CN110031833A - 一种适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法 - Google Patents

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    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
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Abstract

本发明涉及辐射源电子侦察技术领域，公开了一种电子战接收机的辐射源距离估算方法。包括：对电子战接收机从过去某一时刻获取全脉冲信息中的幅度、频率以及脉冲重复频率直至当前的数据进行去野值处理；以雷达脉冲重复频率作为采样频率，对历史至当前的幅度信息进行光滑曲线拟合；获取辐射源多普勒频移，对多普勒频移进行去野值处理；将光滑曲线拟合的点和多普勒频移代入差分距离公式，得到辐射源距离估计。该方案通过电磁环境中模拟运动场景辐射源，以电子战接收机侦收的全脉冲、电子战接收机或其他路径获取的辐射源多普勒频移fd为输入，以雷达脉冲重复频率或其倍数为采样频率，通过差分公式估算获取距离信息与设置的运动轨迹比较，估计误差小于20％。

Description

一种适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法
技术领域
本发明涉及辐射源电子侦察技术领域，特别是一种电子战接收机的辐射源距离估算方法。
背景技术
单平台电子战接收机对目标的距离测量需要通过平台移动采用测向交叉定位法实现无源定位(见文献：谷瑞、李泉、李科海.最小二乘定位法在单机无源定位中的应用.数字技术与应用，2016，6，126)。无需比幅测向或干涉仪测向，仅仅通过获取辐射源发射信号的幅度信息，估计辐射源距离的工作比较少(见文献：鲁卫红.一种辐射源距离的估算方法.现代雷达，2002，24(2)，17-20)，且未考虑电子战设备的全脉冲测量精度。许多电子战设备幅度测量精度为2dB左右(见文献：崔屹.国外机载电子对抗设备手册,航空工业出版社，1989年,法国汤姆逊公司“鲫鱼”设备，179-180)。针对电子战设备的幅度测量精度和径向速度的测量噪声影响的辐射源距离估计方面的工作未曾见公开文献与报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法，通过电子战设备在电磁环境中非配合获取辐射源的全脉冲，仅仅依靠辐射源信号幅度信息，结合电子战设备的幅度测量精度和径向速度的测量噪声影响，估算辐射源距离，从而实现对辐射源的态势感知。
本发明采用的技术方案如下：一种适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法，包括：
步骤S1，对电子战接收机从过去某一时刻获取全脉冲信息中的幅度、频率以及脉冲重复频率直至当前的数据进行去野值处理；
步骤S2，以雷达脉冲重复频率作为采样频率，对历史至当前的幅度信息进行光滑曲线拟合；
步骤S3，获取辐射源多普勒频移，对多普勒频移进行去野值处理；
步骤S4，将光滑曲线拟合的点和多普勒频移代入差分距离公式，得到辐射源距离估计；
步骤S5，转到步骤S1估计下一个采样点辐射源距离。
进一步的，所述步骤S2中，以雷达脉冲重复频率的倍数作为采样频率。
进一步的，所述步骤S2中，对历史至当前的幅度信息进行光滑曲线拟合采用2～4阶多项式函数拟合。
进一步的，所述步骤S3中，辐射源多普勒频移是电子战接收机或者电子战接收机通过通讯获得的。
进一步的，所述步骤S4中的差分距离公式为侦查方程进行微分改写得到，其中
侦查方程：PR＝Pt+Gt+Gr+20log10(λ)-20log10(4π)-20log10(R)-10log10(L)
其中：PR：为电子战接收机侦收到的雷达信号功率电平(dBm，为距离R函数)
Pt：为雷达发射信号功率(dBm，与距离R无关的常数)
Gt：为雷达发射天线增益(dB，与距离R无关的常数)
Gr：为电子战接收机接收天线增益(dB，与距离R无关的常数)
λ：为雷达发射信号波长(m，与距离R无关的常数)
R：为雷达与电子战接收机之间的距离(m)
L：为电子战接收机电缆损耗(dB，与距离R无关的常数)
对侦察方程微分，得到
即
改写为差分距离公式：
其中fd为雷达相对于电子战接收机径向速度的多普勒频移。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：通过对电磁环境中模拟运动场景辐射源，以电子战接收机侦收的全脉冲、电子战接收机或其他路径获取的辐射源多普勒频移fd作为输入，以雷达脉冲重复频率或其倍数作为采样频率，通过以上差分公式估算获取辐射源距离信息与设置的运动轨迹比较，相当吻合，距离估计误差不超过20％。
