雷达有源干扰信号的自动识别与应用
   来源:中国科技博览     2021年05月26日 14:24

[摘 要]现代电子科技的发展带动了雷达技术的革新,在这种发展态势之下,世界各国对于雷达对抗的研究都投入大量的人力和物力,能否准确地识别雷达有源干扰信号也成为了雷达研究的重心。本论文在这样的背景之下,以常见的雷达有源干扰信号为对象,研究对其自动识别的方法。首先对于雷达有源干扰信号做了概述,继而针对压制式干扰信号和欺骗式干扰信号的识别做了具体的分析。希望能够通过本次研究,采取针对性的抗干扰措施,不断增强雷达的抗干扰能力。

[关键词]雷达;干扰信号;识别

中图分类号:TN974 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0171-02

随着民航业的发展和壮大,民航安全问题便成为了重中之重,民航安全保障关系到每一个乘客的切身利益。但是,目前,科技的发展让无线信号变得日益多样和复杂,给民航雷达带来了很多干扰,在这种情况下,对于雷达有源干扰信号的自动识别就显得尤为重要。雷达有源干扰信号的自动识别应用在民航之中,能够提升抗干扰能力,在一定的程度上提高民航空管的安全系数。

一、雷达有源干扰信号概述

一般而言,可以将雷达有源干扰信号的作用原理分为两种类型,第一种是压制式干扰信号,第二种是欺骗式干扰信号。压制性干扰信号利用的是噪声的信号,或者是和噪声类似的干扰信号,让这种干扰信号和真实目标回波进行叠加,在这样的情况下,雷达受到有源信号干扰,很难从所接收的信号之中准确的检测到真实的目标信息,对于雷达的识别造成一定的影响。欺骗式干扰信号与压制式干扰信号有所区别,它主要是采用干扰信号的方式对于真实的目标回波信号进行模拟,这种模拟造成了一种真假混乱的效果,让雷达在接收的时候难以对于干扰信号和真实信号进行区别。这样的干扰信号在一定的程度上破坏了雷达对于真实目标的检测和跟踪的目的,起到了一定的干扰作用。

在有源干扰信号的干扰下,雷达有源信号的自动识别成为了雷达抗干扰的必要条件。一般而言,雷达抗干扰的流程如图1所示:

从流程图1中我们可以看出,干扰模式的识别是雷达进行干扰抑制处理的前提和基础,对于雷达有源干扰信号自动识别的重要性可见一斑。

而针对于雷达有源干扰信号类型的自动识别流程一般如图2所示:

由图1可知,雷达有源干扰类型的自动识别的第一步是针对于雷达所接收到的信号进行预处理,对于所接收到的信号的不同的特征进行归纳,这种预处理一般根据信号在时域、频域和其它变换域上的特征,并依据干扰信号呈现出的细微的特征,根据已经掌握的经验,对于这些特征和参数进行进一步的分析和处理,建立一个有效的有源干扰信号自动识别的参数数据库。当飞机将要采取行动的时候。根据雷达接收到的信号,结合数据库中的各个参数,联合已有的经验,综合使用统计判决树或者是模糊识别的方法,对于干扰信号的类型进行分类识别。对于干扰信号类型的自动识别对于之后的干扰抑制模块奠定了一定的基础,能够让这个模块在后续的时候选择相应的抑制算法。

二、压制性干扰的自动识别

压制式干扰的主要作用是采用噪声信号让雷达无法检测到真实的目标信息。压制性干扰信号的类型有阻塞式、瞄准式和扫频式干扰等多种。下面我们将以射频噪声干扰为例,阐释其自动识别的方法。

射频噪声指的是使用恰当的滤波器对于白噪声进行滤波,并通过放大器最终得到的有限频带噪声。这种噪声与白噪声有类似之处,其信号的形式如下所示:

T(t)=Un(t)cos[Wjt+?(t)]

由此可见,射频噪声的信号形式是窄带高斯过程。

射频噪声干扰情况下的时频显示出一下特征(图3):

