CN114755638B - 一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法,包括步骤S1:控制天线信号的传输以及对天线的选择,所述天线的选择包括收发天线和数传天线;步骤S2:第一接收天线接收到的雷达信号经过下变频、数字化和幅相处理,然后经过数模转换、上变频、放大后送入第一发射天线对准雷达进行辐射,同时设置第二接收天线接收到的雷达信号经过除去幅相处理的相同过程由第一发射天线对准雷达辐射;步骤S3:第一和第二天线发射的干扰信号在雷达处经过反相叠加后产生畸变的波前相位,行为稳定的交叉眼干扰信号,实现对雷达的角度欺骗干扰;步骤S4:对产生的交叉眼干扰信号进行精度的分析,并选取对应雷达信号参数作为优先选择参数。
Description
技术领域
本发明涉及雷达目标保护技术领域,具体为一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法。
背景技术
自二战以来,用到雷达的军事行动越来越多,这就为雷达干扰机的产生创造了条件,如何干扰敌方雷达,降低其作战能力是干扰机技术的研究重点,目前主流干扰机主要干扰样式一般分为压制干扰和欺骗干扰,在欺骗干扰样式里一般都不具备角度欺骗干扰能力。
角度测量是雷达进行目标定位和跟踪的重要基础,角度欺骗干扰能够有效地掩护目标突防。相干两点源角度欺骗干扰是目前欺骗雷达角度测量的最主要方式,其本质是使雷达接收天线口径面处的目标回波相位波前发生畸变;无论雷达采用何种测角体制角度测量都将出现偏差从而破坏雷达角度跟踪;但是在实际应用中干扰信号的产生需要具备一定的有效性,如果干扰信号的能量、分布、隔离度不满足目标保护的要求也很难实现欺骗的需求,同时也很容易被敌方破解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种具备角度欺骗的目标保护系统,包括天线控制模块、交叉眼干扰制定模块、数字传输模块、显示控制模块和精度校验模块;
天线控制模块用于控制天线信号的传输以及对天线的选择,天线控制模块包括收发天线控制模块和数传天线控制模块;收发天线控制模块用于收集空间微波信号并进行辐射;数传天线控制模块用于与显示控制模块相连,在通信时完成控制信号的接收,数传天线控制模块与交叉眼干扰制定模块连接并发送信号给交叉眼干扰制定模块;
交叉眼干扰制定模块用于接收天线控制模块的雷达信号,并对雷达信号进行反相叠加后产生畸变的波前相位,使得产生交叉眼干扰信号;
数字传输模块用于接收控制信号或将交叉眼干扰制定模块中的数据通过无线方式传输到显示控制模块,数字传输模块包括无线传输和网线传输两种数据传输方式;
显示控制模块用于接收天线控制模块的数据,显示控制模块采用可移动控制平台将控制参数发送到交叉眼干扰制定模块;
精度校验模块用于交叉眼干扰制定模块在制定交叉眼干扰信号时对目标保护的精度进行校验,以及将精度校验结果传输给显示控制模块,显示控制模块进一步控制参数使得交叉眼干扰制定模块的交叉眼干扰信号提高精度。
进一步的,交叉眼干扰制定模块包括变频模块、功放模块和信号处理模块;
变频模块用于完成天线控制模块接收信号的前端放大、下变频和发射信号的上变频、放大,并输出AD时钟信号;变频模块由接收前端、下变频通道、上变频通道和本振功分模块组成,变频模块用于完成射频信号的接收和发射功能;
功放模块用于完成发射信号的功率放大,功放模块采用固态功放,固态功放由前级推动放大电路、功率放大电路、电源处理电路、定向耦合器及功率检测电路、控制检测和通讯电路组成,固态功放的各部分部件相互独立,由电气接口和机械接口连接,固态功放采用传导散热加风冷一体化设计,并根据固态功放输出功率指标采用功率管进行功率的合成;内部模块化设计可单独拆换维修,以方便日常的使用、保养和维护。
信号处理模块用于完成接收信号的数字化、数字下变频、幅相处理和基带信号的生成、数字上变频,以及基带校正信号的产生和数字上变频;信号处理模块用于完成目标模拟和干扰模拟的数模转换,且信号处理均在AD变换以后进行,信号处理模块还用于对交叉眼干扰信号的校正。
进一步的,信号处理模块包括信号模拟模块、参数控制模块、时序产生模块和时序能量分析模块;
信号模拟模块用于通过样本通道获取的零中频样本信号,并将零中频样本信号传输给参数控制模块,参数控制模块根据样本数据提供模式控制参数,且目标模拟和干扰模拟根据模式配置不同的控制参数;时序产生模块用于依据工作方式提供收发时序,信号模拟模块将模拟信号调制生成后送到发射通道;
