張漢偉 周秀珍 張連江

摘要

本文提出了一種基于寬窄帶自適應(yīng)禎收體制的窄帶頻率搜索規(guī)劃方法。該方法首先在全頻段范圍內(nèi)對存在雷達(dá)目標(biāo)的頻率點(diǎn)進(jìn)行區(qū)間標(biāo)記，其次對所有存在的連續(xù)標(biāo)記區(qū)間進(jìn)行歸并處理，最后對歸并后的區(qū)間的優(yōu)先級進(jìn)行優(yōu)化排序。仿真結(jié)果表明，在保證截獲概率的條件下該方法能顯著減少窄帶掃描駐留時(shí)間，對寬窄帶結(jié)合體制的雷達(dá)禎察系統(tǒng)的研究具有實(shí)際參考意義。

【關(guān)鍵詞】接收機(jī)搜索策略 寬窄帶自適應(yīng) 窄帶頻率搜索規(guī)劃

理想情況下，電子戰(zhàn)接收機(jī)能夠?qū)崟r(shí)地觀測到所有方向、所有頻率、所有調(diào)制方式的威脅信號，同時(shí)具有很高的靈敏度，實(shí)際的電子戰(zhàn)接收子系統(tǒng)會折衷考慮以上所有的因素，以便在體積、重量、性能和成本有限的情況下獲得最佳的截獲概率。本文將介紹一種基于寬窄帶自適應(yīng)偵收的窄帶頻率搜索規(guī)劃方法，以充分發(fā)揮寬帶窄帶聯(lián)合工作的優(yōu)勢。

1 接收機(jī)基本搜索策略

電子戰(zhàn)接收機(jī)采用的基本搜索策略有三種。

第一種是將幾部接收機(jī)中的一部專門用于搜索。通常有一部接收機(jī)專門用于搜索，以最大速率進(jìn)行掃描并把信號送入引導(dǎo)接收機(jī)進(jìn)行分析。

第二種是用寬帶測頻接收機(jī)確定所有信號的頻率，并用引導(dǎo)接收機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的分析與監(jiān)控。寬帶測頻接收機(jī)用于確定存在的所有信號的頻率，然后控制器將窄帶接收機(jī)調(diào)節(jié)至最佳頻率處，以便從優(yōu)先級最高的信號中搜集所需信號。

第三種是借助采用了帶阻濾波器的寬帶接收機(jī)和窄帶輔助接收機(jī)進(jìn)行必要的信號搜索與測量，以解決所遇到的特殊信號環(huán)境問題。寬帶接收機(jī)一般完成主要搜索功能，帶阻濾波器保護(hù)它不受連續(xù)波信號的影響，窄帶接收機(jī)處理連續(xù)波信號和高占空比信號。

2 一種窄帶頻率搜索規(guī)劃方法

在目前常見的雷達(dá)偵察分系統(tǒng)中，寬帶接收機(jī)頻率方位均寬開工作，窄帶接收機(jī)方位寬開，頻率以一定的頻率步進(jìn)進(jìn)行掃描。為充分發(fā)揮寬帶窄帶聯(lián)合工作的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)寬窄帶自適應(yīng)偵收，核心需要解決窄帶接收機(jī)的頻率搜索規(guī)劃問題，即窄帶接收機(jī)以什么樣的頻率搜索策略工作。

假設(shè)窄帶接收機(jī)為覆蓋所有頻率范圍共有若干個(gè)固定的中心頻率點(diǎn)，對于固定頻率引導(dǎo)信息，選擇與固定頻率最近的中心頻率點(diǎn);對于頻率范圍引導(dǎo)信息，選擇能夠覆蓋該頻率范圍的最少的中心頻率點(diǎn);最后對所有選擇的中心頻率點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，求解最優(yōu)頻率選擇方案（去除重復(fù)，以最少的中心頻率點(diǎn)實(shí)現(xiàn)覆蓋）。

