CN112904287A - 一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法及其在无线电侦查的应用，当跟踪方向有一个雷达和数个干扰源时，通过以下步骤筛选出雷达信号，并估计脉冲参数：步骤1：保存跟踪方向脉冲的PDW；步骤2：计算跟踪方向每个脉冲的前沿频率和前沿斜率，保存至PDW；步骤3：将跟踪方向的脉冲按前沿频率、前沿斜率聚类；步骤4：对脉冲个数超过门限的网格内的脉冲依次进行PRI分选；步骤5：固定频脉冲判断；步骤6：对跟踪方向的脉冲进行斜率聚类；步骤7：对脉冲个数超过门限的箱子内的脉冲依次进行PRI分选；步骤8：捷变频脉冲判断。本发明解决了传统方法无法对捷变频脉冲PRI进行估计以及抗干扰性能不佳的问题，提高了估计方法的时间连续性、抗干扰性能以及参数估计的准确性。

Description

一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法及其 应用
技术领域
本发明涉及一种无线电侦查技术，特别是一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法及其应用。
背景技术
被动雷达寻的器通过接收空间中辐射源(雷达、通信台)辐射的电磁信号，获取辐射源信息，引导攻击武器命中辐射源，是反辐射武器的重要组成部分，直接决定着反辐射武器的性能。
现代被动雷达寻的器具有以下特点：(1)作用距离远。被动雷达寻的器灵敏度高，动态范围大，具有快速自动增益控制能力，能够从雷达副瓣和背瓣截获雷达信号。(2)作用频带宽，可覆盖绝大多数防空雷达的工作频率。(3)测角精度高，具有记忆功能，即使对方雷达关机也能凭记忆继续引导攻击武器飞向目标。(4)具有信号分选能力，能够对收到的信号进行分类，对不同辐射源具有一定的区分能力。
雷达与通信技术的进步使反辐射武器面临严峻挑战。(1)在复杂电磁环境中，信号密度大，对实时性要求越来越高。(2)低截获技术、频谱扩展技术的使用，使得雷达和通信信号更加多样化，大大增加了信号分选的难度。(3)在雷达和通信站附近布放干扰机和诱饵系统，增大了目标识别的难度。
现有技术中，对某个方向的数量和属性都未知辐射源，传统的辐射源参数估计方法，一般用频率、脉宽、PRI(Pulse Repetiton Interval，脉冲重复间隔)等脉冲参数的组合划分出多个层次的空间，将不同脉冲放到对应的子空间中，对辐射源的脉冲进行分类，以达到估计辐射源参数的目的。但这种方法存在以下弊端：首先，这种方法会把捷变频脉冲放到不同的子空间中，破坏了其时间连续性，导致无法估计PRI。其次，这种方法抗干扰性能不佳。当雷达、干扰机和诱饵源同时存在时，干扰脉冲和诱饵脉冲可能和雷达脉冲发生碰撞，导致雷达脉冲被污染，参数估计不准确。此外，诱饵脉冲还会与雷达脉冲发生干涉，导致一个雷达脉冲分裂成几个子脉冲。
由此，本发明提供了一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法及其在无线电侦查的应用，以解决传统方法无法对捷变频脉冲PRI进行估计以及抗干扰性能不佳的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，以实现对捷变频脉冲的PRI估计，并具备较好的抗干扰性能。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明的一方面是通过以下技术方案实现的：当跟踪方向有一个雷达和数个干扰源时，基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法通过以下步骤筛选出雷达信号，并估计脉冲参数：
步骤1：保存跟踪方向脉冲的PDW(Pulse Description Word，脉冲描述字)；
步骤2：计算跟踪方向每个脉冲的前沿频率和前沿斜率，保存至PDW；
步骤3：将跟踪方向的脉冲按前沿频率、前沿斜率聚类；
步骤4：对脉冲个数超过门限的网格内的脉冲依次进行PRI分选，对潜在的PRI进行序列检索；
步骤5：固定频脉冲判断：若无固定频脉冲，则直接执行步骤6；若有固定频脉冲，则计算每组固定频脉冲的参数，更新雷达库，并剔除固定频脉冲，再执行步骤6；
步骤6：对跟踪方向的脉冲进行斜率聚类；
步骤7：对脉冲个数超过门限的箱子内的脉冲依次进行PRI分选，对潜在的PRI进行序列检索；
步骤8：捷变频脉冲判断：若无捷变频脉冲，则直接结束流程；若有捷变频脉冲，则计算每组捷变频脉冲的参数，更新雷达库，结束流程。
