Repeater jamming suppression method for pulse Doppler fuze based on identity recognition and chaotic encryption

Pulse Doppler(PD) fuze is widely used in current battlefield. However, with the threat of repeater jamming, especially digital radio frequency memory technology, the deficiency in the anti-repeater jamming of a traditional PD fuze increasingly emerges. Therefore, a repeater jamming suppression method for a PD fuze based on identity(ID) recognition and chaotic encryption is proposed. Every fuze has its own ID which is encrypted with different chaotic binary sequences in every pulse period of the transmitted signal. The thumbtack-shaped ambiguity function shows a good resolution and distance cutoff characteristic. The ability of anti-repeater jamming is emphatically analyzed, and the results at different signal-to-noise ratio(SNR) show a strong anti-repeater jamming ability and range resolution that the proposed method possesses. Furthermore, the anti-repeater jamming ability is influenced by processing gain, bit error rate(BER) and correlation function. The simulation result validates the theoretical analysis, it shows the proposed method can significantly improve the anti-repeater jamming ability of a PD fuze.

ECCM scheme against interrupted sampling repeater jammer based on time-frequency analysis

The interrupted sampling repeater jamming（ISRJ） is an effective deception jamming method for coherent radar, especially for the wideband linear frequency modulation（LFM） radar. An electronic counter-countermeasure（ECCM） scheme is proposed to remove the ISRJ-based false targets from the pulse compression result of the de-chirping radar. Through the time-frequency（TF） analysis of the radar echo signal, it can be found that the TF characteristics of the ISRJ signal are discontinuous in the pulse duration because the ISRJ jammer needs short durations to receive the radar signal. Based on the discontinuous characteristics a particular band-pass filter can be generated by two alternative approaches to retain the true target signal and suppress the ISRJ signal. The simulation results prove the validity of the proposed ECCM scheme for the ISRJ.

Application of uniform DFT filter bank in radar jamming system

The principle of uniform DFT filter bank is presented. Exploiting poly-phase structure, radar jamming system samples the intercepted wideband radar signals through analysis filter bank by different channels and linearly modulates the intercepted radar signal according to the theory of signal and system, then synthesizes the jamming signal through the synthesis filter hank. The method merely requires lower sample frequency, reduces the computational complexity and the data quantity to be processed. The un-ideal filter＇s influence to the result of signals processing is analyzed by simulating the match filter in radar jamming system.

基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样转发干扰的部分匹配特性,该文在匹配滤波过程中引入了扩展域,即波形域,以研究干扰信号与真实目标回波信号元素的局部特征,并在每个波形域上定义了自适应的阈值函数。其次,引入卡尔曼滤波对波形域信号进行状态估计,通过自适应阈值检测筛选出波形域信号中的有效积分元素与无效积分元素,并建立关于有效积分元素的估计状态空间。最后,在抑制波形域信号中的无效积分元素的同时,从有效积分元素的估计状态空间中补充相应长度的积分元素,保留剩余的有效积分元素,通过积分得到不含虚假目标的距离像结果。该文所提方法不倚赖于任何干扰机参数等先验信息,即可有效抑制间歇采样转发干扰。仿真实验表明,与传统方法相比,该文方法实现的抗间歇采样转发干扰性能更优。

密集扫频干扰下调频连续波引信响应特性

密集扫频干扰作为一种典型的压制式干扰方式,在实际战场使用中对调频连续波引信产生巨大威胁。针对调频连续波引信在密集扫频干扰下容易失效的问题,在分析调频连续波引信工作原理的基础上,推导密集扫频干扰下的调频连续波引信响应过程,进一步分析采用时域干扰样本归零抗干扰方法后的等效干扰效果,并进行相关的仿真分析及实验验证。仿真及实测实验结果表明:密集扫频干扰信号与引信信号越相似,在差频信号时域样本中的有效干扰比例就越大;进行时域干扰样本归零处理后,将产生对调频连续波引信真实目标信号的间歇采样转发干扰效果,距离维包络上将产生多个假目标,假目标的分布与归零处理后的等效占空比及干扰频率相关,导致调频连续波引信的炸点散布显著增大。

