CN104569946B - 一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法，属于信息对抗领域。本发明实现步骤如下：一、对正常目标回波的检波信号进行分析，从而确定目标函数；二、获取不同种类信息型干扰作用下的无线电引信的检波信号；三、以目标函数作为参考信号，计算不同种类信息型干扰作用下引信检波信号的相关系数；四、对比不同种类信息型干扰作用下获得的相关系数，若某种信息型干扰作用下获得的相关系数的值越小，则引信信号识别信道的抗该种信息型干扰的能力越强，反之越弱。本发明首次给出了无线电引信信息识别信道抗干扰能力的量化表征方法，填补了国内空白。

Description

一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法
技术领域
本发明涉及一种无线电引信抗干扰能力量化表征方法，尤其涉及一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法，属于信息对抗领域。
背景技术
无线电引信必须利用目标信息来实施弹丸的炸点控制，而目标信息在被引信识别前需要经过电磁场信道、信号相关处理信道和信息识别信道三个环节。(参见钱龙，栗苹.无线电引信电子对抗技术的三个层次.弹箭与制导学报，2009，Vol.29(6):127-130.)
无线电引信是利用电磁波环境信息感知目标并使引信在距目标最佳炸点处起爆战斗部的一种近炸引信，它具有定距能力强、检测精度高、全天候工作等一系列优越性，在各种炮弹、导弹近炸引信中得到广泛应用。但是在现代战场的复杂电磁环境中，引信干扰机和强电磁能武器对无线电引信构成了严重威胁。
为提高无线电引信的战场生存能力，现在装备的无线电引信都在信息识别信道加入了一定的抗干扰措施，如采用幅度判别、增幅速率选择、多普勒滤波、数波电路以及逻辑时序判别等。选择这些抗干扰措施的出发点都是在尽可能多的提取引信目标回波信号的特征信息，从而对干扰信号进行区别。
但是这些抗干扰措施是否有效，在不同种类信息型干扰作用下无线电引信信息识别信道的抗干扰能力如何，到目前为止国内外文献只有定性的描述，并没有一种有效的量化表征方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决无线电引信信息识别信道抗干扰能力量化表征的问题，公开了一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法，从而可以方便地对比不同种类信息干扰作用下引信信息识别信道的抗干扰能力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法，包括以下步骤：
一、对正常目标回波的检波信号进行分析，从而确定目标函数T(t)
引信信息识别信道处理的输入信号是引信的检波输出信号，在正常目标回波作用下，检波信号包含了引信识别目标所需要的特征信息，因此将目标函数定义为目标信号作用下的检波信号，它包含了引信目标信号特征，是引信信号识别信道的设计依据。利用多普勒效应工作的引信的目标函数通常可以表示为：
T(t)＝AT(t)·cos(ωdt) (1)
式中t表示时间，AT(t)为目标函数的幅值，ωd为多普勒角频率。通过对该函数的分析，可以获得引信目标信号识别所需的特征量，如幅度AT(t)、多普勒角频率ωd以及由它们延伸出的幅度变化率AT′(t)等。因为弹目交会条件的多样性，目标回波的检波信号在一定基础上也是变动的，为保证各种弹目交会条件下的目标回波的检波信号都可以被识别，每一种特征量都有一定的阈值空间。因此，根据特征量的不同取值，我们所定义的目标函数实际是一组目标函数。
二、获取不同种类信息型干扰作用下引信的检波信号So(t)。
三、在步骤一和步骤二的基础上，以目标函数作为参考信号，计算不同种类信息型干扰作用下引信检波信号的相关系数。
引信信息识别信道的任务就是比较检波信号与目标函数的相似程度，如果相似度满足一定的范围则将该信号识别为目标回波信号，从而触发引信的执行机构。因此我们在定量衡量获得的检波信号与目标函数的相关性时，可以采用相关系数。假定So(t)为实际检波信号，T(t)为目标函数，则相关系数的定义为：
对特征量的特征值空间取遍历，选取最大值作为相关系数的值(取值范围在[-1,1]之间)。
四、在步骤三的基础上，对比不同种类信息型干扰作用下获得的相关系数，若某种信息型干扰作用下获得的相关系数的值越小，则引信信号识别信道的抗该种信息型干扰的能力越强，反之越弱。
有益效果
1、目标函数是基于目标回波特性的，将离散的目标特征量空间整合在一起，给出了无线电引信信息识别信道的设计依据；
2、本发明首次给出了无线电引信信息识别信道抗干扰能力的量化表征方法，可以方便得对比不同种类信息型干扰作用下引信信息识别信道的抗干扰能力。
