方振東

【摘要】? ? 隨著電磁環(huán)境日益復(fù)雜以及干擾手段多樣化，雷達(dá)整體的抗干擾手段也隨之增多，客觀上要求雷達(dá)干擾抑制實(shí)現(xiàn)智能化。本文主要以數(shù)字陣列雷達(dá)多假目標(biāo)的干擾抑制為設(shè)計(jì)背景，主要介紹了數(shù)字陣列雷達(dá)回波信號以及多假目標(biāo)干擾信號模型，重點(diǎn)闡述了數(shù)字陣列雷達(dá)多假目標(biāo)干擾的智能抑制方法和應(yīng)用時(shí)的處理流程，并通過仿真驗(yàn)證數(shù)字陣列智能抑制多目標(biāo)干擾流程的有效性。

【關(guān)鍵詞】? ? 數(shù)字陣列? ? 距離多假目標(biāo)? ? 干擾智能抑制

引言：

雷達(dá)對抗是電子對抗的一個(gè)重要的組成部分，其中有源干擾是雷達(dá)電子對抗的主要手段，按照干擾信號的作用機(jī)理可以將干擾分為遮蓋性干擾和欺騙性干擾。目前雷達(dá)電子對抗欺騙干擾中最常用的干擾形式之一是多假目標(biāo)干擾，因?yàn)槠涓蓴_信號的功率譜有相對寬的干擾帶寬和相對大的噪聲功率，此外因?yàn)楹芏嘈滦拖嗫仃嚢l(fā)射波形采用線性調(diào)頻信號作為載頻，所以該種干擾信號具有低截獲概率的特性。因此，為保持我方雷達(dá)的戰(zhàn)斗能力，防止多假目標(biāo)干擾進(jìn)入雷達(dá)天線副瓣，需要對此類干擾源進(jìn)行偵查并抑制，是相控陣?yán)走_(dá)抗干擾設(shè)計(jì)過程中必須要考慮的問題。目前雷達(dá)抗干擾手段以人工操作為主，自動化智能化程度不能滿足戰(zhàn)場瞬息萬變的復(fù)雜電磁環(huán)境，因此對智能化干擾抑制技術(shù)的研究已經(jīng)非常緊迫。

一、雷達(dá)回波信號與干擾信號模型

1.1雷達(dá)回波信號模型

由于線性調(diào)頻（LFM）信號具有大的時(shí)寬帶寬積，雷達(dá)系統(tǒng)廣泛使用線性調(diào)頻信號作為雷發(fā)射信號。線性調(diào)頻信號在雷達(dá)的一個(gè)相參處理間隔（CPI）內(nèi)發(fā)射N個(gè)脈沖，則第n個(gè)脈沖的發(fā)射信號的表達(dá)式為：

對于相對于雷達(dá)距離為R，移動速度為V的空間點(diǎn)目標(biāo)，則雷達(dá)接收到的第n個(gè)脈沖回波信號為：

式中，A0是點(diǎn)目標(biāo)回波的幅度，t0是點(diǎn)目標(biāo)回波的時(shí)延。

1.2干擾信號模型

假定本文中多假目標(biāo)為距離欺騙假目標(biāo)的形式，其工作原理為：干擾機(jī)將截獲到的發(fā)射脈沖中線性調(diào)頻信號，然后對其進(jìn)行頻率復(fù)制和幅度放大，經(jīng)過一定時(shí)間延遲△t后，連續(xù)地轉(zhuǎn)發(fā)回去，覆蓋整個(gè)脈沖重復(fù)周期。這種方式每復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)一次雷達(dá)信號，即可產(chǎn)生多個(gè)距離假目標(biāo)。假設(shè)在一個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)M個(gè)假目標(biāo)，此時(shí)，干擾信號可以表示為。

上式中，Am是第m個(gè)假目標(biāo)回波的幅度，tm是點(diǎn)第m個(gè)假目標(biāo)回波的時(shí)延。

在雷達(dá)接收機(jī)接收到的信號為雷達(dá)目標(biāo)回波是系統(tǒng)噪聲及干擾信號回波的混合信號，則第n個(gè)脈沖回波信號可以表示為：

式中Sn（t， n）為回波中的噪聲信號。

二、數(shù)字陣列雷達(dá)智能抑制多假目標(biāo)干擾研究

數(shù)字陣列雷達(dá)智能抑制距離假目標(biāo)干擾架構(gòu)主要包括以下三點(diǎn)內(nèi)容：首先是回波中干擾的認(rèn)知，其次是真對回波干擾的抗干擾措施決策，最后是抗干擾效果評估。由于數(shù)字陣列雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾措施與方法有很多，人工采用的單一的反干擾措施難以滿足現(xiàn)代雷達(dá)的抗干擾需求，因此干擾的智能抑制方法代替手動選擇反干擾措施。干擾的智能抑制技術(shù)在某種意義上具有認(rèn)知雷達(dá)的概念與技術(shù)，干擾的智能抑制技術(shù)的核心即為智能識別回波中存在的干擾類型，且智能決策采用某種反干擾措施，并對干擾效果完成自動評估，從而實(shí)現(xiàn)干擾的智能抑制。數(shù)字陣列雷達(dá)智能抑制多假目標(biāo)干擾流程如圖1所示：

