基于PDW參數的多源雷達對抗情報數據關聯改進方法?

王國恩 湯永濤 邊宏超

（海軍士官學校 蚌埠 233012）

1 引言

雷達對抗情報數據關聯是多個雷達對抗偵察設備情報融合處理的關鍵環節，是目標定位、態勢形成與綜合識別等應用實現的前提。雷達對抗情報數據關聯過程就是確立各偵察點送來目標數據之間的關系，確定是否有相同數據源（目標）的處理過程。目前常用的方法是PDW數據關聯方法。

2 PDW數據關聯方法

PDW（Pulse Description Word）即脈沖描述字，是指由雷達信號特征參數碼及各種控制脈沖組成的描述雷達信號的綜合數據碼，是以指定長度、指定格式、指定位含義構成的數字形式的序列［1～4］。不同偵察設備測得的PDW內容和格式可能不完全一樣。但是總體上來說PDW流的形式為

其中DOA為雷達脈沖到達方位；RF為雷達脈沖的載頻；TOA為雷達脈沖的到達時間；PW為雷達脈沖的脈寬；PA為雷達脈沖的脈幅；i為偵察設備偵測到雷達脈沖時間先后順序的序號［5］。

PDW數據關聯方法就是利用各偵察設備分選后得到PDW流作為關聯基本單元，來完成雷達目標的關聯。常用的PDW信息關聯方法是對各個偵察節點采集的PDW信號進行脈沖特征提取，然后利用提取的脈沖族特征信息進行多偵察節點目標關聯［6～12］，如圖1所示。

圖1 常用PDW數據關聯方法

在數據關聯過程中，脈沖特征提取容易產生誤差，尤其是提取復雜信號的脈沖特征時甚至會出現錯誤，這樣會直接導致數據關聯不準確［13～17］。為減小因為脈沖特征提取誤差帶來的影響，提出了新的PDW數據關聯法。

3 新的PDW數據關聯方法

同部雷達信號具有關聯性和不同雷達信號具有差異性，偵察設備通常利用載頻、脈寬、重復間隔、方位等參數建立跟蹤通道進行分選，根據不同的跟蹤通道從復雜交錯的信號流中分離出每一部雷達的脈沖［18～21］。分選后得到的每一組PDW流對應的就是同一部雷達的脈沖，這組PDW流也稱之為脈沖族。即屬于同一部雷達的PDW。也就是說不同雷達目標的PDW其跟蹤通道在載頻、脈寬、重復間隔、方位等參數上會有所區別。新的PDW數據關聯方法是以一個偵察設備偵收的PDW數據來建立跟蹤通道表，即一個脈沖族建立一個跟蹤通道，通過判斷其他設備采集的脈沖族（PDW）是否在跟蹤通道內來進行目標關聯，如圖2所示。

圖2 新的PDW數據關聯方法

首先就要在各偵察設備中實時采集PDW。每個雷達目標一般采集兩個以上脈沖群數據，有時甚至多個脈沖群。然后根據其中一個偵察設備采集的PDW，建立跟蹤通道表。每一組脈沖族對應一個跟蹤通道，從脈沖族中提取目標參數特征值，包括載頻范圍、脈寬范圍、重復間隔范圍，作為跟蹤通道的標準，并合理設置一定的容差范圍。然后進行跟蹤通道的判斷，將其他偵察設備采集的脈沖族依次與跟蹤通道表中所有跟蹤通道進行判斷，如果符合其中一個跟蹤通道標準，則說明這個目標信號與該跟蹤通道對應的目標信號相關聯，為同一目標；如果不符合，則說明這兩個目標信號不相關。如果其他偵察設備采集的一組脈沖族，不符合任意一個跟蹤通道標準，則說明跟蹤通道表中沒有這批目標，需要根據這組脈沖族建立一個新的跟蹤通道。

4 建立跟蹤通道

在PDW數據關聯過程中，建立跟蹤通道，是進行目標數據關聯的基礎。一個PDW流對應一個跟蹤通道。跟蹤通道標準是從PDW流中提取出載頻、脈寬、重復間隔的范圍值。即載頻的最小值fmin和最大值 fmax，脈沖寬度的最小值PWmin和最大值PWmax，重復間隔的最小值PRImin和最大值PRImax。其中重復間隔計算方法是相鄰兩個脈沖之間的到達時間之差。而上一個脈沖群的最后一個脈沖與下一個脈沖群的第一個脈沖到達時間之差除外。

在確定跟蹤通道標準時，還需考慮各偵察裝備測量精度對偵測的參數值的影響以及信號自身特點，因此需設置一定的容差。假設各參數容差分別為 Δf、ΔPW 、ΔPRI，跟蹤通道標準為。則

