相控阵雷达抗主瓣干扰技术研究

自适应波束形成技术是相控雷达的关键技术,能够最大化接收信号,并且防止旁瓣干扰。但在干扰由天线方向主瓣进入时,此技术性能会显著降低,对雷达检测性能造成极大影响。对于雷达主瓣干扰抑制问题,文章从当前抗主瓣干扰方式进行分析,主要是主动对抗及被动抑制两方面,重点探究相控阵雷达抗主瓣干扰技术。

JADE盲源分离算法应用于雷达抗主瓣干扰技术

压制干扰信号从主瓣进入雷达接收机,会严重影响雷达的性能。通常的副瓣抗干扰技术难以奏效。首先给出了盲源分离技术(BSS)应用于雷达抗主瓣干扰的基本条件和信号模型,并预估计信号源数目。在此基础上应用基于四阶累积量的特征矩阵近似联合对角化(JADE)盲分离算法分离接收到的主瓣干扰混合信号,并脉压找出目标信号。最后仿真比较了JADE在不同干扰环境中的抗主瓣干扰效果,仿真结果表明了算法良好的抗干扰性能。

Fast ICA应用于雷达抗主瓣干扰算法研究

压制干扰信号从主瓣进入雷达天线,会严重影响雷达的性能。通常的副瓣抗干扰技术难以奏效。本文首先给出了盲源分离应用于雷达抗主瓣干扰的信号模型,在此基础上提出了均匀噪声环境中,基于负熵最大化的快速固定点独立成分分析(Fast ICA)盲源分离算法,并用其分离接收到的干扰混合信号,最后脉压找出目标信号。仿真验证了算法用于抗主瓣干扰的有效性,并对其抗干扰性能进行了评价。仿真结果表明了算法良好的抗干扰性能,以及在分离效率上较明显的优势。

Fast ICA盲分离算法在雷达抗主瓣干扰中的应用研究

压制干扰信号从主瓣进入雷达天线,会严重影响雷达的性能,通常的副瓣抗干扰技术难以奏效。文中首先给出了Fast ICA应用于雷达抗主瓣干扰的信号模型;在高信噪比的均匀噪声环境中,利用基于寻找峭度的局部极值点的Fast ICA盲分离算法分离接收到的主瓣干扰混合信号,通过脉压找出目标信号。仿真验证了算法用于抗主瓣干扰的有效性,该算法具有良好的抗干扰性能,在分离效率上具有较明显的优势。

基于最大信噪比的盲源分离雷达抗主瓣干扰方法

针对现有压制干扰从主瓣进入雷达天线,传统副瓣抗干扰方法失效的问题。提出一种应用最大信噪比准则的盲源分离抗主瓣干扰方法。首先提出了盲源分离应用于雷达抗主瓣干扰的模型,估计信号源个数后构建基于信噪比的目标函数,而后选择求解得到的广义特征向量构造分离矩阵。与传统算法相比,该方法不需要进行迭代运算,有效降低了计算复杂度。经过仿真分析,验证该方法能够有效分离混合信号,具有较高的分离效率。

多基地相参雷达抗主瓣干扰性能分析

提出了多基地相参雷达抗主瓣干扰的新思路。分析了多基地相参雷达抗主瓣干扰的可行性,提出了改进的2步自适应算法。通过采用5种不同算法的仿真对比,结果表明:提出的NVFF-RLS自适应算法,无论从收敛速度还是目标信号分离效果均优于其它4种算法,使得SINR可改善约30～36dB,对消效果体现了多基地相参雷达抗主瓣干扰的优势所在。

基于约束独立分量分析的雷达抗主瓣干扰方法

针对雷达受到主瓣压制干扰时,无法有效对目标回波信号进行检测的问题,提出了基于约束独立分量分析(ICA)算法的雷达抗主瓣干扰方法。该方法首先根据雷达发射信号已知的特点,构建了以发射信号为参考信号的接近性量度函数,进而建立了基于约束ICA算法的雷达抗主瓣干扰模型,在此基础上提出了更贴近现实的含噪约束ICA算法,最后提取目标回波信号进行匹配滤波实现峰值检测,达到抗干扰效果。理论分析和仿真实验表明,本算法在强噪声干扰背景下能够有效提取目标回波信号达到抗主瓣干扰的效果,且算法复杂度较低,分离效率优势明显。

双站对消抗主瓣干扰技术研究

基于双站目标回波去相关、干扰信号相关条件给出了双站对消抗主瓣干扰的物理模型；结合自适应滤波提出了双站对消抗主瓣干扰算法，通过散射点模型对双站对消抗主瓣干扰算法的干扰抑制性能和信噪比损失性能进行了仿真和分析；并根据仿真条件构建了试验验证系统，进行了对应的试验验证。仿真和试验结果表明：在双站与目标夹角大于目标回波去相关角度的条件下，当干噪比大于30dB时，信干噪比改善大于25dB。

