào)與真實(shí)脈沖信號(hào)的相關(guān)性不一致。

雷達(dá)接收模塊將接收到的信號(hào)下變頻到中頻，采樣量化后傳輸給信號(hào)處理模塊。

所述的脈壓處理是將雷達(dá)接收信號(hào)與雷達(dá)發(fā)射的真實(shí)信號(hào)進(jìn)行匹配濾波。

所述的檢波是進(jìn)行平方律或包絡(luò)檢波，采用恒虛警處理得到的門限確定目標(biāo)脈沖。

所述的自適應(yīng)算法包含最小均方差算法和遞歸最小二乘算法。

所述的LMS算法包含以下步驟：

計(jì)算期望值d(n)和實(shí)際反饋的增益差值y(n)的差e(n)，即e(n)＝d(n)-y(n)，其中n為時(shí)間量，也表示迭代次數(shù)，n為0,1,2...，n為0時(shí)表示初始值；

根據(jù)設(shè)定的步長計(jì)算新波形參數(shù)，w(n)＝w(n-1)+2ux(n)e^*(n)，其中，u為自適應(yīng)步長，x(n)為將自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)等效為FIR濾波器結(jié)構(gòu)的輸入信號(hào)，w(n)為濾波器的權(quán)值，即自適應(yīng)變化的兩個(gè)波形參數(shù)。

所述的RLS算法包含以下步驟：

設(shè)定p(n)的初值；

計(jì)算增益因子k(n)，即其中λ為遺忘因子；

計(jì)算期望值d(n)和實(shí)際反饋的增益差值y(n)的差e(n)，即

e(n)＝d(n)-y(n)；

計(jì)算p(n)，即p(n)＝λ^-1p(n-1)-λ^-1k(n)x^H(n)p(n-1)；

計(jì)算新波形參數(shù)，w(n)＝w(n-1)+k(n)e^*(n)；

其中n為時(shí)間量，也表示迭代次數(shù)，n為0,1,2...，n為0時(shí)表示初始值。

本發(fā)明在真實(shí)脈沖信號(hào)前添加了欺騙脈沖信號(hào)，破壞了干擾的相關(guān)性，從源頭上削弱了干擾效果，加入了自適應(yīng)算法，根據(jù)雷達(dá)回波的檢波結(jié)果自適應(yīng)的調(diào)整雷達(dá)發(fā)射欺騙脈沖信號(hào)的脈寬和真假脈沖信號(hào)的發(fā)射間隔，使干擾機(jī)無法截獲雷達(dá)真實(shí)脈沖信號(hào)，在雷達(dá)脈壓過程中，干擾就會(huì)被抑制，真實(shí)回波脈沖信號(hào)的增益就會(huì)增大，改善了抗干擾效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明提供的一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下根據(jù)圖1～圖2，具體說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)，包含：

雷達(dá)發(fā)射模塊1，用于根據(jù)雷達(dá)信號(hào)參數(shù)生成并發(fā)射欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)；

雷達(dá)接收模塊2，用于采樣接收目標(biāo)回波信號(hào)和干擾機(jī)發(fā)射的有源假目標(biāo)干擾信號(hào)；

信號(hào)處理模塊3，其電性連接雷達(dá)接收模塊2，用于計(jì)算目標(biāo)增益與周圍雜波或干擾增益的差值；

自適應(yīng)算法模塊4，其電性連接信號(hào)處理模塊3和雷達(dá)接收模塊2，用于根據(jù)增益差值計(jì)算得到新的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)傳輸給雷達(dá)發(fā)射模塊。

所述的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)包含：欺騙脈沖信號(hào)的脈寬，以及欺騙脈沖信號(hào)與真實(shí)脈沖信號(hào)之間的發(fā)射間隔。

所述的雷達(dá)發(fā)射模塊1包含：

波形發(fā)生器102，其電性連接雷達(dá)發(fā)射天線101和自適應(yīng)算法模塊4，用于根據(jù)接收的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)產(chǎn)生欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)的雷達(dá)發(fā)射波形；