由上图我们可以看出,射频噪声干扰的时域上持续的时间很长,干扰信号超过门限的值也比较多。能够检测到干扰信号的通道也很多,干扰信号的分布比较平均。基于这些特点,我们可以设计针对性的自动识别方法。

首先,可以现对于信号进行一定的数字通道化的处理,如果在处理的过程之中发现持续的时间和功率都可以过门限,那么则可以初步判定这种有源干扰的类型是压制式干扰。

其次,在对于压制式干扰已经识别的基础之上,如果在检测中发现干扰信号谱宽能够覆盖住整个接收机频段,那么则可以确定其为射频噪声干扰。

三、欺骗式干扰的自动识别

欺骗式干扰的工作本质是利用和目标信号相似的、具有迷惑性的干扰信号对于真实的目标信号进行干扰,在欺骗式信号的干扰下,干扰信号作用于雷达的跟踪系统和检测系统终端,雷达无法准确的检测到真实的目标信号,无法真实的测量目标信号的参数,让雷达对于真正目标信号的检测和跟踪受到迷惑和扰乱。一般而言,常见的欺骗式干扰由截断相位编码信号产生多假目标欺骗干扰、由线性调频信号产生多假目标欺骗干扰、距离随机多假目标欺骗干扰,拖引干扰包括距离拖引欺骗干扰、速度拖引欺骗干扰、距离一速度拖引欺骗干扰等几种干扰类型组成。

在实际的操作中,可以通过截断二相编码信号的方式为干扰信号将其送回雷达接收机,将其进行脉压处理,这样就可以在雷达的终端形成假目标干扰。信号截断会让雷达最初发射信号时生成的脉冲压缩滤波器进行脉冲压缩处理。下面,我们将以N=13巴克编码信号和31位长度m序列编码信号为例,对截断二相编码信号送回雷达原始发射信号生成的匹配滤波器脉冲压缩输出进行仿真,仿真结果如图4所示:

从图4所示的仿真结果中,我们能够看出,干扰机能够将截断接收到的相位编码的雷达信号,并且将其送回。在雷达接收机的匹配滤波器实现了部分相关,可以获得一定的脉冲压缩增益。如果只是针对于前段进行截断,或者只针对于后段进行截断,那么生成的干扰目标的旁瓣的个数和幅度十分有限,而如果可以针对于前段和后段进行同时截断,则可以产生很多个干扰目标回拨信号。

根据上述研究,我们发现,由截断相位编码信号产生的多假目标干扰是针对相位编码信号进行截断产生的。因此,我们在进行识别的时候可以根据这一特点来进行识别方案的设计。首先,自动识别的前提是要搞清楚相位编码信号的瞬间频率特点,根据这一特点对于相位编码信号进行识别,将其是否为相位编码信号做出明确的判断。再此基础之上,可以通过对比检测到脉冲宽度值与雷达发射信号的脉冲宽度值,通过对比结果,若是检测到的脉冲宽度要比雷达发射信号的脉冲宽度值小的时候,可以将其自动识别为是由于截断相位编码产生的随机多假目标干扰。

民航空管安全至关重要,在电子发展的时代中,雷达设备的抗干扰能力也在不断的上升,自动识别应用航空之中,让雷达能够对于简单的信号复制难以形成欺骗式的干扰。使得干扰信号能够更加容易被检测出来。

结语

随着社会经济的发展,航空业也进入到了多元形态发展的时期,通用航空和低空开放发展迅速,雷达管制越来越重要。无线电的推广发展,使得对抗雷达有源信号的识别是航空安全中必不可少的环节。在这种情况之下,为了保障空管安全,提高空管雷达的保障能力,越来越多的人投入到雷达干扰信号的识别研究之中。因此,本文在这种情况下对于雷达有源干扰信号的自动识别的研究不仅丰富了已有的研究内容,也为今后民航空管雷达需求提出了要求,具有一定的理论价值。

参考文献

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[5]李志明.雷达有源干扰信号的自动识别方法研究[D].电子科技大学,2009.

作者简介

屈晓钢;男;1970.09.12;北京;大学本科;雷达信号干扰分析; 工程师;中国民用航空华北地区空中交通管理局。

雷达 干扰 信号