相控阵雷达抗主瓣干扰技术综述

为提高掩护战斗机与导弹突防的干扰有效性,主瓣干扰将逐步成为未来战争中电子战装备的优先选择,远距离支援式主瓣干扰、随队式主瓣干扰和机载弹载自卫式干扰是未来海战环境中大中型水面舰艇预警探测雷达常态化面临的主要干扰场景。当干扰来自天线主瓣或近主瓣区域时,现有抗副瓣干扰技术基本失效,现役技术状态不具备有效的对抗措施,严重制约了舰载主战雷达的实战性能。从雷达抗干扰能动性角度系统地梳理了现有抗主瓣干扰方法,主要包括主动对抗和被动抑制两方面,着重介绍了单装抗干扰代表性成果及其最新进展,分析了相应算法实现思路及存在的问题。

基于主辅通道的盲源分离抗主瓣干扰算法

针对传统抗干扰算法难以有效抑制雷达主瓣干扰的问题,提出一种基于主辅通道的盲源分离抗主瓣干扰算法。构建雷达抗主瓣干扰的信号模型,并对信源数目进行估计。利用基于矩阵联合对角化特征矢量的盲分离算法分离主瓣目标和干扰混合信号。基于时域峰均值功率比评估指标实现目标和干扰通道分类。仿真实验表明,提出的信源估计和通道分类算法准确有效,同时盲源分离在复杂电磁环境中具有良好的抗干扰性能。

基于BMP及CMR的抗主瓣干扰算法研究

对于相控阵雷达抗主瓣干扰问题,本文通过对空时联合域抗主瓣干扰算法的研究,分析了基于阻塞矩阵预处理后常用的加权系数补偿法、白化法、对角加载法,以及对角加载结合线性约束波束保形算法存在的不足,提出了一种适用于采样快拍包含目标信号情况下的抗主瓣干扰算法。通过分析阻塞矩阵预处理后数据特征值的变化情况,修正预处理导致的过处理现象,从而重构协方差矩阵,该算法适用于阻塞矩阵预处理导致的自由度损失的情况,能够解决由于预处理导致的主瓣波峰偏移等失真问题,同时算法复杂度较低。该算法最大的优点是当采样快拍包含目标信号时,其抗干扰性能较好,快拍敏感度相比常规的波束保形方法更低,经实测数据验证,结果显示出该算法的优越性。

非矩形相控阵的抗主瓣干扰与单脉冲测角技术

在传统的数字波束形成雷达系统中,为了抑制主瓣干扰,并保持对目标单脉冲角度估计的精度,需要同时形成四个波束。对于大型的雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成。但是对于非矩形天线阵结构,传统的自适应波束形成架构不再适用,单脉冲角度估计的精度会大幅降低。文中针对非矩形平面阵列,提出一种新的自适应波束形成方法。首先,需要对四个接收波束的输出做线性补偿,该补偿因子可通过阵列流形精确计算获得;其次,进行自适应主瓣干扰对消处理;再进行二维数字单脉冲测角。文中在理论推导的基础上,结合相控阵雷达阵列实例给出仿真结果,验证了该方法的有效性。

四通道单脉冲测角抗主瓣干扰技术研究

总结了常规雷达抗主瓣干扰的现状,针对探测制导雷达面临主瓣干扰的威胁,提出一种基于数字阵列雷达体制的四通道单脉冲测角的抗主瓣干扰技术。该技术在传统单脉冲测角方法的基础上增加了一个双差通道,通过将波束方向对准主瓣干扰,消除干扰对目标角度测量的影响,有效提高了目标检测能力。对四通道单脉冲测角方法进行了仿真分析,验证了该方法的有效性,同时对该方法在不同信噪比下的测量精度进行了仿真实验,说明该方法具有工程可实现性。

基于干扰分类的自适应抗主瓣干扰方法

文章针对雷达受到主瓣干扰的情形,提出一种基于干扰分类识别的自适应抗干扰方法。首先,对干扰信号进行分类识别,获取干扰信号的特征信息;然后,基于干扰信号特征形成有针对性的抗干扰策略,利用抗干扰算法库,自适应地选取相应的抗干扰措施完成干扰抑制,达到抗干扰的效果。通过试验验证,该方法能有效抑制主瓣干扰,提高了雷达实战对抗能力。