附图说明
图1基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法流程图；
图2对地引信弹目交会姿态示意图；
图3镜像法示意图；
图4Cn＝50mV·m，vR＝200m/s时对应的目标函数T(t)；
图5纯载波干扰作用下的检波信号So1(t)；
图6等幅正弦波调幅干扰作用下的检波信号So2(t)；
图7指数增幅正弦波调幅干扰作用下的检波信号So2(t)。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，本实施例首先确定无线电引信的目标函数，然后获得不同种类信息型干扰作用下的引信检波信号，最后以目标函数为参考信号计算不同种类信息型干扰作用下的检波信号的相关系数，其值大小则量化了引信抗该种类信息型干扰的能力。
以某对地连续波多普勒引信为例，给出了不同信息型干扰作用下相关系数的获取过程。包括以下步骤：
一、对正常目标回波的检波信号进行分析，从而确定目标函数T(t)。设H为引信距离地面的距离，vM为弹丸接近地面时的落速，vR为弹丸相对地面的径向速度，α为落角，θ为子午角，为方位角(对地引信)，N为地面反射系数，图2给出了对地引信弹目交会姿态的示意图。设引信的工作波长远大于地面的起伏，根据瑞利准则，可将地面反射看作镜面反射。如图3所示，根据镜像法原理，引信天线处的反射波功率通量密度等于天线A的镜像A′在A点产生的功率通量密度ρr为
引信接收天线接收的回波信号功率Pr为
式中Pt为引信馈到发射天线的功率，Gt和Gr分别为发射天线和接收天线的增益系数，和分别是引信发射天线和接收天线的方向函数，λ0为引信的工作频率。由此设引信发射信号的幅值为At，则目标回波信号的幅值Ar为
因此目标函数的解析表达式可以表示为
式中K为混频器系数，A0为载波信号幅值，fd为多普勒数字频率，H0为引信工作时距离地面的初始距离。由(6)式可知，对地引信的目标函数幅值主要受引信发射功率、载波频率、收发天线增益、方向性函数、地面反射系数、混频系数以及弹目交会速度的影响。但在某次确定的弹目交会条件下，引信发射功率、载波频率、收发天线增益、方向性函数以及地面反射系数、混频系数均可以视为常数，因此可以对上式进行化简：
式中在一次弹目交会中为常量。实际中为描述多种不同交会条件下的目标函数，我们将Cn定义为变量，其取值范围由引信发射功率、载波频率、收发天线增益、方向性函数、地面反射系数等多种因素共同决定。此外，我们所关心的目标函数只是炸高H1附近出的目标回波的检波信号，并对信号的持续时间T0也具有一定的要求，所以目标函数可表示为：
其中Cn的粗略取值范围为10≤Cn≤90(单位：mV·m)，径向交会速度vR的取值范围约为60≤vR≤350(单位：m/s)，炸高H1取为3m，信号的持续时间T0为10ms。图4给出了Cn＝50mV·m，vR＝200m/s时对应的目标函数T(t)。
二、获取不同种类信息型干扰作用下的连续波多普勒引信的检波信号。本实施例选择纯载波干扰，等幅正弦波调幅干扰，以及具有指数增幅特性的正弦波调幅干扰作用下的检波信号来进行比较。
如图5所示，纯载波干扰的检波输出信号So1(t)为
式中Aj为引信接收的干扰信号幅值，取Aj＝0.02V；
如图6所示，等幅正弦波调幅干扰的检波输出信号So2(t)为
式中fdj为调制正弦波的频率，一般满足引信的多普勒频率范围，取fdj＝1000Hz；
如图7所示，具有指数增幅特性的正弦波调幅干扰的检波输出信号So3(t)为
式中α为指数增幅常数，取α＝20。
三、在步骤一和步骤二的基础上，以步骤一获得的目标函数T(t)为参考信号，利用式(12)分别计算某交会条件(Cn＝50mV·m，vR＝300m/s)下的目标回波、纯载波干扰、等幅正弦波调幅干扰、指数增幅正弦波调幅干扰作用下的引信检波信号的相关系数。
关于(12)式中加入时延项τ的目的是为了消除检波信号So(t)随观测时间变化带来的影响，从而保证相关系数的准确性，一般τmax＝(5～10)T0。根据计算公式，借助Matlab编程，可给出某交会条件(Cn＝50mV·m，vR＝300m/s)下的目标回波、纯载波干扰、等幅正弦波调幅干扰、指数增幅正弦波调幅干扰作用下的引信检波信号的相关系数如下表所示。
四、在步骤三的基础上，对比不同种类信息型干扰作用下获得的相关系数，若某种信息型干扰作用下获得的相关系数的值越小，则引信信号识别信道的抗该种信息型干扰的能力越强，反之越弱。
由步骤三获得的相关系数可知：正常目标回波作用下获得的相关系数都为1，其它干扰信号作用下获得的相关系数都要小于1；
对于上述三种不同形式的干扰信号，连续多普勒引信信息识别信道的抗干扰能力由强至弱依次是：纯载波干扰＜等幅正弦波调幅干扰＜指数增幅正弦波调幅干扰。这与连续波多普勒引信静态抗干扰实验的结果是一致的。

