发明内容
发明目的:本发明目的在于针对现有技术的不足,提供一种基于重频跟踪器的多目标干扰实现方法,根据设备当前侦察、跟踪、干扰状态自适应调整干扰模式,确保设备能够在侦察、跟踪、干扰效果不佳的情况下,分别作出对应的响应,及时调整干扰模式。
技术方案:本发明所述基于重频跟踪器的多目标干扰实现方法,包括:
步骤1:设置雷达优先级库,预设参数侦察时长Tmax1、搜索时长Tmax2以及搜索成功脉冲数匹配阈值n1、跟踪失败脉冲数n2、跟踪成功脉冲数n3、跟踪阶段数q;
步骤2:定时切换至侦察模式,在侦察模式阶段对侦察到的雷达信号进行分选,将分选结果与预设雷达优先级库进行匹配,若雷达优先级库所有雷达均匹配成功,则提前结束侦察模式阶段,进行多路重频跟踪器的参数装订,执行步骤4;否则继续侦察至预设时长Tmax1,将分选结果属于雷达优先级库中的雷达进行参数装订,再执行步骤4,若分选结果没有匹配到雷达优先级库中的雷达,判定为当前侦察效果不佳,执行步骤3;
步骤3:进入退化模式,定时切换采样波门和干扰波门,在采样波门内进行雷达脉冲的采样和存储,在干扰波门内进行干扰的发射,至侦察模式切换时间到,重新进入步骤2;
步骤4:干扰模式的搜索阶段,多路重频跟踪器根据装订参数对雷达的检波信号进行匹配,若匹配成功即锁定雷达信号,装订参数中所有雷达信号成功锁定,则提前结束搜索阶段,进入步骤5;否则继续搜索至预设时长Tmax2,若至少搜索到一部当前装订参数中最高优先级雷达,进入步骤5,否则进入步骤3的退化模式;
步骤5:干扰模式的跟踪干扰阶段,多路重频跟踪器根据装订参数产生跟踪波门,同时根据前一次跟踪波门内的检波信号触发半波门修正下一个跟踪波门,根据跟踪波门输出预测采样波门及预测干扰波门,进入步骤6;
步骤6:根据多路重频跟踪器输出的预测采样波门及预测干扰波门,按照雷达优先级库对雷达信号分配干扰资源,多路重频跟踪器同时进行逐脉冲干扰,进入步骤7;
步骤7:若当前跟踪的最高优先级雷达全部丢失,记录此跟踪阶段内最高优先级雷达跟踪成功的脉冲个数,若连续q个跟踪阶段内跟踪成功的脉冲个数均小于n3,判定当前跟踪效果不佳,转入步骤3进入退化模式;否则转入步骤4干扰模式的搜索阶段重新搜索。
进一步地,所述步骤1中雷达优先级库的设置包括雷达优先级,以及雷达的频率范围、重频周期范围、脉宽范围。
进一步地,所述雷达优先级根据待干扰目标雷达的威胁程度设置,且优先级等级越高的雷达分配的干扰资源优先级越高;所述雷达的频率范围、重频周期范围、脉宽范围根据待干扰目标雷达的雷达波形参数设置。
进一步地,所述步骤2中将分选结果与预设雷达优先级库进行匹配包括:获取分选结果中雷达信号的频率、重频周期、脉宽,并与预设雷达优先级库中对应的参数范围进行匹配,如果雷达信号的频率、重频周期、脉宽均在对应的参数范围内,判定匹配成功;对判定匹配成功的雷达信号进行参数装订,装订参数包括雷达优先级以及雷达的频率范围、重频周期范围、脉宽范围。
进一步地,所述步骤4中多路重频跟踪器根据装订参数,对雷达的检波信号进行匹配包括:获取雷达的检波信号,多路重频跟踪器根据装订参数对雷达的检波信号进行频率和重频周期的匹配,多路重频跟踪器的多个搜索通道以装订参数中不同雷达的频率范围、重频周期范围进行脉冲搜索,若雷达检波信号的频率在该搜索通道装订参数的频率范围内且雷达检波信号的重频周期与该搜索通道装订参数的重频周期范围相等,判定匹配成功并锁定雷达信号。
进一步地,所述雷达检波信号的相邻脉冲之间的时间间隔与该搜索通道装订参数的重频周期范围相等包括:所述雷达检波信号的重频周期与该搜索通道装订参数的重频周期范围相等采用雷达检波信号相邻半波门计数器进行判断,包括:所述雷达的检波信号触发半波门,半波门宽度为
,其中:
为波门长度,
,
为装订参数中的脉宽,
为波门相对于脉宽的展宽量,以半波门下降沿启动计数至下一个半波门上升沿,计数器满足
范围判定为脉冲搜索成功,其中