主瓣干扰下雷达组网主被动联合跟踪调度方法

主瓣干扰是雷达面临的重要威胁,通过多雷达组网协同发挥体系效能是对抗此类威胁的有效手段。文中针对主瓣干扰下雷达组网协同探测系统跟踪性能下降的问题,提出一种基于强化学习的多目标跟踪主被动联合的资源调度方法。首先,给出干扰条件下的雷达主动量测模型和被动定位模型;然后,利用雷达在主动和被动工作模式下精度随干扰强度的不同变化趋势,设计了以最小化跟踪误差为目标的评价函数;最后,使用近端策略优化算法的强化学习智能体进行雷达主被动工作模式选择,将剩余的多雷达驻留时间分配作为凸优化问题进行求解。仿真实验结果表明,该方法相比传统的雷达工作模式分配策略,能够提升雷达组网协同探测系统在强干扰环境下的跟踪性能,从而提高系统抗干扰能力。

盲分离算法和FRFT联合抗雷达主瓣干扰技术研究

压制干扰信号从天线主瓣进入雷达接收机,会严重影响雷达的性能,通常的旁瓣抗干扰技术难以奏效。而基于盲源分离算法(BSS)的抗主瓣干扰技术在低信噪比条件下性能恶化,因此本文提出了BSS和分数阶傅里叶变换(FRFT)联合抗主瓣干扰的技术。文章首先利用经典的BSS算法分离接收到的主瓣干扰混合信号,然后对有线性调频(LFM)信号特征的分离信号进行FRFT变换处理,并在FRFT域滤波去除大部分噪声的能量,最后FRFT逆变换恢复出目标信号。仿真实验表明,新算法相比BSS的抗主瓣干扰算法对脉冲压缩以后的峰值信噪比有较大的改善,较大地提高了脉冲压缩雷达的检测性能,具有良好的应用前景。

多PRI采样联合cICA的抗主瓣欺骗干扰方法

针对单通道雷达主瓣受到欺骗干扰,提出了一种多脉冲重复间隔(PRI)采样结合约束独立分量分析(cICA)的抗干扰方法。该方法首先根据距离密集假目标干扰,建立了基于多PRI采样的抗干扰模型并对其可行性进行证明,然后利用cICA方法对目标回波信号进行提取,最后进行匹配滤波处理实现峰值检测,达到抗干扰效果。理论分析和仿真实验表明,该算法在距离密集假目标干扰背景下能够有效提取目标回波信号达到抗主瓣干扰的效果。

FRFT应用于雷达抗主瓣压制干扰技术研究

压制干扰信号从天线主瓣进入雷达接收机,会严重影响雷达的性能,通常的副瓣抗干扰技术难以奏效。线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号在分数阶傅里叶域(fractional Fourier transform,FRFT)会出现能量高度聚集的现象,利用LFM信号的这一特征,提出了基于FRFT的雷达抗主瓣干扰技术。首先对接收到的主瓣干扰混合信号进行FRFT处理,然后在FRFT域滤波去除大部分压制干扰和噪声的能量,最后FRFT逆变换恢复出目标信号。仿真实验表明,新方法对脉冲压缩以后的峰值信噪比有较大的改善,较大地提高了脉冲压缩雷达的检测性能,具有良好的应用前景。

基于多PRI脉压回波的单通道雷达干扰分离方法

研究了一种基于盲源分离的单通道雷达有源相干干扰抑制方法。针对伴随式干扰场景,在间歇采样转发干扰、部分脉冲密集转发干扰等有源相干干扰并存的条件下,建立了基于脉冲压缩的多脉冲重复间隔采样抗主瓣有源相干干扰模型并对其可行性进行了证明。针对现有单通道盲源分离方法在时域进行分离效果有限的问题,提出对脉压后的距离维数据进行盲源分离的思想,可在一定程度上抑制噪声对盲源分离的影响。同时,由于目标信号和干扰信号在脉冲压缩后重合度较低,可获得更好的分离效果。仿真和实测结果表明,在多个干扰源存在的条件下,本方法可有效分离真实目标回波和干扰回波。当信噪比大于5 dB时,目标脉压回波相似系数接近100%;选取虚拟通道数越多,分离效果越好。

一种雷达主瓣欺骗干扰抑制算法

针对单通道雷达受到主瓣干扰,提出了一种基于多周期采样的抗主瓣干扰方法。首先针对距离密集假目标欺骗干扰,建立了基于多脉冲重复间隔(paulse repeat interval)采样的抗主瓣欺骗干扰模型并对其可行性进行证明,然后对信号源个数进行估计,最后借助提出的盲源分离方法将干扰信号与目标回波信号分离,达到抗干扰效果。理论分析和仿真表明,该方法具有较好的分离效果及干扰抑制能力。