CN105572643B - 一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法，利用数字射频存储转发的工作原理，结合雷达宽带信号工作的带宽优势，雷达发射宽带信号，覆盖干扰机的多个数字信道化侦察通道，并通过主动对宽频带内信号波形优化设计，加大干扰机对雷达信号准确识别和干扰难度，造成干扰机仅对部分频段进行干扰，降低干扰机带来的不利影响。雷达在接收端，先对接收到的雷达回波进行谱分析，判别雷达是否受到数字射频存储转发干扰，若发现雷达被干扰，可先在脉压时对干扰频段进行剔除，然后利用剩余部分未被干扰的信号进行目标探测。
Description
技术领域
本发明涉及一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法，属于雷达抗干扰技术领域。
背景技术
现代雷达已成为信息获取和精确制导领域中使用最广泛、地位最重要的装备，它在广大作战地域内及时、准确、全面地获取各目标信息的作用是不可替代的。然而，雷达面临着日益复杂的电磁环境，各种干扰给雷达正常发挥其探测目标的功能带来严峻挑战。
目前，雷达面临着数字射频存储转发（DRFM）干扰，DRFM用于实现射频信号存储和转发功能。数字射频存储器通过对捕获接收到雷达信号进行高速采样、存储、变换处理和重构，实现对雷达信号捕获和保存的高速性、干扰技术的多样性和控制的灵活性。因此DRFM多假目标欺骗干扰是在干扰机在复制雷达信号的基础上，进行精细调制并重复发射，形成多个假目标，因干扰机密集转发接收到的雷达信号，与雷达信号具有强相关性。这类干扰不仅消耗大量的雷达信号处理系统资源，而且形成密集假目标，影响雷达的探测与定位。如对存储的信号加上适当的延时和调制处理（频移或其它变换），就能灵活实现各种欺骗干扰技术。
知己知彼，百战不殆。对于雷达电子战，这句古训显得尤为重要。雷达侦察是干扰机进行有效干扰的前提条件。干扰机在侦察到雷达信号之后，需要对雷达信号进行高速采样、存储、变换处理和复制等一系列处理。采样由脉冲上升沿触发，由下降沿结束，完成对一个雷达脉冲信号的识别与采样。在对雷达信号的采样过程中，并未对雷达脉冲信号的频谱和信号形式等其他信息做进一步分析，即不关系雷达脉冲信号的内容。
因此，雷达可以主动发射一些扰乱干扰机正常采集雷达信号的欺骗脉冲信号，使得干扰失效或者降低干扰效果。当前雷达采取在雷达正常发射脉冲前（后）主动发射虚假欺骗短脉冲信号，实现对干扰机侦察系统的干扰，从而掩护雷达的有效脉冲信号。这种方法，一旦干扰机对雷达的掩护脉冲进行数字射频存储转发，干扰将完全失效；但如果干扰机抛弃短欺骗脉冲信号，而对有效的雷达脉冲信号进行数字射频存储转发，雷达将无法识别真假目标，从而无法实现对目标的有效探测。
本发明充分利用数字射频存储转发的工作原理，结合雷达宽带信号工作的带宽优势，雷达发射宽带信号，覆盖干扰机的多个数字信道化侦察通道，并通过主动对宽频带内信号波形优化设计，加大干扰机对雷达信号准确识别和干扰难度，造成干扰机仅对部分频段进行干扰，降低干扰机带来的不利影响。
雷达在接收端，先对接收到的雷达回波进行谱分析，判别雷达是否受到数字射频存储转发干扰，若发现雷达被干扰，可先在脉压时对干扰频段进行剔除，然后利用剩余部分未被干扰的信号进行目标探测。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法，包括步骤如下：
步骤一：雷达根据需要探测目标的距离或精度正常产生发射宽带雷达信号；
步骤二：对产生的宽带雷达信号进行部分频谱渲染设计，产生部分频谱渲染的宽带雷达信号；具体包括以下步骤：
步骤2a：将正常产生的宽带雷达信号变换到频域，进行谱分析；
步骤2b：将宽带雷达信号的一段频谱替换为具有一定特征的信号的频谱，如sinc信号的矩形频谱，其余部分仍为原宽带雷达信号的频谱；
步骤2c：将部分频谱渲染的宽带雷达信号变换到时域，并从雷达天线发射出去；
步骤三：雷达接收到回波信号后，先对雷达回波信号的频谱进行分析，找到雷达事先对频谱进行渲染的频段，根据这一段频谱的特征，判断雷达是否受到干扰机的射频存储转发干扰；具体包括以下步骤：
步骤3a：雷达对接收到的回波信号进行谱分析；
步骤3b：观察被渲染的那段频谱，如果具有事先所设定的特征，则判断雷达当前受到干扰机的射频存储转发干扰，雷达后续采取步骤4a中的信号处理方法；如果被渲染的那段频谱不具有事先所设定的特征，则雷达后续采取步骤4b中的信号处理；
步骤四：根据步骤三对被渲染频段的谱分析结果，判断雷达是否受到干扰机的射频存储转发干扰，分别采取相应的信号处理方法；具体包括以下步骤：
步骤4a：如果雷达当前受到干扰机的射频存储转发干扰，则由谱分析，得到被干扰的频率区间，同时将匹配函数对应的频率区间置零，再利用此匹配函数对雷达收到的信号回波进行脉压处理，然后将脉压结果送至后续的信号处理中；
步骤4b：如果雷达被渲染的那段频谱不具有事先设定的特征，则直接用正常产生发射所需的宽带雷达信号的匹配函数对雷达收到的信号回波进行脉压处理，然后将脉压结果送至后续的信号处理中；