时序能量分析模块用于分析不同时序情况下信号在发射通道处的能量与接收端的能量差异。
进一步的,时序能量分析模块包括信号能量采集模块、参数测量模块和关系建立模块;
能量采集模块采集不同时刻下接收端的雷达信号总能量U和发射端的雷达信号总能量V,参数测量模块获取雷达的相关参数H,相关参数包括雷达信号在接收和发送时位置距离h和雷达信号间的相对截面积s;
关系建立模块用于建立雷达参数H与雷达信号总能量W之间的参数关系{雷达参数→雷达信号总能量},雷达信号总能量W={U,V};提取不同时序情况下相同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k,{H1、H2、...、Hi}1~k分别表示第1、2、...、i时序情况下对应第1、2...k种雷达参数;{V1-U1、V2-U2、...、Vi-Ui}1~k分别表示第1、2、...、i时序情况下对应第1、2...k种雷达参数对应的能量差值;
获取相同时序情况下不同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]},H’1、H’2、...、H’j分别表示相同时序情况下第1、2、...、j种雷达参数,V’1-U’1、V’2-U’2、...、V’j-U’j表示相同时序情况下第1、2、...、j种雷达参数对应的能量差值;
计算集合{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k和{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]}中不同雷达参数在不同时序情况下集合的能量偏差值dk和dj,能量偏差值=[{V-U}max-{V-U}min]/{V-U}均;其中{V-U}={{Vi-Ui}1~k,{V’j-U’j}},{V-U}均={{Vi-Ui}(1~k)均,{V’j-U’j}均};
比较能量偏差值dk和dj的大小,且依据{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k∩{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]}的结果,提取能量偏差值最小对应集合的雷达参数作为目标参数集合{hs}。
通过上述方法判断雷达参数在雷达信号发射和接收过程中的损耗原因是否与雷达的参数相关,且两种集合中都包含相同雷达参数根据确定相同情况下,选取信号能量偏差值小的参数进行分析,说明偏差值小情况下对应的集合环境是造成雷达信号能量偏差的主要原因,且能量偏差值小说明能量损耗的小,则对应参数在雷达信号收发的应用中将会更加精确和有效。
进一步的,精度校验模块包括隔离度分析模块;隔离度分析模块用于分析雷达收发天线之间的精度要求;
隔离度分析模块获取目标保护系统设置的最小隔离度L0,则天线隔离度L1=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr),其中22.0为传播常数,d为收发天线水平间隔距离,λ为天线的工作波长,Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益,Dt、Dr分别为发射和接收天线水平方向造成的损耗;
获取目标参数集合{hs}对应的水平间隔距离和损耗构成集合{d,Dt+Dr}hs。
进一步的,精度校验模块还包括密度分析模块和综合验证模块;密度分析模块用于分析目标参数集合在满足最小隔离度时对应的能量密度分布,综合验证模块用于对目标参数集合中既满足能量密度分布阈值又满足最小隔离度的参数进行提取作为优先选择参数;
密度分析模块计算并提取集合{d,Dt+Dr}hs中天线隔离度大于等于最小隔离度L0时对应的水平间隔距离和损耗构成集合{d,Dt+Dr}hs‘,获取集合{d,Dt+Dr}hs‘∩{hs}中相同水平间隔距离对应的雷达信号间的相对截面积s参数构成目标截面积集合{s}hs;
获取目标参数集合{hs}中信号产生的次数b、信号在垂直方向上的平均间隔距离z与目标截面积集合{s}hs,计算产生雷达信号的空间密度ρ=b·z/s,信号产生表示一个完整的发射接收闭环;并获取目标参数集合中所有参数对应的空间密度{ρ}计算平均空间密度ρ0,选取集合{ρ}中大于等于平均空间密度ρ0对应目标参数集合{hs}的参数作为优先选择参数。