Claims (3)

1.一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、对正常目标回波的检波信号进行分析，从而确定目标函数T(t)；
二、获取不同种类信息型干扰作用下引信的检波信号So(t)；
三、在步骤一、二的基础上，以目标函数作为参考信号，计算不同种类信息型干扰作用下引信检波信号的相关系数；
四、在步骤三的基础上，对比不同种类信息型干扰作用下获得的相关系数，若某种信息型干扰作用下获得的相关系数的值越小，则无线电引信信息识别信道的抗该种信息型干扰的能力越强，反之越弱。
2.根据权利要求1所述的一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法，其特征在于，步骤一所述目标函数T(t)定义为目标信号作用下的检波信号，它包含了引信目标信号特征，是引信信号识别信道的设计依据，利用多普勒效应工作的引信的目标函数通常可以表示为：T(t)＝AT(t)·cos(ωdt)，式中AT(t)为目标函数的幅值，ωd为多普勒角频率；并因为弹目交会条件的多样性，目标回波的检波信号在一定基础上也是变动的，为保证各种弹目交会条件下的目标回波的检波信号都可以被识别，每一种特征量都有一定的阈值空间，由此步骤一所定义的目标函数是一组目标函数。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于相关系数的无线电引信抗干扰能力量化表征方法，其特征在于，假定So(t)为实际检波信号，T(t)为目标函数，则步骤三中所述的相关系数rmax的定义为：对特征量的特征值空间取遍历，选取最大值作为相关系数的值，取值范围在[-1,1]之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112923813B (zh) * 2021-05-10 2021-07-16 北京宏动科技有限公司 一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法
CN114577076B (zh) * 2022-04-07 2023-09-01 北京宏动科技股份有限公司 一种冲激引信噪声消除方法
CN115276847B (zh) * 2022-07-12 2023-11-24 山东大学 基于卷积神经网络的无线电调频引信干扰信号识别方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103095334A (zh) * 2013-01-06 2013-05-08 中国电子科技集团公司第十研究所 调频无线电引信抗转发干扰的实现方法
CN203616475U (zh) * 2013-10-28 2014-05-28 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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"随机线性调频斜率SAR抗欺骗干扰方法研究";冯祥芝 等;《系统工程与电子技术》;20090131;第31卷(第1期);第3节 *

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