雷達(dá)發(fā)射天線101，用于發(fā)射波形發(fā)生器產(chǎn)生的欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)。

如圖2所示，本發(fā)明還提供一種對抗有源假目標(biāo)干擾的自適應(yīng)反欺騙方法，包含以下步驟：

步驟S1、雷達(dá)發(fā)射模塊根據(jù)雷達(dá)信號(hào)參數(shù)生成并發(fā)射欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)；

所述的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)包含：欺騙脈沖信號(hào)的脈寬，以及欺騙脈沖信號(hào)與真實(shí)脈沖信號(hào)之間的間隔；設(shè)定該雷達(dá)信號(hào)參數(shù)的初始值；

雷達(dá)發(fā)射模塊中的波形發(fā)生器根據(jù)接收的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)產(chǎn)生欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)的雷達(dá)發(fā)射波形，雷達(dá)發(fā)射模塊中的雷達(dá)發(fā)射天線將產(chǎn)生的欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)發(fā)射出去；

所述的真實(shí)脈沖信號(hào)采用線性調(diào)頻信號(hào)，所述的欺騙脈沖信號(hào)的調(diào)制形式應(yīng)該保證與真實(shí)脈沖信號(hào)的相關(guān)性不一致，欺騙脈沖信號(hào)可以采用頻點(diǎn)在真實(shí)脈沖帶寬外的單頻信號(hào)、與真實(shí)脈沖信號(hào)的調(diào)頻斜率不同的線性調(diào)頻信號(hào)、偽隨機(jī)碼調(diào)相信號(hào)等；

步驟S2、雷達(dá)接收模塊同時(shí)接受目標(biāo)回波信號(hào)和干擾機(jī)發(fā)射的有源假目標(biāo)干擾信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理模塊；

雷達(dá)接收模塊將接收到的信號(hào)下變頻到中頻，采樣量化后傳輸給信號(hào)處理模塊；

干擾機(jī)偵收截獲雷達(dá)發(fā)射模塊發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)后進(jìn)行復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)產(chǎn)生有源假目標(biāo)干擾信號(hào)；

步驟S3、信號(hào)處理模塊對接收到的信號(hào)進(jìn)行脈壓處理和檢波后，計(jì)算目標(biāo)增益與周圍雜波或干擾增益的差值發(fā)送給自適應(yīng)算法模塊；

所述的脈壓處理是將雷達(dá)接收信號(hào)與雷達(dá)發(fā)射的真實(shí)信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，真實(shí)目標(biāo)回波與雷達(dá)發(fā)射的真實(shí)信號(hào)相關(guān)性強(qiáng)，脈壓得到的目標(biāo)幅度大，但由于干擾機(jī)截獲的是欺騙脈沖，是基于欺騙脈沖釋放干擾的，欺騙脈沖和真實(shí)脈沖的相關(guān)性不一致，所以在脈壓中的干擾幅度就小，起到抑制干擾的目的；

所述的檢波是進(jìn)行平方律或包絡(luò)檢波，采用恒虛警處理得到的門限確定目標(biāo)脈沖；

信號(hào)處理模塊計(jì)算得到的增益差值作為自適應(yīng)算法模塊的反饋；

步驟S4、自適應(yīng)算法模塊判斷增益差值是否大于等于期望值，如果是，則進(jìn)行步驟S5，如果否，則進(jìn)行步驟S6；

步驟S5、自適應(yīng)算法模塊將上個(gè)周期得到的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)傳輸給雷達(dá)發(fā)射模塊，進(jìn)行步驟S1；

步驟S6、自適應(yīng)算法模塊采用自適應(yīng)算法根據(jù)增益差值計(jì)算得到新的雷達(dá)信號(hào)參數(shù)傳輸給雷達(dá)發(fā)射模塊，進(jìn)行步驟S1；