先将满足隔离度的参数进行区分开来是因为隔离度是雷达天线信号传输的重要影响因素,收发天线的位置距离不同、摆放位置的截面积不同传输的信号能量和产生的信号干扰也是不相同的,在选择满足隔离度的基础上进一步对密度分析是为了在雷达参数众多的条件上选择产生干扰信号密度最大且最均匀的信号,因为这样的信号既产生一定的角度欺骗干扰作用,又使得产生的干扰信号与目标保护信号分布均匀,提高了目标保护的安全性和对敌方侦查的欺骗性。
一种具备角度欺骗的目标保护方法,包括以下具体过程:
步骤S1:控制天线信号的传输以及对天线的选择,天线的选择包括收发天线和数传天线,收发天线用于收集空间微波信号并进行辐射;数传天线用于连接并传输信号使其显示;
步骤S2:第一接收天线接收到的雷达信号经过下变频、数字化和幅相处理,然后经过数模转换、上变频、放大后送入第一发射天线对准雷达进行辐射,同时设置第二接收天线接收到的雷达信号经过除去幅相处理的相同过程由第二发射天线对准雷达辐射;
步骤S3:第一和第二天线发射的干扰信号在雷达处经过反相叠加后产生畸变的波前相位,行为稳定的交叉眼干扰信号,实现对雷达的角度欺骗干扰;
步骤S4:对产生的交叉眼干扰信号进行精度的分析,并选取对应雷达信号参数作为优先选择参数。
进一步的,步骤S4包括以下过程:
步骤S41:采集不同时刻下接收端的雷达信号总能量和发射端的雷达信号总能量,以及雷达的相关参数;并建立雷达参数与雷达信号总能量之间的参数关系{雷达参数→雷达信号总能量};
步骤S42:提取不同时序情况下相同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合以及获取相同时序情况下不同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合;计算能量差值集合中不同雷达参数在不同时序情况下能量偏差值;
步骤S43:提取能量偏差值最小对应集合的雷达参数作为目标参数集合;
步骤S44:获取目标参数集合对应的水平间隔距离和损耗构成的集合1,并设置最小隔离度,且提取集合1中天线隔离度大于等于最小隔离度时对应的水平间隔距离和损耗构成集合2;获取集合2中相同水平间隔距离对应的雷达信号间的相对截面积参数构成目标截面积集合;
步骤S45:计算目标参数集合中所有参数对应的空间密度并计算平均空间密度,选取密度集合中大于等于平均空间密度对应目标参数集合的参数作为优先选择参数。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明在制造角度欺骗干扰雷达信号的同时,选择最优的雷达干扰信号产生的天线位置,使得产生的雷达干扰信号在对目标信号的保护过程中隐匿性最强且隔离度符合要求,同时信号传输间的损耗较小;使得本发明可以在任何情况下应用时根据雷达天线的分布数据获取最优的雷达角度欺骗位置,提高了目标保护的有效性和安全性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明一种具备角度欺骗的目标保护系统的结构示意图;
图2是本发明一种具备角度欺骗的目标保护方法的步骤流程图;
图3是本发明一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法的变频模块原理组成框图;
图4是本发明一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法的雷达信号的工作路径图;
图5是本发明一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法的雷达信号的校正路径图;
图6是本发明一种具备角度欺骗的目标保护系统及方法的使用情景示意图。
具体实施方式
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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图6,本发明提供技术方案:一种具备角度欺骗的目标保护系统,包括天线控制模块、交叉眼干扰制定模块、数字传输模块、显示控制模块和精度校验模块;
天线控制模块用于控制天线信号的传输以及对天线的选择,天线控制模块包括收发天线控制模块和数传天线控制模块;收发天线控制模块用于收集空间微波信号并进行辐射;数传天线控制模块用于与显示控制模块相连,在通信时完成控制信号的接收,数传天线控制模块与交叉眼干扰制定模·接收控制信号或将交叉眼干扰制定模块中的数据通过无线方式传输到显示控制模块,数字传输模块包括无线传输和网线传输两种数据传输方式;
显示控制模块用于接收天线控制模块的数据,显示控制模块采用可移动控制平台将控制参数发送到交叉眼干扰制定模块;
