CN101349747A - 一种雷达抗有源欺骗干扰性能定量评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达抗有源欺骗干扰性能定量评估方法，该方法包括以下主要步骤：(1)建立被评估雷达的系统和信号处理模型；(2)产生有源欺骗干扰雷达回波数据；(3)对回波信号中的欺骗干扰信号进行抗干扰处理，并完成目标检测；(4)进行点迹起始处理；(5)完成对符合航迹起始条件的目标建立航迹；(6)完成对PPI显示屏上的目标点迹和航迹数量和坐标数据的统计；(7)量化计算雷达的抗有源欺骗干扰性能。本发明算法简单，运算量小，工程实现简单，可操作强。

Description

一种雷达抗有源欺骗干扰性能定量评估方法

技术领域

本发明设计是一种雷达抗有源欺骗干扰性能定量评估方法，适用于分析和评估不同体制雷达抗有源欺骗干扰的性能。

背景技术

雷达干扰与抗干扰作为电子战中的两个对立面，是在相互的矛盾运动中不断发展的。假目标干扰是指侦察干扰机接收雷达信号后复制、产生和转发逼真的雷达回波信号，以在特定的雷达探测空域形成假目标回波的一种干扰。虽然假目标干扰不直接破坏雷达装备，但会严重降低雷达作战性能，甚至导致整个作战系统瘫痪。几十年来，众多国内外雷达专家和学者为了寻找雷达抗干扰性能度量方法做了大量的工作，并取得了不少研究成果，提出了功率准则、信息准则、概率准则、战术应用准则(效率准则)等为代表的评估准则。但在复杂的电子战环境中，现有的雷达抗干扰性能评估准则和方法，难于操作，实现困难，成本颇高，并且不能全面地反映雷达抗干扰性能，也不利于指导实际作战和雷达技战术性能的发挥。总之，抗有源欺骗干扰能力作为雷达重要的技战术性能指标之一，至今尚无通用的、一致性的、公认的评估方法。

本发明的目的正是针对上述背景技术中的不足之处提出的。本发明以雷达系统仿真平台为基础，根据点迹和航迹相似性准则，实现对雷达采用抗干扰措施前后雷达视频显示质量的评估，并以此完成雷达抗干扰能力的评估。本发明的优点是以雷达系统仿真平台为基础，以软件为支撑，算法简单，运算量小，具有很强的可靠性、可操作性、客观性与普适性，而且成本低，易于实现和推广。

发明内容

本发明的方法包括以下技术措施：

(1)基于计算机仿真平台，以被评估雷达为对象，建立雷达系统和信号处理模型，对输入的想定雷达干扰信号进行信号处理；

(2)利用信号检测处理后的结果进行点迹起始和航迹起始处理；

(3)根据点迹相似性准则，进行点迹相似统计处理；

(4)根据航迹相似性准则，进行航迹相似统计处理；

(5)根据点迹相似统计结果和航迹相似统计结果，进行雷达抗干扰性能分析，并量化雷达抗有源欺骗干扰性能。

本发明的目的还可以通过以下技术措施实现：

(1)利用点迹相似性准则，进行点迹相似统计处理，完成雷达抗干扰性能分析。

(2)利用航迹相似性准则，进行航迹相似统计处理，完成雷达抗干扰性能分析。

本发明相比背景技术具有如下优点：

(1)本发明以雷达系统仿真平台为基础，以软件为支撑，算法简单，运算量小。

(2)本发明方法工程实现容易，成本低，具有普适性。

附图说明

附图是本发明的实施例的结构方框图。

参照附图，本发明的实施例由雷达系统建模1，雷达回波数据产生2，信号处理与目标检测3，点迹起始4，航迹起始5，点迹和航迹统计6和抗干扰性能分析与计算7组成。其中实施例中雷达系统建模1用于建立被评估雷达的系统和信号处理模型；雷达回波数据产生2用于产生有源欺骗干扰雷达回波数据；信号处理与目标检测3用来对回波信号中的欺骗干扰信号进行抗干扰处理，并完成目标检测；点迹起始4用来进行点迹起始处理；航迹起始5用来完成对符合航迹起始条件的目标建立航迹；点迹和航迹统计6用来完成对PPI显示屏上的目标点迹和航迹数量和坐标数据的统计；抗干扰性能分析与计算7用于量化计算雷达的抗有源欺骗干扰性能。

具体实施方式

实施本发明的原理如下：以雷达视频显示信号为基础，根据点迹和航迹相似性准则，实现对雷达采用抗干扰措施前后雷达视频显示质量的评估，并以此完成雷达抗干扰能力的评估：

1.点迹相似性准则。雷达目标回波信号经过信号处理、目标检测后到PPI显示，此时检测到的目标信号具有一定的点迹特征(包括形状、大小等)，该点迹特征与雷达系统的工作参数有关，如：脉冲宽度、天线转速等，不同雷达系统的目标点迹特征是不同的。而干扰信号在PPI显示屏上所表现的点迹特征是与雷达系统参数不相关的，因此干扰信号产生的点迹特征区别于真实目标的点迹特征。因此，将PPI显示屏上显示的假目标点迹数量与理论的假目标点迹数量之比用以衡量干扰成功概率。计算表达式为