为装订参数中的重频周期,
为预设容差,连续n1个脉冲搜索成功,判定为该部雷达成功锁定。
进一步地,所述步骤5干扰阶段的跟踪干扰阶段,多路重频跟踪器的多个跟踪通道以装订参数中不同雷达的重频周期范围进行雷达跟踪,根据搜索通道的成功锁定雷达信号启动计数器,至
时刻触发第一个跟踪波门,
为波门提前量,跟踪通道对波门内的半波门进行判定,半波门下降沿启动计数至下一个半波门上升沿,计数器满足
范围判定为单个脉冲跟踪成功,否则在波门结束位置输出单个脉冲跟踪失败;跟踪成功时,各跟踪通道根据当前半波门上升沿启动计数器,至
时刻触发下一个跟踪波门;跟踪失败时,各跟踪通道根据当前波门下降沿启动计数器,至
时刻触发下一个跟踪波门。
进一步地,所述步骤5中连续n2个脉冲跟踪失败时,判定为该部雷达跟踪丢失,记录本跟踪阶段成功跟踪脉冲数量;对于多路跟踪通道,判定当前跟踪的最高优先级雷达全部跟踪丢失,转入步骤4干扰模式的搜索阶段,否则继续跟踪;若连续q个跟踪阶段成功跟踪脉冲数均小于n3,判定为当前跟踪效果不佳,进入步骤3的退化模式。
进一步地,各跟踪通道的跟踪波门预测了脉冲的到达时间,在各跟踪通道的跟踪波门上升沿拉高预测采样波门,若此时有其他跟踪通道的雷达预测采样波门为高,则当前雷达预测采样波门立即拉低,等待下一个跟踪波门再采样;若此时有其他跟踪通道的雷达预测干扰波门为高,采样优先级大于干扰优先级,当前雷达的预测采样波门将中断其他雷达的预测干扰波门。
进一步地,采样结束后拉高预测干扰波门,根据收发分时体制,不同雷达的预测采样波门与预测干扰波门冲突时,采样优先;不同雷达的预测采样波门冲突时,以预测采样波门先到的雷达优先,预测采样波门后到的雷达等待下一个脉冲再进行采样;不同雷达的预测干扰波门冲突时,以高优先级雷达的干扰优先,雷达优先级相同时进行轮流干扰。
有益效果:与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明提供了一种多目标干扰的实现方法,根据预设雷达优先级库的优先级合理分配干扰资源,进行多通道的采样和干扰时序控制,并能根据侦察、跟踪、干扰状态自适应调整干扰模式。
定时切换到侦察模式,进入侦察模式后再根据侦察结果的逻辑判定是进入干扰模式还是退化模式;在侦察模式阶段,系统完成信号分选并与预设雷达优先级库进行比较,雷达优先级库中为每部雷达预设了优先级,经过侦察模式后将得到的分选结果与雷达库进行匹配,匹配成功的进行雷达参数装订;利用装订的雷达参数,多路重频跟踪器对多部雷达进行重频跟踪,跟踪波门对目标雷达的脉冲到达时间进行预测,输出预测采样波门及预测干扰波门,按照雷达库优先级对辐射源分配干扰资源,更精准地引导干扰,避免漏脉冲,合理切换雷达接收和发射状态。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
雷达信号分选是指将接收到的信号按照不同的雷达辐射源区分开来,再通过对分选后属于同一辐射源的信号进行识别,进而为对威胁辐射源的干扰提供信息支持。雷达侦察系统的侦察天线接收其所在空间的射频信号,并将信号馈至射频信号实时检测和参数测量电路。因为大部分雷达信号都是脉冲信号,所以典型射频信号检测和测量电路的输出是每一个射频脉冲以指定长度、指定格式、指定位含义的数字形式的信号参数描述字,通常称为脉冲描述字PDW(Pulse Discreption Word),其中包含了每个脉冲的频率、到达方向角、脉冲宽度、脉冲幅度和到达时间等参数的编码信息。
本发明提供的基于重频跟踪器的多目标干扰实现方法,分为侦察模式和干扰模式,整个跟踪干扰系统会定时切至侦察模式,重新分选识别以适应环境中多变的雷达信号。干扰模式又可以分为搜索和跟踪干扰两个阶段,搜索阶段进行目标雷达信号起始脉冲的锁定;跟踪干扰阶段根据跟踪波门的位置,结合各雷达的优先级合理分配干扰资源。在侦察、搜索、跟踪干扰效果不佳时,可以自动切换为退化模式,退化模式中无法对目标雷达进行跟踪,采用定时切换采样和干扰波门的方式,采样波门内检测到雷达脉冲则进行采样存储,在干扰波门内施放干扰,该模式由于漏脉冲,干扰效果减弱。