精度校验模块用于交叉眼干扰制定模块在制定交叉眼干扰信号时对目标保护的精度进行校验,以及将精度校验结果传输给显示控制模块,显示控制模块进一步控制参数使得交叉眼干扰制定模块的交叉眼干扰信号提高精度。
交叉眼干扰制定模块包括变频模块、功放模块和信号处理模块;
变频模块用于完成天线控制模块接收信号的前端放大、下变频和发射信号的上变频、放大,并输出AD时钟信号;变频模块由接收前端、下变频通道、上变频通道和本振功分模块组成,变频模块用于完成射频信号的接收和发射功能;
上变频模块完成将输入的1.8GHz±0.5GHz的信号上变频到为2GHz~18GHz的高频信号输出;下变频模块主要功能是将输入的2GHz~18GHz的高频信号下变频到1.8GHz±0.5GHz的中频信号输出;
功放模块用于完成发射信号的功率放大,功放模块采用固态功放,固态功放由前级推动放大电路、功率放大电路、电源处理电路、定向耦合器及功率检测电路、控制检测和通讯电路组成,固态功放的各部分部件相互独立,由电气接口和机械接口连接,固态功放采用传导散热加风冷一体化设计,并根据固态功放输出功率指标采用功率管进行功率的合成;内部模块化设计可单独拆换维修,以方便日常的使用、保养和维护;
根据固态功放输出功率指标,末级采用两只输出功率10W的GaN功率管进行功率合成。
信号处理模块用于完成接收信号的数字化、数字下变频、幅相处理和基带信号的生成、数字上变频,以及基带校正信号的产生和数字上变频;信号处理模块用于完成目标模拟和干扰模拟的数模转换,且信号处理均在AD变换以后进行,信号处理模块还用于对交叉眼干扰信号的校正。
信号处理单元硬件主要基于双通道DRFM模块来实现,该模块集成1路ADC、1路DAC和大规模FPGA等处理资源;
采用交叉眼干扰时,系统信号路径如图所示,需要保证两路发射信号从两个天线发射出去后幅度相等、初始相位相差180°,经过AD之后的信号为数字信号,因此在两块数字采集模块间传输时不会引起相位的变化;
但是要考虑两块采集模块的同步问题,进行校正如图。
信号处理模块包括信号模拟模块、参数控制模块、时序产生模块和时序能量分析模块;
信号模拟模块用于通过样本通道获取的零中频样本信号,并将零中频样本信号传输给参数控制模块,参数控制模块根据样本数据提供模式控制参数,且目标模拟和干扰模拟根据模式配置不同的控制参数;时序产生模块用于依据工作方式提供收发时序,信号模拟模块将模拟信号调制生成后送到发射通道;
时序能量分析模块用于分析不同时序情况下信号在发射通道处的能量与接收端的能量差异。
时序能量分析模块包括信号能量采集模块、参数测量模块和关系建立模块;
能量采集模块采集不同时刻下接收端的雷达信号总能量U和发射端的雷达信号总能量V,参数测量模块获取雷达的相关参数H,相关参数包括雷达信号在接收和发送时位置距离h和雷达信号间的相对截面积s;
关系建立模块用于建立雷达参数H与雷达信号总能量W之间的参数关系{雷达参数→雷达信号总能量},雷达信号总能量W={U,V};提取不同时序情况下相同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k,{H1、H2、...、Hi}1~k分别表示第1、2、...、i时序情况下对应第1、2...k种雷达参数;{V1-U1、V2-U2、...、Vi-Ui}1~k分别表示第1、2、...、i时序情况下对应第1、2...k种雷达参数对应的能量差值;
获取相同时序情况下不同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]},H’1、H’2、...、H’j分别表示相同时序情况下第1、2、...、j种雷达参数,V’1-U’1、V’2-U’2、...、V’j-U’j表示相同时序情况下第1、2、...、j种雷达参数对应的能量差值;
计算集合{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k和{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]}中不同雷达参数在不同时序情况下集合的能量偏差值dk和dj,能量偏差值=[{V-U}max-{V-U}min]/{V-U}均;其中{V-U}={{Vi-Ui}1~k,{V’j-U’j}},{V-U}均={{Vi-Ui}(1~k)均,{V’j-U’j}均};
