CN111781566A - 雷达抗有源干扰方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雷达抗有源干扰方法及设备，属于雷达技术领域。发明的设备主要包括收发天线和抗干扰分机，以及设置于抗干扰分机里的收发模块、变频模块、信号处理模块、信号产生模块和控制与接口模块。该设备可配装在雷达系统中，也可独立于雷达系统外，通过对雷达干扰信号的分析以及对外界电磁环境的感知，指导雷达采取相应的抗干扰措施，从而保障雷达在复杂电磁环境中有效工作，又可通过主动发射复杂调制电磁信号，作为掩护信号，进一步增加雷达的抗干扰能力。

Description

雷达抗有源干扰方法及设备

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及雷达抗干扰技术领域，具体是指一种雷达抗有源干扰方法及设备。

背景技术

随着电子干扰技术的不断优化和发展，雷达所面临的工作环境也逐渐复杂，对雷达的抗干扰要求越来越高。特别是近年来，电子干扰设备对雷达的干扰样式越来越灵巧，反应越来越快，对雷达的干扰信号越来越精准、干扰复杂度越来越高，这对雷达正常工作构成了极其严重的干扰。

针对上述干扰，目前雷达主要采取了低副瓣天线、频率捷变、自适应副瓣对消、副瓣匿隐、发射复杂波形和掩护脉冲等抗干扰手段。雷达自身采用的上述抗干扰技术主要是从躲避干扰、减小干扰影响的角度考虑，属于被动防守式的抗干扰手段，雷达抗干扰效果一般，无法适应更为复杂的电磁环境。

所以，雷达必须要采用积极主动地抗干扰技术，具备敏捷快速地感知外界电磁频谱、分析干扰信号的能力，根据不同干扰样式采用相应有效的抗干扰措施。但是，在现代复杂多变的电磁环境下，雷达自身的信号检测和处理能力很难识别雷达干扰信号和感知多维度频谱态势信息，因此雷达就不能综合利用干扰信号的特征参数和多维度态势感知信息给出最优的抗干扰措施，从而严重影响了雷达的探测能力。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种基于频谱态势感知智能化分析技术及信号收发一体化技术实现的，可与雷达兼容工作，具有更强通用性的雷达抗有源干扰方法及设备。

为了实现上述的目的，本发明的雷达抗有源干扰方法包括：

收发天线接收外部射频信号；

收发模块接收所述的射频信号进行信号限幅、放大；

变频模块对从所述的收发模块接收到的信号进行滤波、放大、变频；

信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果；

信号产生模块根据所述的分析结果产生掩护波形；

基于所述的掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号。

该雷达抗有源干扰方法还包括：通过控制与接口模块，将所述的分析结果发送至外部主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考。

该雷达抗有源干扰方法中，所述的信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果，具体为：

所述的信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号，进行分析识别雷达干扰信号，获取频谱态势感知信息和干扰信号特征参数；

所述的将分析结果发送至所述的主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考，具体为：

将所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数发送至所述的主雷达，指导该主雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法。

该雷达抗有源干扰方法中，所述的信号产生模块根据所述的分析结果产生掩护波形，具体为：

所述的信号产生模块根据所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数动态产生多种复杂掩护波形；

所述的基于所述的掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号，具体为：

基于所述的复杂掩护波形生成复杂调制信号，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射该复杂调制信号作为掩护信号。

该雷达抗有源干扰方法中，所述的收发模块包括接收通道和发射通道，所述的接收通道用以接收所述的外部射频信号，所述的发射通道用以发射所述的掩护信号；

所述的控制与接口模块控制所述的收发模块在所述的接收通道与发射通道之间的切换，以使其在所述主雷达发射时切换至所述发射通道，并在所述主雷达发射后打开所述接收通道。

本发明还提供一种雷达抗有源干扰设备，该设备包括收发天线和抗干扰分机。所述收发天线用以接收外部射频信号；所述抗干扰分机包括：

收发模块，用以从所述的收发天线接收所述的射频信号，并进行信号限幅、放大；

变频模块，用以对从所述的收发模块接收到的信号进行滤波、放大、变频；

信号处理模块，用以对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果；

信号产生模块，用以根据所述的分析结果产生掩护波形；基于该掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号。