附图说明
图1为本发明实施辐射源距离估计实例中的一种流程框图；
图2为本发明实施辐射源距离估计实例中的接收信号幅度曲线与拟合曲线图；
图3为本发明实施辐射源距离估计实例中的理论距离曲线与估计距离曲线图；
图4为本发明实施辐射源距离估计实例中的理论距离与估计距离误差曲线图；
图5为本发明方法实际工程实现估计距离与实际距离比较(从5千米处以550米/秒匀速运动到95千米)；
图6为本发明方法实际工程实现估计距离与实际距离比较(从100千米处以500米/秒匀速运动到20千米)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：本实施实例在以本发明技术方法为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施实例。
本实施实例为如下辐射源参数信号构成的电磁环境：
频率：10GHz(对应的信号波长3厘米)；
重复频率间隔：1000μs；
发射功率：66dBm；
发射天线增益：30dB；
接收天线增益：0dB；
电缆损耗：3dB；
接收天线增益：0dB；
幅度测量精度：2dB；
径向速度：600米/秒(含方差为30米的噪声)；
场景：辐射源与接收机从相距80km匀速相向运动到相距10km停止。
具体步骤如下：
1)对电子战接收机从过去某一时刻获取全脉冲信息里，幅度、频率与脉冲重复频率直至当前的数据进行去野值处理，获取幅度数据(dBm)，频率10.0GHz，脉冲重复频率1000.0us；
2)以雷达脉冲重复频率或其倍数作为采样频率，对幅度测量精度为2dB的历史至当前的幅度信息进行光滑曲线拟合，本实例选3阶多项式函数拟合，拟合曲线如图2所示，粗实线为拟合信号幅度曲线，细实线包围的范围为拟合前的数据范围；
3)直接将V＝600米/秒代入fd＝v/λ，获取辐射源多普勒频移fd＝20KHz；
4)将光滑拟合的曲线和多普勒频移fd代入差分距离公式
得到辐射源距离估计曲线并与仿真理论距离曲线比较如图3所示，细实线包围的范围为估计距离得到的数据范围，粗实线部分为理论距离；
5)将估计得到的辐射源距离曲线并与仿真理论距离曲线作差，得到距离估计误差曲线如图4所示，图中线条包围的区域为误差的范围，距离估计精度优于20％。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法，其特征在于，包括：
步骤S1，对电子战接收机从过去某一时刻获取全脉冲信息中的幅度、频率以及脉冲重复频率直至当前的数据进行去野值处理；
步骤S2，以雷达脉冲重复频率作为采样频率，对去野值处理后的历史至当前的幅度信息进行光滑曲线拟合；
步骤S3，获取辐射源多普勒频移，对多普勒频移进行去野值处理；
步骤S4，将光滑曲线拟合的点和多普勒频移代入差分距离公式，得到辐射源距离估计；
步骤S5，转到步骤S1估计下一个采样点辐射源距离。
2.如权利要求1所述的适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法，其特征在于，所述步骤S2中，以雷达脉冲重复频率的倍数作为采样频率。
3.如权利要求1所述的适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法，其特征在于，所述步骤S2中，对历史至当前的幅度信息进行光滑曲线拟合采用2～4阶多项式函数拟合。
4.如权利要求1所述的适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法，其特征在于，所述步骤S3中，辐射源多普勒频移是电子战接收机或者电子战接收机通过通讯获得的。
5.如权利要求1所述的适用于电子战接收机的辐射源距离估算方法，其特征在于，所述步骤S4中的差分距离公式为侦查方程进行微分改写得到，其中
侦查方程：PR＝Pt+Gt+Gr+20log10(λ)-20log10(4π)-20log10(R)-10log10(L)
其中：PR：为电子战接收机侦收到的雷达信号功率电平(dBm，为距离R函数)
Pt：为雷达发射信号功率(dBm，与距离R无关的常数)
Gt：为雷达发射天线增益(dB，与距离R无关的常数)
Gr：为电子战接收机接收天线增益(dB，与距离R无关的常数)
λ：为雷达发射信号波长(m，与距离R无关的常数)
R：为雷达与电子战接收机之间的距离(m)
L：为电子战接收机电缆损耗(dB，与距离R无关的常数)
对侦察方程微分，得到
即
改写为差分距离公式：
其中fd为雷达相对于电子战接收机径向速度的多普勒频移。
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