几何匹配滤波器及其对间歇采样转发干扰的响应特性

针对间歇采样转发干扰问题,基于几何代数工具重新审视匹配滤波过程,以投影角余角作为滤波器输出构造了几何匹配滤波器并分析了其对间歇采样直接转发干扰的响应特性。仿真中利用几何匹配滤波器输出对干扰采样占空比进行了估计,为下一步抑制干扰提供了先验知识;通过对比不同参数下几何匹配滤波器与传统匹配滤波器对目标与干扰的输出,说明了几何匹配滤波器对强干扰的优良适应能力以及给目标检测带来的增益,为解决雷达对抗切片转发干扰提供了一种新的几何视角。

脉内频率 时延捷变雷达抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰凭借快速准确的采样和转发手段,利用脉压雷达的匹配滤波特性形成假目标群,严重影响目标检测和跟踪性能。针对这一问题,结合波形设计和滤波思想,设计一种脉内频率时延捷变波形,并在此基础上提出一种基于时频分析的抗间歇采样转发干扰方法。首先,将线性调频信号划分为多个子脉冲,并在子脉冲之间增加随机时延。然后,提取未被干扰的子脉冲进行目标位置的准确判断,结合子脉冲的频率和随机时延等先验信息,利用迭代阈值分割算法去除强干扰信号。最后,通过构造时频域和时域带通滤波器分别进行子脉冲滤波和时域滤波处理。仿真实验结果表明,所提方法在不同干信比、信噪比和非同步采样情况下具有较好的抗间歇采样转发干扰性能。

针对组网雷达的无人机集群转发式欺骗干扰时延误差研究

在现代战争中,利用无人机集群对敌方组网雷达进行欺骗干扰作为一种有效对抗手段受到了广泛应用。然而,面对复杂作战环境,无人机集群搭载的数字存储转发设备因其精度受限而存在转发时延误差,这将导致实际生成的虚假目标点和预设虚假目标点产生偏移,使欺骗效果大打折扣。针对此问题,本文在组网雷达站址及其射频辐射参数等信息先验已知的情况下,基于“同源检验”思想,在组网雷达空间分辨率一定时,分析了数字存储转发技术对组网雷达进行有效欺骗干扰的边界条件,并针对典型组网雷达系统,探明了转发延迟误差与欺骗干扰效果的影响规律。仿真结果表明,分析和推导的结果能够对实际干扰机性能可否对组网雷达实施有效欺骗干扰给出可行性判定。

非均匀间歇采样转发干扰对脉内捷变雷达影响分析

脉内频率捷变雷达通过自身“主动”抗干扰特性,利用传统间歇采样转发干扰的不连续性和周期性的特点,结合抗干扰算法,可以有效抑制间歇采样转发干扰。为提高干扰机对脉内频率捷变雷达的干扰效能,本文提出采用非均匀间歇采样转发干扰对脉内频率捷变雷达进行干扰,首先对截获到的脉内频率捷变雷达信号通过时频脊线提取与小波变换进行参数估计,获取子脉冲宽度,然后根据子脉冲宽度约束干扰参数,构造非均匀间歇采样转发干扰。理论分析和结果表明,通过非均匀间歇采样转发使得脉内频率捷变雷达在时频域等多域难以抑制干扰,极大地提升了干扰机的干扰能力。

间歇采样转发干扰下基于稀疏LVD的高速目标检测

间歇采样转发干扰作为雷达工作环境中一种广泛应用的干扰,通过对雷达发射信号进行多次采样和转发,在接收端可形成假目标使得雷达系统难以检测到真实目标。本文分析了高速运动目标的雷达回波特点,鉴于目标信号具有线性调频信号形式,采用吕氏分布(Lv’s Distribution,LVD)方法进行目标检测,然而在间歇采样转发干扰下该方法失效,无法检测到真实目标。针对高速运动目标在间歇采样转发干扰下的检测和参数估计问题,提出了稀疏LVD的高速目标检测方法。分析了间歇采样转发干扰的时域特征,考虑到间歇采样转发干扰具有时域采样不连续的特点,利用能量函数设置门限提取雷达回波中未受干扰影响的部分目标信号,对部分目标回波信号计算对称参数瞬时自相关函数并矢量化表示。然后利用线性调频Z变换矩阵和快速傅里叶变换矩阵构造出稀疏LVD表示模型,将高速目标检测问题转换为中心频率-调频斜率域上的稀疏求解问题。最后利用正交匹配追踪算法获得稀疏解,实现高速运动目标检测和参数估计。仿真实验结果表明,所建立的稀疏LVD表示模型正确有效,在间歇采样直接转发干扰和间歇采样重复转发干扰两种情况下稀疏LVD方法均可准确检测目标,具有良好的目标检测和参数估计性能。