比较能量偏差值dk和dj的大小,且依据{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k∩{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]}的结果,提取能量偏差值最小对应集合的雷达参数作为目标参数集合{hs}。
通过上述方法判断雷达参数在雷达信号发射和接收过程中的损耗原因是否与雷达的参数相关,且两种集合中都包含相同雷达参数根据确定相同情况下,选取信号能量偏差值小的参数进行分析,说明偏差值小情况下对应的集合环境是造成雷达信号能量偏差的主要原因,且能量偏差值小说明能量损耗的小,则对应参数在雷达信号收发的应用中将会更加精确和有效。
精度校验模块包括隔离度分析模块;隔离度分析模块用于分析雷达收发天线之间的精度要求;
隔离度分析模块获取目标保护系统设置的最小隔离度L0,则天线隔离度L1=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr),其中22.0为传播常数,d为收发天线水平间隔距离,λ为天线的工作波长,Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益,Dt、Dr分别为发射和接收天线水平方向造成的损耗;
获取目标参数集合{hs}对应的水平间隔距离和损耗构成集合{d,Dt+Dr}hs。
精度校验模块还包括密度分析模块和综合验证模块;密度分析模块用于分析目标参数集合在满足最小隔离度时对应的能量密度分布,综合验证模块用于对目标参数集合中既满足能量密度分布阈值又满足最小隔离度的参数进行提取作为优先选择参数;
密度分析模块计算并提取集合{d,Dt+Dr}hs中天线隔离度大于等于最小隔离度L0时对应的水平间隔距离和损耗构成集合{d,Dt+Dr}hs‘,获取集合{d,Dt+Dr}hs‘∩{hs}中相同水平间隔距离对应的雷达信号间的相对截面积s参数构成目标截面积集合{s}hs;
获取目标参数集合{hs}中信号产生的次数b、信号在垂直方向上的平均间隔距离z与目标截面积集合{s}hs,计算产生雷达信号的空间密度ρ=b·z/s,信号产生表示一个完整的发射接收闭环;并获取目标参数集合中所有参数对应的空间密度{ρ}计算平均空间密度ρ0,选取集合{ρ}中大于等于平均空间密度ρ0对应目标参数集合{hs}的参数作为优先选择参数。
先将满足隔离度的参数进行区分开来是因为隔离度是雷达天线信号传输的重要影响因素,收发天线的位置距离不同、摆放位置的截面积不同传输的信号能量和产生的信号干扰也是不相同的,在选择满足隔离度的基础上进一步对密度分析是为了在雷达参数众多的条件上选择产生干扰信号密度最大且最均匀的信号,因为这样的信号既产生一定的角度欺骗干扰作用,又使得产生的干扰信号与目标保护信号分布均匀,提高了目标保护的安全性和对敌方侦查的欺骗性。
一种具备角度欺骗的目标保护方法,包括以下具体过程:
步骤S1:控制天线信号的传输以及对天线的选择,天线的选择包括收发天线和数传天线,收发天线用于收集空间微波信号并进行辐射;数传天线用于连接并传输信号使其显示;
步骤S2:第一接收天线接收到的雷达信号经过下变频、数字化和幅相处理,然后经过数模转换、上变频、放大后送入第一发射天线对准雷达进行辐射,同时设置第二接收天线接收到的雷达信号经过除去幅相处理的相同过程由第二发射天线对准雷达辐射;
步骤S3:第一和第二天线发射的干扰信号在雷达处经过反相叠加后产生畸变的波前相位,行为稳定的交叉眼干扰信号,实现对雷达的角度欺骗干扰;
步骤S4:对产生的交叉眼干扰信号进行精度的分析,并选取对应雷达信号参数作为优先选择参数。
步骤S4包括以下过程:
步骤S41:采集不同时刻下接收端的雷达信号总能量和发射端的雷达信号总能量,以及雷达的相关参数;并建立雷达参数与雷达信号总能量之间的参数关系{雷达参数→雷达信号总能量};
步骤S42:提取不同时序情况下相同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合以及获取相同时序情况下不同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合;计算能量差值集合中不同雷达参数在不同时序情况下能量偏差值;
步骤S43:提取能量偏差值最小对应集合的雷达参数作为目标参数集合;
步骤S44:获取目标参数集合对应的水平间隔距离和损耗构成的集合1,并设置最小隔离度,且提取集合1中天线隔离度大于等于最小隔离度时对应的水平间隔距离和损耗构成集合2;获取集合2中相同水平间隔距离对应的雷达信号间的相对截面积参数构成目标截面积集合;