如果偵察設備采集了n個PDW流，則需建立n個跟蹤通道。

5 跟蹤通道的判斷

建立跟蹤通道后，則將其他偵察設備采集的PDW流依次和所有跟蹤通道進行判斷，判斷PDW流是否屬于其中一個跟蹤通道。判斷的方法是依次將PDW流中的每個PDW與跟蹤通道標準進行比較，統計PDW流中符合該跟蹤通道標準的PDW的個數。假設偵察設備采集的一個PDW流是表示PDW流中PDW的個數，i表示當前參與比對的PDW的序號，n表示符合跟蹤通道標準的PDW的個數。如圖3所示。首先進行第一個PDW信號與跟蹤通道標準比較，首先判斷其載頻是否在[f1,f2]范圍之內。如果不在范圍之內，則說明這個PDW不符合跟蹤通道標準，直接進行下一個PDW的比較。如果在范圍之內，則繼續判斷其脈寬是否在范圍之內。如果脈寬不在范圍之內，則說明這個PDW不符合跟蹤通道標準，直接進行下一個PDW的比較。如果脈寬在范圍之內，則繼續判斷其重復間隔是否在范圍之內。在進行重復間隔判斷時，一族脈沖族中的第一個脈沖沒有PRI值，因此，第一個脈沖不比較PRI值。如果重復間隔不在范圍之內，則說明這個PDW不符合跟蹤通道標準，直接進行下一個PDW的比較。如果重復間隔在范圍之內，則說明這個PDW符合跟蹤通道標準，符合關聯標準的PDW的個數n為1，然后依次進行后面PDW的比較，比較方法相同，如果載頻、脈寬、重復間隔都符合跟蹤通道標準，則將n加1，直到所有PDW都比較完成。最后計算符合跟蹤通道標準PDW個數n與PDW流中所有脈沖的個數N的比值C，即：

圖3 跟蹤通道判斷方法

設置一個門限C1，來判斷該PDW流是否屬于這個跟蹤通道。如果C≥C1，則判斷該PDW流屬于這個跟蹤通道，兩批目標信號相關聯；反之，則判斷該PDW流不屬于這個跟蹤通道，兩批目標信號不關聯。

6 仿真實驗與結果分析

現有二部偵察設備A和B分別偵收到3批目標，偵察設備A偵收到目標信號1、2和3，偵察設備B偵收到目標信號4、5和6。現在采用PDW數據關聯法對偵察設備A和B偵收的目標信號進行數據關聯。

1）建立跟蹤通道表

根據偵察設備A采集的目標1、目標2、目標3的PDW流建立跟蹤通道表，每個PDW流建立相應跟蹤通道。目標1、2、3的PDW仿真樣本分別如表1所示。

表1 目標1、2、3的PDW數據

（1）跟蹤通道1

根據目標1的PDW流，提取特征參數。

fmin=6366.30MHz，fmax=6370.00MHz，PWmin=0.8μs，PWmax=1.0μs，PRImin=775.0μs，PRImax=901.0μs。各參數容差分別設置為 Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=1.8μs。跟蹤通道1的標準為[f1,f2]=[6 361.30MHz,6375.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[773.20μs,902.80μs] ，[P W1,PW2]=[0 . 7μs,1.1μs] 。

（2）跟蹤通道2

根據目標2的PDW流，提取特征參數。

fmin=7847.00MHz，fmax=7854.00MHz，PWmin=1.3μs，PWmax=1.5μs，PRImin=38.3μs，PRImax=39.3μs。各參數容差分別設置為 Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=0.5μs。跟蹤通道2的標準為[f1,f2]=[7 8 42.00MHz,7859.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[37.8μs,39.8μs] ，[P W1,PW2]=[1.2μs,1.6μs]。

（3）跟蹤通道3

根據目標3的PDW流，提取特征參數。

fmin=8346.00MHz，fmax=8355.00MHz，PWmin=1.0μs，PWmax=1.3μs，PRImin=1180.5μs，PRImax=1209.4μs。各參數容差分別設置為Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=1.6μs。跟蹤通道 3的標 準為[ f1,f2]=[8 3 41.00MHz,8360.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[1178.9μs,1211.0μs] ，[P W1,PW2]=[0 . 9μs,1.4μs] 。

建立跟蹤通道表如表2所示。

表2 跟蹤通道表

2）跟蹤通道判斷

將偵察設備B采集的PDW流依次和所有跟蹤通道進行判斷。偵察設備B采集的目標4、5、6的PDW如表3所示。

表3 目標4、5、6的PDW數據

將PDW流中的每個PDW與通道標準進行比較，統計符合跟蹤通道標準的PDW個數n，并計算其與PDW流中脈沖總數的比值C。如表4所示。

表4 跟蹤通道判斷結果

現在判斷目標PDW流是否符合跟蹤通道的標準是C1=80%，即當C≥80%，則判斷該PDW流屬于這個跟蹤通道，兩批目標信號相關；當C<80%，則判斷該PDW流不屬于這個跟蹤通道，兩批目標信號不相關。由表8可知，目標1和目標4信號相關聯，為同一目標；目標3和目標6信號相關聯，為同一目標。目標2、目標5信號均沒有和其他目標信號關聯。如果還有其他偵察設備數據要進行關聯，需建立目標5的跟蹤通道。根據目標5的PDW流，提取特征參數，方法同上。

7 結語

從仿真結果可以看出，采用PDW數據關聯方法可以將多部偵察設備送來的目標信號進行準確關聯，具有一定可行性。以PDW作為數據關聯的基本處理單元，可以讓每一部輻射源信號都參與關聯處理，可以避免由于偵察設備分選錯誤引起的錯誤合批或添批導致的關聯錯誤，可以進一步提高目標信號關聯的準確度。