其中，所述步骤1中，计算每个输入脉冲到达方向与跟踪方向的偏差，按到达时间依次保存偏差小于容差的脉冲的PDW。
其中，所述步骤2中，计算每个脉冲前沿8个采样点延迟相位差的一阶差分，除以采样间隔，得到前沿频率。
其中，所述步骤2中，计算每个脉冲前沿8个采样点延迟相位差的二阶差分，除以采样间隔的平方，得到前沿斜率。
其中，所述步骤3中，选择合适的步进和容差，用网格划分频率、斜率空间；计算每个脉冲对应的网格编号，并将PDW保存到对应的网格内。
其中，所述步骤5中，所述固定频脉冲判断，指的是若序列检索提取出脉冲序列，计算每个脉冲序列的频率方差、斜率方差；若所述脉冲序列的频率方差、斜率方差都小于门限，则判定为一组固定频脉冲。
其中，所述步骤5中，所述剔除固定频脉冲，指的是重新遍历跟踪方向的脉冲，计算每个脉冲的频率与每组固定频脉冲频率的偏差，剔除任一偏差小于容差的脉冲。
其中，所述步骤6中，选择合适的步进和容差，若有固定频脉冲，计算剔除固定频脉冲后的剩余脉冲对应的直方图箱子编号，并将PDW存入对应的箱子中；若无固定频脉冲，计算跟踪方向所有脉冲对应的直方图箱子编号，并将PDW存入对应的箱子中。
其中，所述步骤8中，所述捷变频脉冲判断，指的是若序列检索提取出脉冲序列，计算每个脉冲序列的斜率方差；若所述脉冲序列的斜率方差小于门限，则判定为一组捷变频脉冲。
本发明的另一方面是一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法在无线电侦查中的应用。
本发明提供了一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法及其在无线电侦查中的应用，其有益效果是：
(1)本发明通过先将固定频脉冲剔除，再将捷变频脉冲划分到同一子空间的方法，能够有效估计捷变频脉冲的PRI，克服了传统方法无法对捷变频脉冲的PRI进行估计的技术弊端，提高了估计方法的时间连续性和可靠性。
(2)本发明采用的分类参数为脉冲前沿频率和前沿斜率，在干扰环境下，比传统方法采用的平均频率、脉宽更可靠，提高了估计方法的抗干扰性能，同时提高了参数估计的准确性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1为本发明的一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。对于本领域技术人员根据本发明内容所作的类似改进与调整在没有作出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均视为本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1：
如图1所示，一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，当跟踪方向有一个雷达和数个干扰源时，通过以下步骤筛选出雷达信号，并估计脉冲参数：
步骤1：保存跟踪方向脉冲的PDW(Pulse Description Word，脉冲描述字)；计算每个输入脉冲到达方向与跟踪方向的偏差，按到达时间依次保存偏差小于容差的脉冲的PDW；
步骤2：计算跟踪方向每个脉冲的前沿频率和前沿斜率，保存至PDW；计算每个脉冲前沿8个采样点延迟相位差的一阶差分，除以采样间隔，得到前沿频率；计算每个脉冲前沿8个采样点延迟相位差的二阶差分，除以采样间隔的平方，得到前沿斜率；
步骤3：将跟踪方向的脉冲按前沿频率、前沿斜率聚类；选择合适的步进和容差，用网格划分频率、斜率空间；计算每个脉冲对应的网格编号，并将PDW保存到对应的网格内；
步骤4：对脉冲个数超过门限的网格内的脉冲依次进行PRI分选，对潜在的PRI进行序列检索；
步骤5：固定频脉冲判断：若无固定频脉冲，则直接执行步骤6；若有固定频脉冲，则计算每组固定频脉冲的参数，更新雷达库，并剔除固定频脉冲，再执行步骤6；
若序列检索提取出脉冲序列，计算每个脉冲序列的频率方差、斜率方差；若所述脉冲序列的频率方差、斜率方差都小于门限，则判定为一组固定频脉冲；
重新遍历跟踪方向的脉冲，计算每个脉冲的频率与每组固定频脉冲频率的偏差，剔除任一偏差小于容差的脉冲；
步骤6：对跟踪方向的脉冲进行斜率聚类；选择合适的步进和容差，若有固定频脉冲，计算剔除固定频脉冲后的剩余脉冲对应的直方图箱子编号，并将PDW存入对应的箱子中；若无固定频脉冲，计算跟踪方向所有脉冲对应的直方图箱子编号，并将PDW存入对应的箱子中。
步骤7：对脉冲个数超过门限的箱子内的脉冲依次进行PRI分选，对潜在的PRI进行序列检索；