在駐留時(shí)間的選擇上，在進(jìn)行中心頻率點(diǎn)選擇時(shí)，若該中心頻率點(diǎn)對應(yīng)N部信號，其重復(fù)間隔分別為PRI₁、 PRI₂、…PRI_N，則選取駐留時(shí)間T=max（PRI₁、 PRI₂、…PRI_N）*M。M為需要駐留截獲的脈沖個(gè)數(shù)。通過這種方式以最少的總駐留時(shí)間實(shí)現(xiàn)頻率覆蓋。

3 仿真結(jié)果與分析

在仿真試驗(yàn)場景中，寬帶接收機(jī)頻率方位均寬開工作，窄帶接收機(jī)方位寬開，頻率以一定的速率進(jìn)行掃描。對該仿真試驗(yàn)場景進(jìn)行窄帶頻率搜索規(guī)劃，主要分為4個(gè)步驟：

步驟一：區(qū)間轉(zhuǎn)化。對于每一部頻率捷變雷達(dá)對應(yīng)的頻率范圍，進(jìn)行區(qū)間標(biāo)記;對于每一部固定載頻雷達(dá)對應(yīng)的頻率，進(jìn)行點(diǎn)標(biāo)記。如果節(jié)點(diǎn)所在區(qū)間己被標(biāo)記，則不再考慮此節(jié)點(diǎn)。

步驟二：節(jié)點(diǎn)劃分。檢測兩個(gè)連續(xù)標(biāo)記區(qū)間，將區(qū)間中間點(diǎn)進(jìn)行選定，得到最終工作節(jié)點(diǎn)方案。

步驟三：優(yōu)先級排序。將對應(yīng)區(qū)間的優(yōu)先級進(jìn)行標(biāo)記，對最終工作節(jié)點(diǎn)方案按照優(yōu)先級進(jìn)行排序。

步驟四：駐留時(shí)間計(jì)算。需要考慮最終工作節(jié)點(diǎn)對應(yīng)區(qū)間所包含的脈沖重復(fù)周期PRI，計(jì)算駐留時(shí)間。

通過對該仿真試驗(yàn)場景進(jìn)行窄帶頻率搜索規(guī)劃，中心頻率點(diǎn)選擇和優(yōu)先級劃分仿真結(jié)果如圖1所示，選擇8、9、10、11.5、12.5、13.5、14.5、15.5、16.5共9個(gè)中心頻率點(diǎn)作為窄帶頻率搜索駐留頻點(diǎn)。

窄帶頻率搜索策略頻率覆蓋仿真結(jié)果如圖2所示，綠色方框?yàn)閰⑴c統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)頻譜分布，藍(lán)色線條為計(jì)算得到的9個(gè)窄帶頻率搜索駐留頻點(diǎn)的頻譜覆蓋，達(dá)到以最少的駐留頻點(diǎn)實(shí)現(xiàn)覆蓋的目標(biāo)。窄帶掃描一輪的總駐留時(shí)間約104ms（以駐留截獲10個(gè)脈沖為例），相比于不做頻率搜索規(guī)劃的均勻掃描（6.5、7.5、…、17.5共12個(gè)中心頻率點(diǎn)各駐留20ms）總駐留時(shí)間240ms、僅使用了43.3%的駐留時(shí)間實(shí)現(xiàn)掃描覆蓋，并且每部信號均保證了10個(gè)脈沖以上的駐留時(shí)間，駐留時(shí)間分配更合理。

4 結(jié)束語

本文分析了幾種典型的電子戰(zhàn)接收機(jī)搜索策略，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于寬窄帶自適應(yīng)偵收的窄帶頻率搜索規(guī)劃方法，并在仿真試驗(yàn)場景中對該窄帶頻率搜索規(guī)劃方法進(jìn)行了仿真分析。相比于不做頻率搜索規(guī)劃的線性勻速掃描，該方法實(shí)現(xiàn)了以最少的駐留頻點(diǎn)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)覆蓋，大大節(jié)約了窄帶掃描駐留時(shí)間，對寬窄帶結(jié)合體制的雷達(dá)偵察系統(tǒng)的研究具有實(shí)際參考意義。

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