步骤五：对脉压结果进行CFAR检测数据处理之后的航迹送入显示设备输出。
作为优选方案：所述步骤二部分渲染频段的宽度设置为小于整个雷达信号带宽的20%，至少要覆盖干扰机的侦查系统的2-5个数字信道化子带宽度。
有益效果：本发明提供的一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法，通过主动对宽频带内信号波形优化设计，加大干扰机对雷达信号准确识别和干扰难度，造成干扰机仅对部分频段进行干扰，降低干扰机带来的不利影响。本发明能够根据对接收到的雷达回波进行谱分析，判别雷达是否受到数字射频存储转发干扰，并先在脉压时对干扰频段进行剔除，然后利用剩余部分未被干扰的信号进行目标探测。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为正常产生发射所需的原始宽带雷达信号的实部和频谱图；
图3是对图2部分频带进行渲染所产生所需的宽带雷达信号的实部和频谱图；
图4为原始信号和部分频带渲染所产生信号的脉压图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法，包括步骤如下：
步骤一：雷达根据需要探测目标的距离正常产生发射宽带雷达信号；
步骤二：对产生的宽带雷达信号进行部分频谱渲染设计，产生部分频谱渲染的宽带雷达信号；
步骤三：雷达接收到回波信号后，先对雷达回波信号的频谱进行分析，找到雷达事先对频谱进行渲染的频段，根据这一段频谱的特征，判断雷达是否受到干扰机的射频存储转发干扰；
步骤四：根据步骤三对被渲染频段的谱分析结果，判断雷达是否受到干扰机的射频存储转发干扰，分别采取相应的信号处理方法；
步骤五：对脉压结果进行CFAR检测数据处理之后的航迹送入显示设备输出。
具体操作方法如下：首先产生带宽为100MHz、脉宽为10us的原始宽带信号，如图2所示，所产生的信号波形和原始宽带信号的信号频谱。然后将原始宽带信号频谱的某一段替换为一矩形的信号的频谱，图3给出了一宽度为20MHz频谱被渲染的宽带信号及频谱图。然后将渲染后的信号变换到时域，并通过天线发射出去。
在接收端，对接收到的雷达回波信号进行频谱分析，得到被干扰的频率区间，同时将匹配函数对应的频率区间置零，再利用此匹配函数对回波进行脉压处理。图4给出了原始信号和部分频带渲染所产生信号的脉压图，从图4中可以看出，对部分频带渲染所产生信号的匹配函数对应频率区间置零处理比直接用原始信号的匹配函数进行脉压处理有10dB左右的信噪比得益，但相较于雷达未收到数字射频存储转发干扰时进行匹配滤波脉压时，仍有3dB左右的信噪比损失。也就是说，在受到数字射频存储转发干扰时，可以牺牲很少的信噪比损失代价去获得更多的脉压得益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法，其特征在于：包括步骤如下：
步骤一：雷达根据需要探测目标的距离或精度正常产生发射宽带雷达信号；
步骤二：对产生的宽带雷达信号进行部分频谱渲染设计，产生部分频谱渲染的宽带雷达信号；具体包括以下步骤：
步骤2a：将正常产生的宽带雷达信号变换到频域，进行谱分析；
步骤2b：将宽带雷达信号的一段频谱替换为具有sinc信号的矩形频谱，其余部分仍为原宽带雷达信号的频谱；
步骤2c：将部分频谱渲染的宽带雷达信号变换到时域，并从雷达天线发射出去；
步骤三：雷达接收到回波信号后，先对雷达回波信号的频谱进行分析，找到雷达事先对频谱进行渲染的频段，根据这一段频谱的特征，判断雷达是否受到干扰机的射频存储转发干扰；具体包括以下步骤：
步骤3a：雷达对接收到的回波信号进行谱分析；
步骤3b：观察被渲染的那段频谱，如果具有事先所设定的特征，则判断雷达当前受到干扰机的射频存储转发干扰，雷达后续采取步骤4a中的信号处理方法；如果被渲染的那段频谱不具有事先所设定的特征，则雷达后续采取步骤4b中的信号处理；
步骤四：根据步骤三对被渲染频段的谱分析结果，判断雷达是否受到干扰机的射频存储转发干扰，分别采取相应的信号处理方法；具体包括以下步骤：
步骤4a：如果雷达当前受到干扰机的射频存储转发干扰，则由谱分析，得到被干扰的频率区间，同时将匹配函数对应的频率区间置零，再利用此匹配函数对雷达收到的信号回波进行脉压处理，然后将脉压结果送至后续的信号处理中；
步骤4b：如果雷达被渲染的那段频谱不具有事先设定的特征，则直接用正常产生发射所需的宽带雷达信号的匹配函数对雷达收到的信号回波进行脉压处理，然后将脉压结果送至后续的信号处理中；
步骤五：对脉压结果进行CFAR检测数据处理之后的航迹送入显示设备输出。
2.根据权利要求1所述的一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法，其特征在于：所述步骤二部分渲染频段的宽度设置为小于整个雷达信号带宽的20%，至少要覆盖干扰机的侦查系统的2-5个数字信道化子带宽度。
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