该雷达抗有源干扰设备还包括控制与接口模块，并通过该控制与接口模块连接设备外部的主雷达，用以将所述的分析结果发送至该主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考。

该雷达抗有源干扰设备中，所述的信号处理模块包括FPGA芯片和DSP芯片，用以根据从所述的变频模块接收到的信号，分析识别雷达干扰信号，并获取频谱态势感知信息和干扰信号特征参数；所述的控制与接口模块用以将所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数发送至所述的主雷达，指导该主雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法。

该雷达抗有源干扰设备中，所述的信号产生模块用以根据所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数动态产生多种复杂掩护波形，并基于该复杂掩护波形生成复杂调制信号，顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射该复杂调制信号作为掩护信号。

该雷达抗有源干扰设备中，所述的收发模块包括接收通道和发射通道，所述的接收通道用以接收所述的外部射频信号，所述的发射通道用以发射所述的掩护信号；所述的控制与接口模块用以控制所述的收发模块在所述的接收通道与发射通道之间的切换，以使其在所述主雷达发射时切换至所述发射通道，并在所述主雷达发射后打开所述接收通道。

采用了该发明的雷达抗有源干扰方法及设备，可以为其所连接的主雷达提供精细化的频谱态势感知信息和准确详细的干扰信号特征参数，指导雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法，从而保障雷达在复杂电磁环境中有效工作；同时，可以通过本发明的方法及设备主动发射复杂调制电磁信号，作为掩护信号，进一步增加主雷达的抗干扰能力；而且本发明的设备相对独立，可便捷装载于雷达中，便于维护，性能可靠，通用性强，具有极大的应用推广价值。

附图说明

图1为本发明的雷达抗有源干扰方法的步骤流程图。

图2是本发明的雷达抗有源干扰设备的电原理框图。

图3是本发明与雷达兼容工作时序示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，为本发明的雷达抗有源干扰方法的步骤流程图。

在一种实施方式中，该雷达抗有源干扰方法包括：

收发天线接收外部射频信号；

收发模块接收所述的射频信号进行信号限幅、放大；

变频模块对从所述的收发模块接收到的信号进行滤波、放大、变频；

信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果；

信号产生模块根据所述的分析结果产生掩护波形；

基于所述的掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号。

在一种优选的实施方式中，该雷达抗有源干扰方法还包括：

通过控制与接口模块，将所述的分析结果发送至外部主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考。

在一种进一步优选的实施方式中，所述的信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果，具体为：

所述的信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号，分析识别雷达干扰信号，获取频谱态势感知信息和干扰信号特征参数；

所述的将分析结果发送至所述的主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考，具体为：

将所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数发送至所述的主雷达，指导该主雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法。

在一种更进一步优选的实施方式中，所述的信号产生模块根据所述的分析结果产生掩护波形，具体为：

所述的信号产生模块根据所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数动态产生多种复杂掩护波形；

所述的基于所述的掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号，具体为：

基于所述的复杂掩护波形生成复杂调制信号，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射该复杂调制信号作为掩护信号。

在更优选的实施方式中，所述的收发模块包括接收通道和发射通道，所述的接收通道用以接收所述的外部射频信号，所述的发射通道用以发射所述的掩护信号；

所述的控制与接口模块控制所述的收发模块在所述的接收通道与发射通道之间的切换，以使其在所述主雷达发射时切换至所述发射通道，并在所述主雷达发射后打开所述接收通道。

本发明还提供一种雷达抗有源干扰设备，如图2所示，该设备包括收发天线和抗干扰分机。所述收发天线可安装在主雷达天线阵面中，也可独立架设使用，该收发天线用以接收外部射频信号。所述抗干扰分机包括：

收发模块，用以从所述的收发天线接收所述的射频信号，并进行信号限幅、放大；

变频模块，与收发模块连接，其包括上变频单元和下变频单元，用以对从所述的收发模块接收到的信号进行滤波、放大、变频等；

信号处理模块，与变频模块连接，用以对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理等，获得分析结果；

信号产生模块，用以根据所述的分析结果产生掩护波形；并与变频模块连接，基于该掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号。