转发式干扰条件下LFM雷达的检测概率估计

对多雷达干扰效果评估的难点在于分析干扰机对非目标雷达的影响。针对干扰机转发一部线性调频(linear frequency modulation,LFM)雷达的信号无意干扰另一部LFM雷达时的检测概率估计问题,首先计算了被干扰雷达对干扰信号在空域、频域和时域上的接收增益;其次将干扰信号在判决单元中的统计特性建模为非中心卡方分布,并给出了检测概率和虚警概率的计算方法。仿真结果表明,在一部干扰机的无意干扰下,估计的检测概率可作为被干扰雷达检测概率的上限;为达到同样的干扰效果,转发非目标雷达的信号实施干扰,比转发目标雷达的信号进行干扰所需的干扰功率更少。

抗间歇采样转发干扰的发射波形与失配滤波器联合优化算法

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)与发射信号之间具有强相关性,若在接收端采用匹配滤波处理则会产生多个数量可控的高逼真假目标,对雷达的检测性能具有极大的干扰。针对上述问题,提出了一种抗ISRJ的发射波形和接收滤波器联合优化算法,将失配滤波体制下的信噪比(signal to noise ratio,SNR)损失、发射信号恒模约束以及滤波器能量约束考虑在内,以最小化干扰信号归一化脉压后峰值、失配滤波输出信号积分副主比以及输出干信比,并采用主分量最小化(majorization-minimization,MM)方法与平方迭代加速算法提高算法运行速度。仿真结果表明,与其他同类方法相比,所提算法能在保证可靠抗干扰性能的同时,极大缩短运行时间,具有较好的实时性。

一种高多普勒容限的抗间歇采样转发干扰波形设计算法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是一种能有效欺骗相干雷达的有源干扰,尤其针对线性调频雷达,回波信号经过脉冲压缩能够产生一系列的虚假目标。为对抗这类干扰,同时考虑到动目标场景下对波形的高多普勒容限要求,文中首先提出了一种基于模糊函数理论的波形设计方法。然后,在提前认知干扰信号的基础上,以理想化设计波形的相关函数为目标建立了优化模型,并考虑了波形的恒模约束。由于所形成的问题是个非凸问题,因此提出了一种交替循环算法迭代求解该问题。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性,所设计波形具有较高的多普勒容限,同时能够有效对抗ISRJ干扰,当干扰认知存在一定偏差时文中方法具有稳健性。

Mathematic principles of interrupted-sampling repeater jamming (ISRJ)

Coherent Jamming is one of the Important trends in modern radar electronic warfare. High-speed sampling of wldeband radio frequency （RF） signals and high isolatlon of two receive-transmit antennas are key technologies for the realization of coherent jamming. However, these technologies present significant challenges to enginserlng application. In this paper, a novel repeater Jamming based on interrupted sampling technique is presented. For a Jammer with a receive-transmit time-sharing antenna, a radar signal is sampled with a low rate by the jammer. Then, a train of false targets will be achieved after the Jamming signal feed the matched flltar of a pulse compression radar. For the case of the Ilnser frequency modulated （LFM） pulse compression radars, mathematic principles of the interrupted.sampiing repeater jamming Is developed, and then the efficiency of the jamming is described and stated as expressions of key parameters which are also beneficial to the Jamming design for other coherent radars.

基于小波系数相关性的间歇采样转发干扰识别

干扰识别已成为认知雷达重要组成部分,针对数字射频存储(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)干扰机的间歇采样转发干扰识别问题,提出一种基于小波系数相关性的识别算法。利用小波高频系数在时域上具有高分辨率的特点,首先对干扰信号进行小波分解,其次根据间歇采样原理和规律,对小波系数序列进行移位相关计算,最后将相关系数作为特征量进行分类识别。构建不同参数的信号样本对算法的识别准确率进行仿真,仿真结果表明,在信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)较高(SNR>0 dB)时,识别准确率近似为100%,在低信噪比处(SNR=-10 dB)仍有不小于80%的正确率,同时叠加回波后也可以有效识别干扰,因此证明了算法的有效性,具有一定工程实用价值。

