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。

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。

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。

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。

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。

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。

一种抗间歇采样转发干扰的全极化雷达发射波形优化方法

作为一种新型的有源干扰样式,间歇采样转发干扰(ISRJ)引起了人们越来越多的关注。极化是表征电磁波矢量性的重要参数,其引入可以显著提高雷达在抗干扰方面的性能。为此,该文针对性地研究了全极化雷达的抗ISRJ方法,通过波形设计和优化以获取比传统单极化雷达更好的抗干扰性能。另外,针对宽带雷达条件下现有抗ISRJ问题表征中未考虑目标特性对信号调制作用这一短板,该文在信干比的数学表达式中加入了目标特性调制这一因素。在此基础上,提出了一种具有多普勒容忍的抗ISRJ全极化雷达波形设计方法。采用实测目标数据开展的实验表明:与单极化雷达相比,极化信息的引入显著提高了雷达对ISRJ的抑制性能;宽带条件下,考虑扩展目标对信号的调制作用在信干比的计算上具有必要性。

基于多层子带匹配滤波的抗间歇采样转发干扰目标检测算法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是一种基于欠采样原理的新型雷达干扰技术,此类干扰信号能够在雷达1维距离像(HRRP)上形成密集假目标,给目标检测带来一定挑战。针对雷达在间歇采样转发干扰背景下无法准确检测到目标的问题,一种基于多层子带匹配滤波的抗间歇采样转发干扰目标检测算法被提出。该方法首先以传统雷达匹配滤波函数为基础设计子带匹配滤波函数;随后,针对间歇采样转发干扰信号和目标回波信号的时间差异,构建子带匹配滤波信号模型,逐步分析并揭示了间歇采样转发干扰信号对子带匹配滤波函数时宽的敏感性;最后,基于此设计出基于多层子带匹配滤波的抗间歇采样转发干扰目标检测方法,并进行了仿真实验验证。实验结果表明:多层子带匹配滤波方法无需事先获得干扰的先验信息,可使雷达在受到间歇采样转发干扰且信干比大于–20 dB时,目标检测概率大于80%。

频率捷变波形联合时频滤波器抗间歇采样转发干扰

干扰机在一个脉冲内精确复制、快速转发形成间歇采样转发干扰(interrupted-sampling repeater jamming,ISRJ),严重影响雷达工作性能。针对这一问题,从波形设计和滤波两个角度出发,提出一种频率捷变波形联合时频滤波器对抗间歇采样转发干扰的方法。首先,将常规线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号划分为若干子段并随机重排,构建脉内频率捷变波形;然后,对回波信号进行时频分析得到时域投影分量,并利用大津(OTSU)算法计算最佳分割阈值,提取未被干扰的信号段;最后,通过卷积运算构建滤波器对脉压输出进行带通滤波,保留真实目标,实现干扰抑制。仿真结果表明,所提方法能够在干扰功率较大、信噪比低的情况下有效对抗间歇采样转发干扰,极大地提升了雷达抗干扰性能。

基于脉内正交的抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰是一种先进的有源相干干扰技术,主要利用欠采样和收发分时技术实现脉内假目标群干扰,现有雷达抗干扰手段尚无法实施有效对抗。在深入研究间歇采样转发干扰原理的基础上,针对其多普勒频移干扰的特点,设计了一种脉内正交的线性调频-相位编码波形,该波形不仅能够在无干扰条件下进行正常检测目标,具有一定的多普勒不敏感和低副瓣特性;而且能针对间歇采样转发干扰,拆分成不同的子信号,利用其相应匹配滤波器对该干扰进行有效侦察识别、干扰对抗。仿真结果证明了基于脉内正交波形抗间歇采样转发干扰方法的有效性。