首先雷達(dá)接收回波后進(jìn)行干擾檢測，由于距離多假目標(biāo)干擾是在距離上形成假目標(biāo)從而對雷達(dá)產(chǎn)生距離欺騙干擾，可以通過構(gòu)建多假目標(biāo)干擾的特征參數(shù)庫，來確定數(shù)字陣列雷達(dá)回波中是否存在多假目標(biāo)干擾。若檢測到雷達(dá)回波中不存在多假目標(biāo)干擾信號，則通過對雷達(dá)回波的持檢測，直到檢測到雷達(dá)回波中的多假目標(biāo)干擾。若檢測到雷達(dá)回波中存在噪聲壓制干擾、速度欺騙等類型干擾，則進(jìn)入雷達(dá)操控終端手動完成對此種類型的干擾抑制策略制定與選擇。

距離多假目標(biāo)干擾智能抑制的第二個(gè)環(huán)節(jié)是干擾抑制措施的智能決策，通常的干擾抑制決策是由干擾識別結(jié)果所決定。根據(jù)距離多假目標(biāo)干擾特征參數(shù)可以有效地區(qū)分距離假目標(biāo)與其他類型如壓制式干擾，進(jìn)而保證干擾抑制有效地進(jìn)行。若雷達(dá)回波的檢測結(jié)果中包含距離假目標(biāo)干擾，則進(jìn)入干擾智能抑制處理流程。雷達(dá)回波數(shù)據(jù)脈壓后，同時(shí)進(jìn)行算法庫中所有干擾智能抑制算法對假目標(biāo)干擾的抑制，然后根據(jù)不同干擾抑制算法效果進(jìn)行比較評估，從干擾抑制算法庫中選擇抑制性能最優(yōu)算法對假目標(biāo)干擾進(jìn)行抑制。

距離多假目標(biāo)干擾智能抑制中最后一步是更新假目標(biāo)干擾抑制方法。在干擾效果評估結(jié)束后，選擇干擾效能評估最佳的算法作為下一個(gè)相參處理間隔的優(yōu)選算法，更新干擾抑制流程。雷達(dá)回波的每一個(gè)脈沖重復(fù)周期的回波數(shù)據(jù)需要經(jīng)過此干擾智能抑制的流程，直到?jīng)]有接收到雷達(dá)回波或者檢測到回波中不存在多假目標(biāo)后結(jié)束，然后整個(gè)干擾智能抑制等待再次調(diào)用，通過這種方法流程實(shí)現(xiàn)對于距離多假目標(biāo)干擾的智能抑制。

三、仿真結(jié)果及分析

下面通過仿真演示驗(yàn)證數(shù)字陣列智能抑制多目標(biāo)干擾流程的有效性。假設(shè)雷達(dá)在一個(gè)CPI中發(fā)射64個(gè)脈沖，脈沖寬度為20us，在一個(gè)脈沖周期中轉(zhuǎn)發(fā)12個(gè)距離多假目標(biāo)欺騙干擾，干擾距離隨機(jī)，具體仿真設(shè)置雷達(dá)及目標(biāo)具體參數(shù)如表1所示：

根據(jù)表1 所示參數(shù)得到下述仿真結(jié)果圖，圖2（a） 為雷達(dá)受到距離多假目標(biāo)干擾后雷達(dá)回波脈壓結(jié)果俯視圖。圖2（b） 為采用智能抑制多假目標(biāo)干擾流程輸出的結(jié)果，從圖中可以看出，干擾信號已經(jīng)被完全抑制，僅剩余每個(gè)脈沖的目標(biāo)信號輸出。圖2（c）為干擾被抑制后，對脈壓數(shù)據(jù)進(jìn)行MTD 的結(jié)果圖。由前面對干擾信號模型分析可知，由于干擾信號距離和速度是失配的，相鄰脈沖之間干擾信號是不相干的，因此干擾信號的能量分散在整個(gè)距離-多普勒二維平面，且從圖2（ c） 可知，回波抑制干擾后經(jīng)MTD濾波器，可以提取目標(biāo)運(yùn)動速度。

四、結(jié)束語

本文對實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下的多假目標(biāo)干擾模型的感知及特性分析，根據(jù)干擾環(huán)境智能選取對系統(tǒng)有效的雷達(dá)抗干擾技術(shù)和流程，并對抗干擾效果進(jìn)行評估，以模擬雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的生存狀況，分析了基于數(shù)字陣列多假目標(biāo)智能抑制方法。通過仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果表明了數(shù)字陣列雷達(dá)智能抗干擾流程的有效性和可實(shí)施性。因此，本文所闡述的智能抗干擾流程對雷達(dá)抗干擾技術(shù)運(yùn)用和改善效果具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 張永順，童寧寧，趙國慶.雷達(dá)電子戰(zhàn)原理[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2018.

[2] 周萬幸.雷達(dá)抗干擾效能評估模型與指標(biāo)體系研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2013，35（11）.

[3] 王峰，雷志勇，黃桂根等.雷達(dá)智能抗干擾體系研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2014，36（1）：80-82.

[4] 祝歡，孫俊，楊予昊等.基于環(huán)境感知的認(rèn)知雷達(dá)抗干擾技術(shù)[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2016，11（6）： 577-581.

[5] 陳文東，湯斌.復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)抗干擾性能評估方法[J]. 雷達(dá)科學(xué)技術(shù)，2017，15（1）：73-80.