基于DQN的探测干扰一体化波形优化设计

由于侦察干扰机设备具有发射功能,为使发射的干扰信号还具有探测的效果,考虑将探测信号隐藏在干扰信号中,提出一种基于非均匀间歇采样重复转发的探测干扰一体化信号波形。首先,建立一体化信号模型,并利用非均匀间歇采样重复转发技术实现幅度编码调制;然后,在优化过程中,从模糊函数以及雷达检测环节分析一体化信号的特征,根据距离、速度分辨率以及脉压后幅度的均值与标准差之比,构造相应的目标函数;最后,利用深度Q学习算法求解目标函数,获取最优的幅度编码方式。仿真结果表明,当编码状态量小时,深度Q网络(deep Q-network,DQN)算法与强化学习算法收敛效果一致。与遗传算法相比,DQN算法最优解的质量提高了13.10%;当编码状态量增大时,相对于遗传算法和强化学习算法,DQN算法的收敛值更优,最优解更稳定。

基于差分特征的间歇采样转发干扰辨识与抑制方法

间歇采样转发式干扰机通过对其接收到的雷达发射信号进行采样、存储、处理和多次转发,在雷达接收端形成逼真的假目标干扰效果。为提升上述干扰场景下的雷达探测性能,该文提出了一种新的信号差分特征提取方法,在此基础上,利用目标回波和干扰信号在差分特征空间的差异设计判决准则,从而在有效辨识并抑制干扰的同时实现目标检测。仿真结果表明:该方法干扰抑制效果显著,相比于3种典型的时频域滤波算法等效信噪比改善4.2 dB以上。

基于深度学习模型的SAR图像间歇采样转发 干扰检测

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)利用合成孔径雷达的匹配滤波特性,在其图像中产生间隔分布的假目标,对目标检测等造成欺骗效果,故针对ISRJ的检测与抑制具有重大意义,而现阶段相关研究主要集中在信号域。对此,在图像域中开展ISRJ检测研究。首先将实测数据与仿真干扰相结合,基于不同实测场景与仿真参数构建ISRJ样本;其次针对假目标间隔分布的特点,选用深度学习检测领域具有代表性的“两阶段”与“单阶段”模型;再次,使用单一场景的ISRJ样本对模型进行训练,再利用训练好的模型对其他场景的样本进行测试;最终,得到ISRJ检测结果。基于MiniSAR数据的实验表明,对于不同类别、不同场景以及不同参数的ISRJ样本,所用深度学习模型能够达到95.75%的平均总体检测精度,具有很强的泛化能力。此外,对于尺寸大小为501像素×501像素的样本,上述模型的最少检测用时为0.035 s。

对步进线性调频成像雷达的间歇采样转发干扰方法

针对步进线性调频信号(stepped frequency-linear frequency modulation,SF-LFM)体制雷达对抗问题,提出了一种基于子脉冲间歇采样的干扰方法。通过对截获SF-LFM信号的子脉冲进行交替采样与转发,在雷达成像处理后可形成沿距离向延拓的逼真假目标。在此基础上对其干扰特性与参数设计问题进行了讨论,并分别通过一维理想散射点仿真与某型飞机二维成像数据仿真实验验证了所提方法有效性。

一种基于完全互补码波形设计的抗间歇式采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是一种先进的有源相干干扰技术,对雷达的探测性能有较大的影响,且现有抗ISRJ的方法需要求解复杂的波形优化问题以及需进行干扰识别和剔除。于是,在深入研究ISRJ的基础上,该文基于完全互补码提出一种抗ISRJ的方法。针对ISRJ时域采样不连续的特点,该文首先通过脉内频域正交的方法将完全互补码中的所有互补波形按照子脉冲掩护的方式编入单个脉冲雷达波形。然后,基于脉内分段脉冲压缩的处理方式,利用完全互补码波形的理想互相关和自相关特性,设计非匹配滤波器系数在抑制ISRJ的同时能得到较低的距离旁瓣。相比于现有抗ISRJ的方法,所提方法在线设计能力更强且无需进行干扰识别和剔除。仿真实验表明所设计波形能有效对抗多种样式的ISRJ且具有较高的多普勒容忍度。