步骤8：捷变频脉冲判断：若无捷变频脉冲，则直接结束流程；若有捷变频脉冲，则计算每组捷变频脉冲的参数，更新雷达库，结束流程；
若序列检索提取出脉冲序列，计算每个脉冲序列的斜率方差；若所述脉冲序列的斜率方差小于门限，则判定为一组捷变频脉冲。
实施例2：
一种如实施例1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法在无线电侦查中的应用。
综上所述，本发明通过先将固定频脉冲剔除，再将捷变频脉冲划分到同一子空间的方法，能够有效估计捷变频脉冲的PRI，克服了传统方法无法对捷变频脉冲的PRI进行估计的技术弊端，提高了估计方法的时间连续性和可靠性。本发明采用的分类参数为脉冲前沿频率和前沿斜率，在干扰环境下，比传统方法采用的平均频率、脉宽更可靠，提高了估计方法的抗干扰性能，同时提高了参数估计的准确性。

Claims (10)

1.一种基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，当跟踪方向有一个雷达和数个干扰源时，通过以下步骤筛选出雷达信号，并估计脉冲参数：
步骤1：保存跟踪方向脉冲的PDW(Pulse Description Word，脉冲描述字)；
步骤2：计算跟踪方向每个脉冲的前沿频率和前沿斜率，保存至PDW；
步骤3：将跟踪方向的脉冲按前沿频率、前沿斜率聚类；
步骤4：对脉冲个数超过门限的网格内的脉冲依次进行PRI分选，对潜在的PRI进行序列检索；
步骤5：固定频脉冲判断：若无固定频脉冲，则直接执行步骤6；若有固定频脉冲，则计算每组固定频脉冲的参数，更新雷达库，并剔除固定频脉冲，再执行步骤6；
步骤6：对跟踪方向的脉冲进行斜率聚类；
步骤7：对脉冲个数超过门限的箱子内的脉冲依次进行PRI分选，对潜在的PRI进行序列检索；
步骤8：捷变频脉冲判断：若无捷变频脉冲，则直接结束流程；若有捷变频脉冲，则计算每组捷变频脉冲的参数，更新雷达库，结束流程。
2.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤1中，计算每个输入脉冲到达方向与跟踪方向的偏差，按到达时间依次保存偏差小于容差的脉冲的PDW。
3.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤2中，计算每个脉冲前沿8个采样点延迟相位差的一阶差分，除以采样间隔，得到前沿频率。
4.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤2中，计算每个脉冲前沿8个采样点延迟相位差的二阶差分，除以采样间隔的平方，得到前沿斜率。
5.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤3中，选择合适的步进和容差，用网格划分频率、斜率空间；计算每个脉冲对应的网格编号，并将PDW保存到对应的网格内。
6.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤5中，所述固定频脉冲判断，指的是若序列检索提取出脉冲序列，计算每个脉冲序列的频率方差、斜率方差；若所述脉冲序列的频率方差、斜率方差都小于门限，则判定为一组固定频脉冲。
7.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤5中，所述剔除固定频脉冲，指的是重新遍历跟踪方向的脉冲，计算每个脉冲的频率与每组固定频脉冲频率的偏差，剔除任一偏差小于容差的脉冲。
8.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤6中，选择合适的步进和容差，若有固定频脉冲，计算剔除固定频脉冲后的剩余脉冲对应的直方图箱子编号，并将PDW存入对应的箱子中；若无固定频脉冲，计算跟踪方向所有脉冲对应的直方图箱子编号，并将PDW存入对应的箱子中。
9.一种根据权利要求1所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法，其特征在于，所述步骤8中，所述捷变频脉冲判断，指的是若序列检索提取出脉冲序列，计算每个脉冲序列的斜率方差；若所述脉冲序列的斜率方差小于门限，则判定为一组捷变频脉冲。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的基于被动雷达寻的器的跟踪辐射源参数估计方法在无线电侦查中的应用。
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