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.

Air target recognition method against ISRJ for radio frequency proximity sensors using chaotic stream encryption

The interrupted-sampling repeater jamming(ISRJ)can cause false targets to the radio-frequency proximity sensors(RFPSs),resulting in a serious decline in the target detection capability of the RFPS.This article proposes a recognition method for RFPSs to identify the false targets caused by ISRJ.The proposed method is realized by assigning a unique identity(ID)to each RFPS,and each ID is a periodically and chaotically encrypted in every pulse period.The processing technique of the received signal is divided into ranging and ID decryption.In the ranging part,a high-resolution range profile(HRRP)can be obtained by performing pulse compression with the binary chaotic sequences.To suppress the noise,the singular value decomposition(SVD)is applied in the preprocessing.Regarding ID decryption,targets and ISRJ can be recognized through the encryption and decryption processes,which are controlled by random keys.An adaptability analysis conducted in terms of the peak-to-side lobe ratio(PSLR)and bit error rate(BER)indicates that the proposed method performs well within a 70-k Hz Doppler shift.A simulation and experimental results show that the proposed method achieves extremely stable target and ISRJ recognition accuracies at different signal-to-noise ratios(SNRs)and jamming-to-signal ratios(JSRs).

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。

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。

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%。

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。

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。

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。

针对相位编码脉压雷达的间歇采样转发干扰仿真研究

相干干扰技术的研究已成为雷达干扰领域的热点。间歇采样转发干扰利用脉压雷达的匹配滤波特性，相比于传统的干扰样式能对相干雷达产生更有效的干扰。文章将间歇采样转发干扰应用于采用相位编码脉冲压缩体制的某跟踪制导相控阵雷达仿真系统，给出不同战情的仿真结果，并对仿真结果进行了分析，验证了间歇采样转发干扰对相位编码脉冲压缩体制雷达的有效性。

基于雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是基于欠采样原理的新型雷达相干干扰技术,能够形成密集假目标干扰。该文针对抗间歇采样转发干扰问题,提出一种雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的抗干扰方法。首先,以发射信号脉冲压缩积分旁瓣能量和干扰信号非匹配滤波输出积分能量为目标函数,综合考虑发射信号的幅度约束,建立了间歇采样转发干扰抑制的数学优化模型。然后,通过问题分解推导了雷达发射波形和非匹配滤波器的解析表达式,基于迭代算法设计了发射波形和非匹配滤波器。最后,通过仿真实验的方式验证了发射波形和非匹配滤波器的性能、抗间歇采样转发干扰性能以及所提方法的间歇采样转发干扰抑制能力。

一种多普勒容忍的抗间歇采样转发干扰恒模互补波形和接收滤波器联合设计方法

作为一种典型的相干干扰,间歇采样转发干扰利用欠采样原理,能够在雷达接收机产生多个高逼真假目标,使雷达对真实目标的检测失效。针对这一问题,该文提出了一种基于多普勒容忍的多脉冲互补序列和接收滤波器联合设计的抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑设计序列的多普勒容限,以最小化发射序列和接收滤波器模糊函数旁瓣能量以及干扰信号和接收滤波器模糊函数能量为优化指标,同时考虑了发射波形的恒模约束以及非匹配滤波体制的信噪比损失约束等。然后,提出了基于优化最小化方法的交替迭代优化算法解决所提出的非凸优化问题。最后,仿真实验表明,相比于传统方法,该文方法设计的收发序列具有更好的脉压旁瓣性能和抗间歇采样转发干扰性能,能够显著提升雷达在干扰场景下对运动目标的检测能力。

一种快速抗间歇采样转发干扰波形和滤波器联合设计算法

该文研究了一种快速的抗间歇采样转发干扰波形和滤波器联合设计方法。基于罚函数和帕累托最优化原理给出了联合设计模型的优化数学模型。推导优化波形和滤波器过程中矩阵迹的解析表达式,有效降低了算法的计算复杂度。提出了一种基于平方迭代加速方法,解决了主分量最小化方法目标函数近似造成的算法收敛速度降低问题,进一步加快了算法运行速度。仿真结果表明,该文所提出的算法比传统方法具有更快的运行速度。同时,当干扰目标和真实目标在距离上不可分时,该文方法仍能够有效抑制间歇采样转发干扰。

间歇非均匀采样转发干扰产生方法研究

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)在接收端匹配滤波后会产生相干假目标群,但是这些假目标在距离和幅度上都呈现出很强的规律性。针对这一问题,依据每一个采样子波形的理论脉压结果,采用间歇非均匀的采样和不定量的转发破坏假目标在脉压后的规律性,使其能在较大范围内形成压制效果,并使用禁忌搜索算法对每一个干扰采样信号的脉冲宽度和转发次数进行优化求解。仿真分析了不同信号参数和禁忌搜索算法中的不同权值对干扰效果的影响,并从脉压前后的平均功率、脉压结果的过门限概率以及脉压前后干扰信号和目标信号的循环相关系数等3个方面将传统的产生干扰方法和本文所提的方法进行对比,证明了所提方法的有效性。

双曲调频波形抑制间歇采样转发干扰效果分析

双曲调频(hyperbolic frequency modulated,HFM)波形具有多普勒不变性,在宽带雷达对高速目标的成像中具有重要价值。而间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)作为一种常见的有源干扰,利用了脉冲压缩雷达的相干特性,实现了多假目标干扰的效果,对采用线性调频波形的雷达探测有着极大影响。该文基于对HFM波形和ISRJ的模型分析,推导出HFM波形参数与ISRJ的效果之间的相关关系;并经分析表明:HFM波形不仅具有良好的多普勒不变性,而且较线性调频波形对ISRJ有更好的抑制效果。该结论可为HFM波形抗干扰设计提供理论依据,数值仿真验证了结论的有效性。

基于双曲调频波形稀疏重构的干扰抑制方法

双曲调频波形特有的多普勒不变性使其在远程高速目标成像方面具有显著优势。然而波形的非线性调频特性限制了其在现有宽带解调频接收系统中的应用,且在间歇采样转发干扰情形下成像性能退化。为此,在分析目标双曲调频波形解调频回波特性的基础上,提出一种基于稀疏重构的干扰抑制方法。首先,构建了双曲调频波形解调频回波模型与间歇采样转发干扰时域抑制模型。其次,基于此模型建立了相应的稀疏矩阵,并利用目标结构稀疏特性对重建算法进行了加速。所提出的干扰抑制与波形成像方法可实现干扰有效抑制和多目标聚焦成像。最终,通过电磁仿真数据验证了所提方法的有效性。

多种转发干扰下的脉内脉间波形综合优化设计

复杂电磁场景中多种转发干扰并存,严重影响了雷达的探测效果,而传统的波形设计方法多针对一种特定的干扰样式进行分析,面对多种干扰时对抗效果有限。针对此问题,对脉内线性调频相位编码脉间频率捷变波形进行了综合优化设计。首先,在分析脉内脉间多种转发式干扰样式的基础上,兼顾转发干扰与波形本身特性进行代价函数设计。之后,利用遗传模拟退火算法优化波形参数,具有良好的抗干扰效果。最终,数值仿真实验验证了所设计波形的有效性。