數字陣列雷達多假目標干擾智能抑制方法應用研究

方振東

【摘要】? ? 隨著電磁環境日益復雜以及干擾手段多樣化，雷達整體的抗干擾手段也隨之增多，客觀上要求雷達干擾抑制實現智能化。本文主要以數字陣列雷達多假目標的干擾抑制為設計背景，主要介紹了數字陣列雷達回波信號以及多假目標干擾信號模型，重點闡述了數字陣列雷達多假目標干擾的智能抑制方法和應用時的處理流程，并通過仿真驗證數字陣列智能抑制多目標干擾流程的有效性。

【關鍵詞】? ? 數字陣列? ? 距離多假目標? ? 干擾智能抑制

引言：

雷達對抗是電子對抗的一個重要的組成部分，其中有源干擾是雷達電子對抗的主要手段，按照干擾信號的作用機理可以將干擾分為遮蓋性干擾和欺騙性干擾。目前雷達電子對抗欺騙干擾中最常用的干擾形式之一是多假目標干擾，因為其干擾信號的功率譜有相對寬的干擾帶寬和相對大的噪聲功率，此外因為很多新型相控陣發射波形采用線性調頻信號作為載頻，所以該種干擾信號具有低截獲概率的特性。因此，為保持我方雷達的戰斗能力，防止多假目標干擾進入雷達天線副瓣，需要對此類干擾源進行偵查并抑制，是相控陣雷達抗干擾設計過程中必須要考慮的問題。目前雷達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場瞬息萬變的復雜電磁環境，因此對智能化干擾抑制技術的研究已經非常緊迫。

一、雷達回波信號與干擾信號模型

1.1雷達回波信號模型

由于線性調頻（LFM）信號具有大的時寬帶寬積，雷達系統廣泛使用線性調頻信號作為雷發射信號。線性調頻信號在雷達的一個相參處理間隔（CPI）內發射N個脈沖，則第n個脈沖的發射信號的表達式為：

對于相對于雷達距離為R，移動速度為V的空間點目標，則雷達接收到的第n個脈沖回波信號為：

式中，A0是點目標回波的幅度，t0是點目標回波的時延。

1.2干擾信號模型

假定本文中多假目標為距離欺騙假目標的形式，其工作原理為：干擾機將截獲到的發射脈沖中線性調頻信號，然后對其進行頻率復制和幅度放大，經過一定時間延遲△t后，連續地轉發回去，覆蓋整個脈沖重復周期。這種方式每復制轉發一次雷達信號，即可產生多個距離假目標。假設在一個脈沖重復周期內轉發M個假目標，此時，干擾信號可以表示為。

上式中，Am是第m個假目標回波的幅度，tm是點第m個假目標回波的時延。

在雷達接收機接收到的信號為雷達目標回波是系統噪聲及干擾信號回波的混合信號，則第n個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、數字陣列雷達智能抑制多假目標干擾研究

數字陣列雷達智能抑制距離假目標干擾架構主要包括以下三點內容：首先是回波中干擾的認知，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。由于數字陣列雷達系統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代雷達的抗干擾需求，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在某種意義上具有認知雷達的概念與技術，干擾的智能抑制技術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，從而實現干擾的智能抑制。數字陣列雷達智能抑制多假目標干擾流程如圖1所示：

首先雷達接收回波后進行干擾檢測，由于距離多假目標干擾是在距離上形成假目標從而對雷達產生距離欺騙干擾，可以通過構建多假目標干擾的特征參數庫，來確定數字陣列雷達回波中是否存在多假目標干擾。若檢測到雷達回波中不存在多假目標干擾信號，則通過對雷達回波的持檢測，直到檢測到雷達回波中的多假目標干擾。若檢測到雷達回波中存在噪聲壓制干擾、速度欺騙等類型干擾，則進入雷達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。

距離多假目標干擾智能抑制的第二個環節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果所決定。根據距離多假目標干擾特征參數可以有效地區分距離假目標與其他類型如壓制式干擾，進而保證干擾抑制有效地進行。若雷達回波的檢測結果中包含距離假目標干擾，則進入干擾智能抑制處理流程。雷達回波數據脈壓后，同時進行算法庫中所有干擾智能抑制算法對假目標干擾的抑制，然后根據不同干擾抑制算法效果進行比較評估，從干擾抑制算法庫中選擇抑制性能最優算法對假目標干擾進行抑制。

距離多假目標干擾智能抑制中最后一步是更新假目標干擾抑制方法。在干擾效果評估結束后，選擇干擾效能評估最佳的算法作為下一個相參處理間隔的優選算法，更新干擾抑制流程。雷達回波的每一個脈沖重復周期的回波數據需要經過此干擾智能抑制的流程，直到沒有接收到雷達回波或者檢測到回波中不存在多假目標后結束，然后整個干擾智能抑制等待再次調用，通過這種方法流程實現對于距離多假目標干擾的智能抑制。

三、仿真結果及分析

下面通過仿真演示驗證數字陣列智能抑制多目標干擾流程的有效性。假設雷達在一個CPI中發射64個脈沖，脈沖寬度為20us，在一個脈沖周期中轉發12個距離多假目標欺騙干擾，干擾距離隨機，具體仿真設置雷達及目標具體參數如表1所示：

根據表1 所示參數得到下述仿真結果圖，圖2（a） 為雷達受到距離多假目標干擾后雷達回波脈壓結果俯視圖。圖2（b） 為采用智能抑制多假目標干擾流程輸出的結果，從圖中可以看出，干擾信號已經被完全抑制，僅剩余每個脈沖的目標信號輸出。圖2（c）為干擾被抑制后，對脈壓數據進行MTD 的結果圖。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距離-多普勒二維平面，且從圖2（ c） 可知，回波抑制干擾后經MTD濾波器，可以提取目標運動速度。

四、結束語

本文對實現復雜電磁干擾環境下的多假目標干擾模型的感知及特性分析，根據干擾環境智能選取對系統有效的雷達抗干擾技術和流程，并對抗干擾效果進行評估，以模擬雷達在復雜電磁環境下的生存狀況，分析了基于數字陣列多假目標智能抑制方法。通過仿真實驗數據的處理結果表明了數字陣列雷達智能抗干擾流程的有效性和可實施性。因此，本文所闡述的智能抗干擾流程對雷達抗干擾技術運用和改善效果具有一定的應用價值。

參? 考? 文? 獻

[1] 張永順，童寧寧，趙國慶.雷達電子戰原理[M].西安：西北工業大學出版社，2018.

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

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

[4] 祝歡，孫俊，楊予昊等.基于環境感知的認知雷達抗干擾技術[J].中國電子科學研究院學報，2016，11（6）： 577-581.

[5] 陳文東，湯斌.復雜電磁環境下雷達抗干擾性能評估方法[J]. 雷達科學技術，2017，15（1）：73-80.