步骤S45:计算目标参数集合中所有参数对应的空间密度并计算平均空间密度,选取密度集合中大于等于平均空间密度对应目标参数集合的参数作为优先选择参数。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种具备角度欺骗的目标保护系统,其特征在于,包括天线控制模块、交叉眼干扰制定模块、数字传输模块、显示控制模块和精度校验模块;
所述天线控制模块用于控制天线信号的传输以及对天线的选择,所述天线控制模块包括收发天线控制模块和数传天线控制模块;所述收发天线控制模块用于收集空间微波信号并进行辐射;所述数传天线控制模块用于与显示控制模块相连,在通信时完成控制信号的接收,所述数传天线控制模块与所述交叉眼干扰制定模块连接并发送信号给所述交叉眼干扰制定模块;
所述交叉眼干扰制定模块用于接收所述天线控制模块的雷达信号,并对雷达信号进行反相叠加后产生畸变的波前相位,使得产生交叉眼干扰信号;
所述交叉眼干扰制定模块包括变频模块、功放模块和信号处理模块;
所述变频模块用于完成所述天线控制模块接收信号的前端放大、下变频和发射信号的上变频、放大,并输出AD时钟信号;所述变频模块由接收前端、下变频通道、上变频通道和本振功分模块组成,所述变频模块用于完成射频信号的接收和发射功能;
所述功放模块用于完成发射信号的功率放大,所述功放模块采用固态功放,所述固态功放由前级推动放大电路、功率放大电路、电源处理电路、定向耦合器及功率检测电路、控制检测和通讯电路组成,所述固态功放的各部分部件相互独立,由电气接口和机械接口连接,所述固态功放采用传导散热加风冷一体化设计,并根据固态功放输出功率指标采用功率管进行功率的合成;
所述信号处理模块用于完成接收信号的数字化、数字下变频、幅相处理和基带信号的生成、数字上变频,以及基带校正信号的产生和数字上变频;所述信号处理模块用于完成目标模拟和干扰模拟的数模转换,且信号处理均在AD变换以后进行,所述信号处理模块还用于对交叉眼干扰信号的校正;
所述信号处理模块包括信号模拟模块、参数控制模块、时序产生模块和时序能量分析模块;
所述信号模拟模块用于通过样本通道获取的零中频样本信号,并将零中频样本信号传输给所述参数控制模块,所述参数控制模块根据样本数据提供模式控制参数,且目标模拟和干扰模拟根据模式配置不同的控制参数;所述时序产生模块用于依据工作方式提供收发时序,所述信号模拟模块将模拟信号调制生成后送到发射通道;
所述时序能量分析模块用于分析不同时序情况下信号在发射通道处的能量与接收端的能量差异;
所述时序能量分析模块包括信号能量采集模块、参数测量模块和关系建立模块;
所述能量采集模块采集不同时刻下接收端的雷达信号总能量U和发射端的雷达信号总能量V,所述参数测量模块获取雷达的相关参数H,所述相关参数包括雷达信号在接收和发送时位置距离h和雷达信号间的相对截面积s;
所述关系建立模块用于建立雷达参数H与雷达信号总能量W之间的参数关系{雷达参数→雷达信号总能量},所述雷达信号总能量W={U,V};提取不同时序情况下相同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k,{H1、H2、...、Hi}1~k分别表示第1、2、...、i时序情况下对应第1、2...k种雷达参数;{V1-U1、V2-U2、...、Vi-Ui}1~k分别表示第1、2、...、i时序情况下对应第1、2...k种雷达参数对应的能量差值;
获取相同时序情况下不同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]},H’1、H’2、...、H’j分别表示相同时序情况下第1、2、...、j种雷达参数,V’1-U’1、V’2-U’2、...、V’j-U’j表示相同时序情况下第1、2、...、j种雷达参数对应的能量差值;
计算集合{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k和{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’jV’j-U’j]}中不同雷达参数在不同时序情况下集合的能量偏差值dk和dj,所述能量偏差值=[{V-U}max-{V-U}min]/{V-U}均;其中{V-U}={{Vi-Ui}1~k,{V’j-U’j}},{V-U}均={{Vi-Ui}(1~k)均,{V’j-U’j}均};
比较能量偏差值dk和dj的大小,且依据{[H1,V1-U1],[H2,V2-U2],...,[Hi,Vi-Ui]}1~k∩{[H’1,V’1-U’1],[H’2,V’2-U’2],...,[H’j,V’j-U’j]}的结果,提取能量偏差值最小对应集合的雷达参数作为目标参数集合{hs};