如图1所示的基于重频跟踪器的多目标干扰实现方法,包括以下步骤:
步骤1:对于干扰目标,进行雷达优先级库的设置,包括频率范围、重频周期范围、脉宽范围,雷达的优先级,其中频率范围、重频周期范围、脉宽范围根据待干扰目标雷达的雷达波形参数设置,优先级根据待干扰目标雷达的威胁程度设置,优先级越高干扰资源分配的优先级越高;同时预设参数侦察时长Tmax1、搜索时长Tmax2以及搜索成功脉冲数匹配阈值n1、跟踪失败脉冲数n2、跟踪成功脉冲数n3、跟踪阶段数q,进入步骤2;
步骤2:定期切换侦察模式,侦察模式阶段将雷达信号分选结果与预设雷达优先级库进行匹配,雷达信号分选结果包括雷达信号的频率、重频周期、脉宽,与预设雷达优先级库对应的参数范围进行匹配,如果都在预设参数范围内,判定匹配成功,所有匹配成功提前结束侦察模式阶段,进行多路重频跟踪器的参数装订,进入步骤4;否则继续侦察至预设时长Tmax1,对分选到的属于雷达优先级库中的雷达信号进行参数装订,进入步骤4;环境中目标雷达存在但侦察失败时,进入步骤3的退化模式;
步骤3:进入退化模式,定时切换采样和干扰波门,在采样波门内进行脉冲的采样和存储,在干扰波门内进行干扰的发射,至侦察模式切换时间到,重新进入步骤2;
步骤4:干扰模式的搜索阶段,多路重频跟踪器多个搜索通道根据装订参数,对雷达的检波信号进行重频周期和频率的匹配,匹配成功判定为成功锁定雷达信号;装订参数中所有雷达成功锁定,提前结束搜索阶段,进入步骤5;否则继续搜索至预设时长Tmax2,为了保证对最高优先级雷达实施干扰,至少搜索到一部装订参数中最高优先级雷达,进入步骤5;否则进入步骤3的退化模式;
步骤5:干扰模式的跟踪干扰阶段,多路重频跟踪器根据装订参数产生跟踪波门,同时根据前一次跟踪波门内检波信号触发的半波门修正下一个跟踪波门,根据跟踪波门输出预测采样波门及预测干扰波门,进入步骤6;
步骤6:根据重频跟踪器的跟踪结果,按照雷达优先级库对辐射源分配干扰资源。在收发分时体制下,不同雷达的预测采样波门与预测干扰波门冲突时,采样优先,以便重频跟踪器能实时修正跟踪波门,保持跟踪状态;不同雷达的预测采样波门冲突时,以预测采样波门先到的雷达优先,预测采样波门后到的雷达等待下一个脉冲再进行采样;不同雷达的预测干扰波门冲突时,以高优先级的干扰优先,优先级相同时进行轮流干扰,进入步骤7;
步骤7:跟踪干扰状态下,若当前跟踪的最高优先级雷达全部丢失(连续n2个脉冲跟踪失败),记录此跟踪阶段内最高优先级雷达跟踪成功的脉冲个数,若连续q个跟踪阶段内跟踪成功的脉冲个数均小于n3,判定当前跟踪效果不佳,转入步骤3进入退化模式;否则转入步骤4干扰模式的搜索阶段重新搜索。
侦察阶段将辐射源分选结果与预设雷达优先级库做比较,进行干扰目标雷达的匹配,匹配参数包括频率范围,重频周期范围、脉宽范围。①若雷达库中雷达全部匹配成功,提前结束侦察,进行频率、重频周期、脉宽、雷达优先级参数的装订,进入干扰阶段;②否则继续侦察,到达侦察时长Tmax1,对分选成功的属于雷达优先级库中的雷达进行参数装订,进入干扰阶段;③若没有分选到雷达库中的雷达,判定为当前侦察效果不佳,进入退化模式。
干扰阶段的搜索阶段,多个搜索通道以装订参数中不同雷达的频率范围、重频周期范围进行脉冲搜索。频率匹配:对雷达的检波信号进行测频,判断测得的频率是否在该搜索通道装订参数的频率范围内。
重频周期是指同一部雷达相邻脉冲之间的时间间隔序列,重频周期的匹配首先确定起始脉冲,然后根据起始脉冲和装订参数中的重频周期范围进行脉冲列的抽取,具体包括:雷达的检波信号触发半波门,半波门宽度为
,其中:
为波门长度,
,
为脉宽,