$P_Q=\frac{N_{\mathrm{OP}}}{N_{\mathrm{IP}}}\×100\%---\left(1\right)$

N_IP为理论假目标点迹数量，N_OP为经过雷达信号处理后PPI显示器上显示的假目标点迹数目。

2.航迹相似准则。飞机、导弹等目标的定向运动，使得其点迹随时间(天线观测周期)的推移会在PPI显示器上形成一定的轨迹即航迹，而一般干扰信号不易形成有规律的轨迹，。因此，可以采用航迹起始成功概率、航迹总体误差矩阵、航迹距离均方根误差、多项式系数均方误差、角度相似系数矩阵和互相关系数矩阵来衡量干扰效果。

(1)假目标航迹起始成功概率。向雷达注入想定假目标干扰信号，经雷达信号处理，当一条假目标航迹起始后，记录下来，经过2个扫描周期后，检验该航迹是否丢失。若丢失，则假目标航迹起始失败，反之，则假目标航迹起始成功，计算其概率，即为假目标航迹起始的成功概率。其计算表达式为：

$T_Q=\frac{N_{\mathrm{OT}}}{N_{\mathrm{IT}}}\×100\%---\left(2\right)$

T_O表示假目标航迹质量，N_IT输入假目标航迹数目，N_OT为经过雷达数据处理后PPI显示器上显示的假目标航迹数目。

(2)假目标航迹总体误差矩阵。采用理论航迹和实际航迹直接比较的方法求解总体误差。

T_GE＝(|X_O-X_I|，|Y_O-Y_I|)＝(ΔX，ΔY)                        (3)

式中T_GE表示假目标航迹总体误差，X_I＝(x_I1，x_I2…，x_IN)^T，Y_I＝(y_I1，y_I2，…，y_IN)^T，为输入的假目标航迹点坐标，X_O＝(x_o1，x_o2，…，x_oN)^T，Y_O＝(y_o1，y_o2，…，y_oN)^T为经过雷达信号处理和数据处理后PPI显示器上显示的假目标航迹点坐标。N为输出的想定假目标航迹点数。ΔX，ΔY分别为X方向和Y方向上的距离误差向量。

(3)假目标航迹距离均方根误差。

$T_{\mathrm{RMS}}=\sqrt{\frac{\mathrm{\Δ}{X}^T\mathrm{\ΔX}+\mathrm{\Δ}{Y}^T\mathrm{\ΔY}}{N}}---\left(4\right)$

T_RMS表示假目标航迹距离均方根误差。

(4)多项式系数均方误差

首先对输入的想定航迹点数据进行基于最小二乘准则的多项式拟合，设拟合所得m次多项式为p_I1x^m+p_I2x^m-1+…+p_Imx+p_Im+1，再对经过雷达信号处理和数据处理后PPI显示器上显示的假目标航迹点坐标拟合可得，p_o1x^m+p_o2x^m-1+…+p_omx+p_om+1。令P_I＝(p_I1，p_I2，…，p_Im+1)，P_o＝(p_o1，p_o2，…，p_om+1)，则多项式系数均方误差为

$P_{\mathrm{ERMS}}=\sqrt{\frac{{(P_o-P_I)}^T(P_o-P_I)}{m+1}}---\left(5\right)$

下面结合实例说明一下整个发明的详细步骤：

(1)基于计算机仿真平台，以被评估雷达为对象，建立雷达系统和信号处理模型，由图1中的1单元完成；

(2)在图1中的2单元产生的含干扰的雷达回波数据；

(3)对图1中的2单元产生的雷达回波数据由图1中的3单元进行信号处理和目标检测处理；

(4)对PPI显示屏上的目标由图1中的4单元完成点迹起始处理；

(5)对点迹目标由图1中的5单元完成航迹起始处理；

(6)根据点迹相似性准则和航迹相似性准则，由图1中的6单元进行点迹相似和航迹相似性统计处理；

(7)根据点迹相似统计结果和航迹相似统计结果，进行雷达抗干扰性能分析，并量化雷达抗有源欺骗干扰性能，由图1中的7单元完成。

Claims (3)

1、对信号检测处理后的结果进行点迹起始和航迹起始处理，并根据点迹相似性准则和航迹相似性准则进行点迹相似性和航迹相似性统计处理。

2、根据点迹相似性统计结果和航迹相似性统计结果，进行雷达抗干扰性能分析，并量化雷达抗有源欺骗干扰性能。

3、基于计算机仿真平台，以被评估雷达为对象，建立雷达系统和信号处理模型，对输入的想定雷达干扰信号进行信号处理，根据点迹相似性和航迹相似性准则统计结果，进行雷达抗干扰性能分析。

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