抗间歇采样转发干扰的波形设计方法

间歇采样转发干扰是一种先进的密集假目标干扰技术,该技术基于"欠采样"原理对雷达信号进行低速率间歇采样处理,具有干扰快速响应、抗捷变能力强等优点,能够使雷达无法检测真实目标,甚至使信号处理系统过载。该文针对间歇采样转发干扰样式,基于模糊函数理论,首先设计了一种抑制该干扰的特殊雷达工作波形,即"稀疏多普勒敏感波形",这种波形通过破坏干扰信号多普勒频率上的输出连续性实现对干扰信号的抑制;然后,基于该波形在时域上的等间隔副瓣特性,提出一种时域上的"滑窗抽取检测"方法,在抗干扰的同时实现目标检测;最后,理论分析和仿真实验验证了该设计波形的干扰抑制有效性,以及"滑窗抽取检测"方法在干扰背景下的良好目标检测性能。

基于压缩感知信号重构的间歇采样转发干扰对抗方法

间歇采样转发干扰是一种针对大时宽带宽线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号的新型相干干扰样式,通过不同的参数设置可以形成逼真多假目标以及具有压制效果的密集假目标干扰。根据间歇采样转发干扰"存储-转发-存储-转发"的干扰特点,给出了能量函数的定义,并根据目标回波信号和干扰信号能量函数的特征差异,提出了一种提取未受干扰影响的目标回波信号数据的方法;然后将其看作目标回波信号的压缩数据,利用其与解线调处理后的目标回波信号稀疏频域之间的线性关系,构建了压缩感知最小问题求解模型;最后,利用正交匹配追踪算法重构了目标回波信号,实现了对间歇采样转发干扰的抑制。蒙特卡罗仿真结果表明:通过设置合适的阈值,所提方法可以获得较好的干扰抑制性能和较高的抗干扰成功概率,并且不仅适用于中带LFM匹配滤波体制雷达,而且适应于宽带LFM去斜体制雷达。

基于微动调制的间歇采样转发干扰研究

文中提出了一种基于微动调制的间歇采样转发干扰方法,其基本思想是:干扰机对接收到的雷达信号在方位向调制匀速转动附加指数相位增量,在距离向进行间歇采样,再把干扰信号转发给雷达。研究了该干扰方法对合成孔径雷达(SAR)的干扰效果,分析了各关键干扰参数对干扰效果的影响以及干扰功率与干信比,最后进行了基于实测数据的仿真实验。分析表明,该干扰方法具有在距离向和方位向部分相干处理的特点,根据调制的各关键干扰参数的不同可对SAR实现二维欺骗干扰和压制干扰的干扰效果,且相对于常规射频噪声压制干扰而言,有一定的干扰功率优势。

改进的合成孔径雷达间歇采样转发干扰

针对合成孔径雷达欺骗干扰过程中雷达参数侦测困难以及传统间歇采样导致假目标滞后的问题,提出一种改进的间歇采样转发方式,通过对采样存储的信号进行处理,根据线性调频信号延迟与频率偏移耦合的特征达到假目标串前移的效果,从而有效保护干扰机附近区域的场景目标.定量分析了假目标位置与信号处理阶数和延迟量的关系,仿真给出了不同参数情况下假目标串的干扰效果.改进方法在保留了间歇采样所有优势的情况下,解决了假目标滞后的问题,同时也隐藏了传统移频干扰会导致中心频率偏移的特征,并且所形成假目标的位置与雷达信号调频斜率无关,适用于雷达脉间调频斜率捷变的情况.

基于间歇采样转发干扰的ISAR群目标生成方法

基于间歇采样转发干扰理论,提出了一种ISAR二维群目标生成方法。采用伴飞式干扰机,对所掩护的目标回波信号进行间歇采样转发,在ISAR上形成逼真的虚假二维群目标图像;通过调整干扰机和目标的空间位置关系,生成二维假目标序列,并能模拟目标的动态姿态变化。在介绍了间歇采样转发干扰的基本原理后,阐述了伴飞式干扰原理,然后从理论上推导了伴飞式干扰机的功率和空间位置要求,接下来着重分析了二维群目标生成的理论原因,指出了影响二维群目标分布的关键因素和群目标的姿态角变化规律,最后进行了仿真验证,结果表明了该方法的有效性。研究成果对于ISAR干扰机的设计和工程应用具有指导意义。