在一种优选的实施方式中，该雷达抗有源干扰设备还包括：控制与接口模块，并通过该控制与接口模块连接设备外部的主雷达。

控制与接口模块一方面完成所述抗干扰分机内部各模块的状态管理和控制管理，实现与各模块之间的通信；另一方面还完成与所配装的主雷达之间接口转换和数据交换。所述的控制与接口模块支持光口、网口、串口等多种高低速接口，满足与主雷达数据交换的需求。用以将所述的分析结果发送至该主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考。

在一种进一步优选的实施方式中，所述的信号处理模块包括FPGA芯片和DSP芯片，用以根据从所述的变频模块接收到的信号，分析识别雷达干扰信号，并获取频谱态势感知信息和干扰信号特征参数；

所述的控制与接口模块用以将所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数发送至所述的主雷达，指导该主雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法。

在一种更进一步优选的实施方式中，所述的信号产生模块用以根据所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数动态产生多种复杂掩护波形，并基于该复杂掩护波形生成复杂调制信号，顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射该复杂调制信号作为掩护信号。

在更优选的实施方式中，所述的收发模块包括接收通道、发射通道和功放单元。所述的接收通道用以接收所述的外部射频信号对接收到的射频信号进行限幅、放大等，所述的发射通道的输出端连接到功放单元输入端，完成信号功率放大、发射；且该收发模块通过射频线缆与收发天线连接，通过收发天线发射所述的掩护信号。

所述的控制与接口模块用以控制所述的收发模块在所述的接收通道与发射通道之间的切换，以使其在所述主雷达发射时切换至所述发射通道，并在所述主雷达发射后打开所述接收通道。

在实际应用中，当本发明的雷达抗有源干扰设备与设备外部的主雷达配装时，主雷达在工作时会发射功率极强的电磁脉冲信号，其发射脉冲及其回波信号会影响到本发明设备对外界电磁信号的侦收、识别和测量；本发明设备发射的复杂调制信号也会一定程度上影响到主雷达的探测性能。因此，本发明采用抗烧毁、时序兼容设计、频域综合管理等措施来解决与主雷达的兼容工作问题。本发明的雷达抗有源干扰设备与雷达兼容工作如图3所示，通过控制本发明设备工作时序，接收时，使其在主雷达发射后过一段时间开启接收窗，避免主雷达发射的强地杂波回波信号影响到接收通道的信号侦收及检测；发射时，使其发射信号频点避开主雷达的发射频点，降低发射信号回波对雷达接收信号造成的影响。具体而言，当雷达在频率f1发射时，则此系统切换到发射状态且发射频率与雷达发射频率f1不同，与雷达同时不同频发射，如图3所示；当雷达在频率f1上发射完成后，此系统切换为接收通道。

本发明在现有雷达抗干扰措施的基础上，提供了一种通用有效的雷达抗有源干扰方法及设备。本发明所采用的信号处理模块，包含高速数字处理芯片FPGA和DSP，具有充足的信号分析资源，为主雷达提供精细化的频谱态势感知信息和准确详细的干扰信号特征参数，指导雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法，从而保障雷达在复杂电磁环境中有效工作。同时，本发明也通过信号产生模块主动发射复杂调制电磁信号，可接收外部信号参数，动态产生掩护波形，增加对方电子干扰设备各工作环节的难度，降低对方电子干扰设备对真实雷达辐射信号的正确检测和识别能力，大量消耗对方电子干扰设备的对抗资源，降低其电子干扰效能，从而增加本方主雷达的抗干扰能力。本发明设备采用模块化设计，高度集成，大大减小了体积、重量，便于搬移和运输；设备可采用标准箱体设计，可便捷装载于雷达中，也可单独安放使用，适用于多种使用场景，通用性强。

本发明提供的雷达抗有源干扰方法及设备在复杂的电磁环境下与多型雷达进行了适配和综合实验，实验结果表明，在本设备的协助下，获取到详细准确的频谱态势信息和干扰信号特征参数，雷达抗干扰能力显著提高。