为波门相对于脉宽的展宽量,以半波门下降沿启动计数至下一个半波门上升沿,计数器满足
范围判定为脉冲搜索成功,其中
为脉冲重复间隔,
为容差。连续n1个脉冲搜索成功,判定为该部雷达成功锁定。①所有搜索通道成功锁定,进入跟踪干扰阶段;②否则继续搜索至最大搜索时长Tmax2,成功锁定的搜索通道数>0,进入跟踪干扰阶段;③分选出的雷达全部搜索失败,判定为当前搜索效果不佳,进入退化模式。
干扰阶段的跟踪干扰阶段,多个跟踪通道以装订参数中不同雷达的重频周期进行雷达跟踪。根据搜索通道的成功锁定信号启动计数器,至
时刻触发第一个跟踪波门,
为波门提前量。跟踪通道对波门内的半波门进行判定,半波门下降沿启动计数至下一个半波门上升沿,计数器满足
范围判定为单个脉冲跟踪成功,否则在波门结束位置输出单个脉冲跟踪失败。跟踪成功时,各通道根据当前半波门上升沿启动计数器,至
时刻触发下一个跟踪波门;跟踪失败时,各通道根据当前波门下降沿启动计数器,至
时刻触发下一个跟踪波门。
连续n2个脉冲跟踪失败时,判定为该部雷达跟踪丢失,记录本跟踪阶段(从开始跟踪至转入其他模式阶段)成功跟踪脉冲数量。对于多路跟踪通道,判定当前跟踪的最高优先级雷达全部跟踪丢失,转入搜索模式,否则继续跟踪。若连续q个跟踪阶段成功跟踪脉冲数均小于n3,判定为当前跟踪效果不佳,进入退化模式。
结合图2所示,各跟踪通道的跟踪波门预测了脉冲的到达时间,在各通道跟踪波门上升沿拉高预测采样波门,若此时有其他通道雷达预测采样波门为高,则本雷达预测采样波门立即拉低,等待下一个跟踪波门再采样;若此时有其他通道预测干扰波门为高,为了保持对脉冲的跟踪和实时采样,采样优先级大于干扰优先级,该雷达的预测采样波门将中断其他雷达的预测干扰波门。
结合图3所示,在各通道预测采样波门实际采样结束后拉高预测干扰波门,若此时有其他雷达的预测采样波门为高,则波门重叠期间以采样优先;若此时其他通道预测干扰波门为高,需要判断两部雷达的优先级,波门重叠期间优先干扰高优先级的雷达,若两部雷达优先级一致,则在波门重叠期间对两部雷达进行轮流干扰。
结合图4具体说明,图4为两部雷达采样和干扰资源分配时序图,其中雷达1与雷达2优先级相同。在雷达1第一个跟踪波门上升沿拉高预测采样波门,此时与雷达2无冲突,进行雷达1的实际采样,雷达1实际采样结束后拉高雷达1预测干扰波门。雷达2的第一个跟踪波门上升沿由于雷达1预测采样波门为高,雷达2预测采样波门会立即拉低,本脉冲不进行采样,并在雷达2预测采样波门结束后拉高雷达2预测干扰波门。雷达1和雷达2的第一个预测干扰波门部分区域重叠,由于优先级相同,在重叠区域内对雷达1和雷达2轮流干扰。雷达2第二个跟踪波门早于雷达1,此时雷达1预测干扰波门为高,遵循采样优先原则,中断雷达1的干扰,在雷达2跟踪波门上升沿拉高雷达2预测采样波门,进行雷达2的实际采样,雷达2实际采样结束后拉高雷达2预测干扰波门。雷达1的第二个跟踪波门上升沿由于雷达2预测采样波门为高,雷达1预测采样波门会立即拉低,本脉冲不进行采样,并在雷达1预测采样波门结束后拉高雷达1预测干扰波门。雷达1和雷达2预测干扰波门重叠区域对雷达1和雷达2轮流干扰。雷达2第三个跟踪波门上升沿位置雷达1的预测干扰波门为高,遵循采样优先原则,中断雷达1的干扰,拉高雷达2的预测采样波门,实际采样结束后拉高雷达2的预测干扰波门,对雷达2进行干扰。雷达1的第三个跟踪波门位置上升沿雷达2的预测干扰波门为高,遵循采样优先原则,中断雷达2的干扰,拉高雷达1的预测采样波门,实际采样结束后拉高雷达1的预测干扰波门,对雷达1进行干扰。
本发明针对多目标干扰的复杂场景,利用多通道重频跟踪器对雷达的波门预测进行干扰引导,根据预设雷达库的优先级合理分配干扰资源,进行多通道的采样和干扰时序控制,并能根据侦察、跟踪、干扰状态自适应调整干扰模式。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。