所述的自適應(yīng)算法可采用最小均方差(LMS)算法和遞歸最小二乘(RLS)算法，將自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)等效為FIR濾波器結(jié)構(gòu)；

所述的LMS算法包含以下步驟：

計(jì)算期望值d(n)和實(shí)際反饋的增益差值y(n)的差e(n)，即e(n)＝d(n)-y(n)，其中n為時(shí)間量，也表示迭代次數(shù)，n為0,1,2...，n為0時(shí)表示初始值；

根據(jù)設(shè)定的步長計(jì)算新波形參數(shù)，w(n)＝w(n-1)+2ux(n)e^*(n)，其中，u為自適應(yīng)步長，自適應(yīng)步長在此范圍內(nèi)越大收斂速度越快，M為濾波器長度，Smax為輸入功率譜密度的最大值，x(n)為將自適應(yīng)反欺騙系統(tǒng)等效為FIR濾波器結(jié)構(gòu)的輸入信號(hào)，w(n)為濾波器的權(quán)值，即[w₁(n)w₂(n)]，為自適應(yīng)變化的兩個(gè)波形參數(shù)，欺騙脈沖信號(hào)的脈寬以及欺騙脈沖信號(hào)和真實(shí)脈沖信號(hào)之間的發(fā)射間隔；

LMS算法的收斂性與穩(wěn)定性與設(shè)定的步長有關(guān)，當(dāng)設(shè)定的自適應(yīng)步長越大，目標(biāo)與周圍雜波或干擾的增益差收斂到期望值的速度就越快，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，即增益差在期望值附近震蕩幅度大，當(dāng)自適應(yīng)步長太大算法就會(huì)發(fā)散；

所述的RLS算法包含以下步驟：

設(shè)定p(n)的初值；

計(jì)算增益因子k(n)，即其中λ為遺忘因子；

計(jì)算期望值d(n)和實(shí)際反饋的增益差值y(n)的差e(n)，即

e(n)＝d(n)-y(n)；

計(jì)算p(n)，即p(n)＝λ^-1p(n-1)-λ^-1k(n)x^H(n)p(n-1)；

計(jì)算新波形參數(shù)，w(n)＝w(n-1)+k(n)e^*(n)；

其中n為時(shí)間量，也表示迭代次數(shù)，n為0,1,2...，n為0時(shí)表示初始值；

RLS算法的收斂性與步長無關(guān)，收斂速度比LMS算法快，但是算法復(fù)雜，計(jì)算量大；

兩種自適應(yīng)算法各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇算法，對于干擾機(jī)偵收時(shí)間變化不頻繁的情況下，可以采用LMS算法，對于干擾機(jī)偵收時(shí)間變化較多且要求算法收斂速度較快的情況下可以選擇RLS算法。

本發(fā)明在真實(shí)脈沖信號(hào)前添加了欺騙脈沖信號(hào)，破壞了干擾的相關(guān)性，從源頭上削弱了干擾效果，加入了自適應(yīng)算法，根據(jù)雷達(dá)回波的檢波結(jié)果自適應(yīng)的調(diào)整雷達(dá)發(fā)射欺騙脈沖信號(hào)的脈寬和真假脈沖信號(hào)的發(fā)射間隔，使干擾機(jī)無法截獲雷達(dá)真實(shí)脈沖信號(hào)，在雷達(dá)脈壓過程中，干擾就會(huì)被抑制，真實(shí)回波脈沖信號(hào)的增益就會(huì)增大，改善了抗干擾效果。本發(fā)明還能應(yīng)對干擾機(jī)偵收期變化的情況，即使干擾機(jī)的偵收期變化，經(jīng)過幾個(gè)重復(fù)周期后自適應(yīng)算法會(huì)調(diào)整雷達(dá)發(fā)射信號(hào)參數(shù)，使增益差收斂到期望值。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。