采用了该发明的雷达抗有源干扰方法及设备，可以为其所连接的主雷达提供精细化的频谱态势感知信息和准确详细的干扰信号特征参数，指导雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法，从而保障雷达在复杂电磁环境中有效工作；同时，可以通过本发明的方法及设备主动发射复杂调制电磁信号，作为掩护信号，进一步增加主雷达的抗干扰能力；而且本发明的设备相对独立，可便捷装载于雷达中，便于维护，性能可靠，通用性强，具有极大的应用推广价值。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种雷达抗有源干扰方法，其特征在于，该方法包括：

收发天线接收外部射频信号；

收发模块接收所述的射频信号进行信号限幅、放大；

变频模块对从所述的收发模块接收到的信号进行滤波、放大、变频；

信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果；

信号产生模块根据所述的分析结果产生掩护波形；

基于所述的掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号。

2.根据权利要求1所述的雷达抗有源干扰方法，其特征在于，该方法还包括：

通过控制与接口模块，将所述的分析结果发送至外部主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考。

3.根据权利要求2所述的雷达抗有源干扰方法，其特征在于，

所述的信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果，具体为：

所述的信号处理模块对从所述的变频模块接收到的信号，进行分析识别雷达干扰信号，获取频谱态势感知信息和干扰信号特征参数；

所述的将分析结果发送至所述的主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考，具体为：

将所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数发送至所述的主雷达，指导该主雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法。

4.根据权利要求3所述的雷达抗有源干扰方法，其特征在于，

所述的信号产生模块根据所述的分析结果产生掩护波形，具体为：

所述的信号产生模块根据所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数动态产生多种复杂掩护波形；

所述的基于所述的掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号，具体为：

基于所述的复杂掩护波形生成复杂调制信号，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射该复杂调制信号作为掩护信号。

5.根据权利要求4所述的雷达抗有源干扰方法，其特征在于，

所述的收发模块包括接收通道和发射通道，所述的接收通道用以接收所述的外部射频信号，所述的发射通道用以发射所述的掩护信号；

所述的控制与接口模块控制所述的收发模块在所述的接收通道与发射通道之间的切换，以使其在所述主雷达发射时切换至所述发射通道，并在所述主雷达发射后打开所述接收通道。

6.一种雷达抗有源干扰设备，其特征在于，该设备包括收发天线和抗干扰分机，所述收发天线用以接收外部射频信号；所述抗干扰分机包括：

收发模块，用以从所述的收发天线接收所述的射频信号，并进行信号限幅、放大；

变频模块，用以对从所述的收发模块接收到的信号进行滤波、放大、变频；

信号处理模块，用以对从所述的变频模块接收到的信号进行采集和分析处理，获得分析结果；

信号产生模块，用以根据所述的分析结果产生掩护波形；

基于该掩护波形，并顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射掩护信号。

7.根据权利要求6所述的雷达抗有源干扰设备，其特征在于，该设备还包括：

控制与接口模块，并通过该控制与接口模块连接设备外部的主雷达，用以将所述的分析结果发送至该主雷达，作为所述主雷达采取抗干扰措施的参考。

8.根据权利要求7所述的雷达抗有源干扰设备，其特征在于，

所述的信号处理模块包括FPGA芯片和DSP芯片，用以根据从所述的变频模块接收到的信号，分析识别雷达干扰信号，并获取频谱态势感知信息和干扰信号特征参数；

所述的控制与接口模块用以将所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数发送至所述的主雷达，指导该主雷达采取相应的抗干扰措施及干扰抑制算法。

9.根据权利要求8所述的雷达抗有源干扰设备，其特征在于，

所述的信号产生模块用以根据所述的频谱态势感知信息和干扰信号特征参数动态产生多种复杂掩护波形，并基于该复杂掩护波形生成复杂调制信号，顺序通过所述的变频模块、收发模块和收发天线向外发射该复杂调制信号作为掩护信号。

10.根据权利要求9所述的雷达抗有源干扰设备，其特征在于，

所述的收发模块包括接收通道和发射通道，所述的接收通道用以接收所述的外部射频信号，所述的发射通道用以发射所述的掩护信号；

所述的控制与接口模块用以控制所述的收发模块在所述的接收通道与发射通道之间的切换，以使其在所述主雷达发射时切换至所述发射通道，并在所述主雷达发射后打开所述接收通道。

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