所述数字传输模块用于接收控制信号或将所述交叉眼干扰制定模块中的数据通过无线方式传输到所述显示控制模块,所述数字传输模块包括无线传输和网线传输两种数据传输方式;
所述显示控制模块用于接收所述天线控制模块的数据,所述显示控制模块采用可移动控制平台将控制参数发送到所述交叉眼干扰制定模块;
所述精度校验模块用于所述交叉眼干扰制定模块在制定交叉眼干扰信号时对目标保护的精度进行校验,以及将精度校验结果传输给所述显示控制模块,所述显示控制模块进一步控制参数使得所述交叉眼干扰制定模块的交叉眼干扰信号提高精度。
2.根据权利要求1所述的一种具备角度欺骗的目标保护系统,其特征在于:所述精度校验模块包括隔离度分析模块;所述隔离度分析模块用于分析雷达收发天线之间的精度要求;
所述隔离度分析模块获取目标保护系统设置的最小隔离度L0,则天线隔离度L1=22.0+20lg(d/λ)-(Gt+Gr)+(Dt+Dr),其中22.0为传播常数,d为收发天线水平间隔距离,λ为天线的工作波长,Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益,Dt、Dr分别为发射和接收天线水平方向造成的损耗;
获取目标参数集合{hs}对应的水平间隔距离和损耗构成集合{d,Dt+Dr}hs。
3.根据权利要求2所述的一种具备角度欺骗的目标保护系统,其特征在于:所述精度校验模块还包括密度分析模块和综合验证模块;所述密度分析模块用于分析目标参数集合在满足最小隔离度时对应的能量密度分布,所述综合验证模块用于对目标参数集合中既满足能量密度分布阈值又满足最小隔离度的参数进行提取作为优先选择参数;
所述密度分析模块计算并提取集合{d,Dt+Dr}hs中天线隔离度大于等于最小隔离度L0时对应的水平间隔距离和损耗构成集合{d,Dt+Dr}hs‘,获取集合{d,Dt+Dr}hs‘∩{hs}中相同水平间隔距离对应的雷达信号间的相对截面积s参数构成目标截面积集合{s}hs;
获取所述目标参数集合{hs}中信号产生的次数b、信号在垂直方向上的平均间隔距离z与所述目标截面积集合{s}hs,计算产生雷达信号的空间密度ρ=b·z/s,所述信号产生表示一个完整的发射接收闭环;并获取目标参数集合中所有参数对应的空间密度{ρ}计算平均空间密度ρ0,选取集合{ρ}中大于等于平均空间密度ρ0对应目标参数集合{hs}的参数作为优先选择参数。
4.一种具备角度欺骗的目标保护方法,其特征在于,包括以下具体过程:
步骤S1:控制天线信号的传输以及对天线的选择,所述天线的选择包括收发天线和数传天线,收发天线用于收集空间微波信号并进行辐射;数传天线用于连接并传输信号使其显示;
步骤S2:第一接收天线接收到的雷达信号经过下变频、数字化和幅相处理,然后经过数模转换、上变频、放大后送入第一发射天线对准雷达进行辐射,同时设置第二接收天线接收到的雷达信号经过除去幅相处理的相同过程由第二发射天线对准雷达辐射;
步骤S3:第一和第二天线发射的干扰信号在雷达处经过反相叠加后产生畸变的波前相位,行为稳定的交叉眼干扰信号,实现对雷达的角度欺骗干扰;
步骤S4:对产生的交叉眼干扰信号进行精度的分析,并选取对应雷达信号参数作为优先选择参数;
所述步骤S4包括以下过程:
步骤S41:采集不同时刻下接收端的雷达信号总能量和发射端的雷达信号总能量,以及雷达的相关参数;并建立雷达参数与雷达信号总能量之间的参数关系{雷达参数→雷达信号总能量};
步骤S42:提取不同时序情况下相同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合以及获取相同时序情况下不同雷达参数对应的收发端雷达信号能量差值集合;计算能量差值集合中不同雷达参数在不同时序情况下能量偏差值;
步骤S43:提取能量偏差值最小对应集合的雷达参数作为目标参数集合;
步骤S44:获取目标参数集合对应的水平间隔距离和损耗构成的集合1,并设置最小隔离度,且提取集合1中天线隔离度大于等于最小隔离度时对应的水平间隔距离和损耗构成集合2;获取集合2中相同水平间隔距离对应的雷达信号间的相对截面积参数构成目标截面积集合;
步骤S45:计算目标参数集合中所有参数对应的空间密度并计算平均空间密度,选取密度集合中大于等于平均空间密度对应目标参数集合的参数作为优先选择参数。
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