数字阵列雷达多假目标干扰智能抑制方法应用研究

方振东

【摘要】    随着电磁环境日益复杂以及干扰手段多样化，雷达整体的抗干扰手段也随之增多，客观上要求雷达干扰抑制实现智能化。本文主要以数字阵列雷达多假目标的干扰抑制为设计背景，主要介绍了数字阵列雷达回波信号以及多假目标干扰信号模型，重点阐述了数字阵列雷达多假目标干扰的智能抑制方法和应用时的处理流程，并通过仿真验证数字陣列智能抑制多目标干扰流程的有效性。

【关键词】    数字阵列    距离多假目标    干扰智能抑制

引言：

雷达对抗是电子对抗的一个重要的组成部分，其中有源干扰是雷达电子对抗的主要手段，按照干扰信号的作用机理可以将干扰分为遮盖性干扰和欺骗性干扰。目前雷达电子对抗欺骗干扰中最常用的干扰形式之一是多假目标干扰，因为其干扰信号的功率谱有相对宽的干扰带宽和相对大的噪声功率，此外因为很多新型相控阵发射波形采用线性调频信号作为载频，所以该种干扰信号具有低截获概率的特性。因此，为保持我方雷达的战斗能力，防止多假目标干扰进入雷达天线副瓣，需要对此类干扰源进行侦查并抑制，是相控阵雷达抗干扰设计过程中必须要考虑的问题。目前雷达抗干扰手段以人工操作为主，自动化智能化程度不能满足战场瞬息万变的复杂电磁环境，因此对智能化干扰抑制技术的研究已经非常紧迫。

一、雷达回波信号与干扰信号模型

1.1雷达回波信号模型

由于线性调频（LFM）信号具有大的时宽带宽积，雷达系统广泛使用线性调频信号作为雷发射信号。线性调频信号在雷达的一个相参处理间隔（CPI）内发射N个脉冲，则第n个脉冲的发射信号的表达式为：

对于相对于雷达距离为R，移动速度为V的空间点目标，则雷达接收到的第n个脉冲回波信号为：

式中，A0是点目标回波的幅度，t0是点目标回波的时延。

1.2干扰信号模型

假定本文中多假目标为距离欺骗假目标的形式，其工作原理为：干扰机将截获到的发射脉冲中线性调频信号，然后对其进行频率复制和幅度放大，经过一定时间延迟△t后，连续地转发回去，覆盖整个脉冲重复周期。这种方式每复制转发一次雷达信号，即可产生多个距离假目标。假设在一个脉冲重复周期内转发M个假目标，此时，干扰信号可以表示为。

上式中，Am是第m个假目标回波的幅度，tm是点第m个假目标回波的时延。

在雷达接收机接收到的信号为雷达目标回波是系统噪声及干扰信号回波的混合信号，则第n个脉冲回波信号可以表示为：

式中Sn（t， n）为回波中的噪声信号。

二、数字阵列雷达智能抑制多假目标干扰研究

数字阵列雷达智能抑制距离假目标干扰架构主要包括以下三点内容：首先是回波中干扰的认知，其次是真对回波干扰的抗干扰措施决策，最后是抗干扰效果评估。由于数字阵列雷达系统抗干扰措施与方法有很多，人工采用的单一的反干扰措施难以满足现代雷达的抗干扰需求，因此干扰的智能抑制方法代替手动选择反干扰措施。干扰的智能抑制技术在某种意义上具有认知雷达的概念与技术，干扰的智能抑制技术的核心即为智能识别回波中存在的干扰类型，且智能决策采用某种反干扰措施，并对干扰效果完成自动评估，从而实现干扰的智能抑制。数字阵列雷达智能抑制多假目标干扰流程如图1所示：

首先雷达接收回波后进行干扰检测，由于距离多假目标干扰是在距离上形成假目标从而对雷达产生距离欺骗干扰，可以通过构建多假目标干扰的特征参数库，来确定数字阵列雷达回波中是否存在多假目标干扰。若检测到雷达回波中不存在多假目标干扰信号，则通过对雷达回波的持检测，直到检测到雷达回波中的多假目标干扰。若检测到雷达回波中存在噪声压制干扰、速度欺骗等类型干扰，则进入雷达操控终端手动完成对此种类型的干扰抑制策略制定与选择。

距离多假目标干扰智能抑制的第二个环节是干扰抑制措施的智能决策，通常的干扰抑制决策是由干扰识别结果所决定。根据距离多假目标干扰特征参数可以有效地区分距离假目标与其他类型如压制式干扰，进而保证干扰抑制有效地进行。若雷达回波的检测结果中包含距离假目标干扰，则进入干扰智能抑制处理流程。雷达回波数据脉压后，同时进行算法库中所有干扰智能抑制算法对假目标干扰的抑制，然后根据不同干扰抑制算法效果进行比较评估，从干扰抑制算法库中选择抑制性能最优算法对假目标干扰进行抑制。

距离多假目标干扰智能抑制中最后一步是更新假目标干扰抑制方法。在干扰效果评估结束后，选择干扰效能评估最佳的算法作为下一个相参处理间隔的优选算法，更新干扰抑制流程。雷达回波的每一个脉冲重复周期的回波数据需要经过此干扰智能抑制的流程，直到没有接收到雷达回波或者检测到回波中不存在多假目标后结束，然后整个干扰智能抑制等待再次调用，通过这种方法流程实现对于距离多假目标干扰的智能抑制。

三、仿真结果及分析

下面通过仿真演示验证数字阵列智能抑制多目标干扰流程的有效性。假设雷达在一个CPI中发射64个脉冲，脉冲宽度为20us，在一个脉冲周期中转发12个距离多假目标欺骗干扰，干扰距离随机，具体仿真设置雷达及目标具体参数如表1所示：

根据表1 所示参数得到下述仿真结果图，图2（a） 为雷达受到距离多假目标干扰后雷达回波脉压结果俯视图。图2（b） 为采用智能抑制多假目标干扰流程输出的结果，从图中可以看出，干扰信号已经被完全抑制，仅剩余每个脉冲的目标信号输出。图2（c）为干扰被抑制后，对脉压数据进行MTD 的结果图。由前面对干扰信号模型分析可知，由于干扰信号距离和速度是失配的，相邻脉冲之间干扰信号是不相干的，因此干扰信号的能量分散在整个距离-多普勒二维平面，且从图2（ c） 可知，回波抑制干扰后经MTD滤波器，可以提取目标运动速度。

四、结束语

本文对实现复杂电磁干扰环境下的多假目标干扰模型的感知及特性分析，根据干扰环境智能选取对系统有效的雷达抗干扰技术和流程，并对抗干扰效果进行评估，以模拟雷达在复杂电磁环境下的生存状况，分析了基于数字阵列多假目标智能抑制方法。通过仿真实验数据的处理结果表明了数字阵列雷达智能抗干扰流程的有效性和可实施性。因此，本文所阐述的智能抗干扰流程对雷达抗干扰技术运用和改善效果具有一定的应用价值。

参  考  文  献

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