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.

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.

机载SAR受空/地转发干扰识别特征研究

鉴于当前还未有关于合成孔径雷达(SAR)受到空中机动平台产生的间歇采样转发干扰问题的相关研究,针对机载SAR受到来自空中机动/地面固定两类平台的间歇采样转发干扰的识别特征进行研究.首先推导了两类转发干扰的信号模型,从理论上对两类转发干扰的识别特征进行多域联合分析;然后采用基于WVD分布的时频分析方法和基于ω-K的SAR成像算法,从受干扰信号的时域、频域、时频域和图像域等四个维度对两种干扰样式进行了仿真和分析.仿真结果验证了理论分析的正确性,从而为机载SAR遭遇转发干扰时的样式识别提供了可靠的分析思路和识别依据,并进一步给出针对两类转发干扰的反制策略.

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。

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。

基于相位编码波形和非匹配滤波器设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)利用信号欠采样原理和匹配滤波特点,在雷达信号距离维上产生多个数量可控的虚假目标点。根据ISRJ采样函数特点,本文提出一种针对ISRJ的相位编码波形和非匹配滤波器设计方法。在雷达发射信号前,根据干扰的脉冲宽度和重复频率参数,设计适用于抑制ISRJ的非匹配滤波的相位编码信号。在接收到带有干扰的回波后,根据ISRJ采样函数与发射前设计的编码信号,构建抑制ISRJ的非匹配滤波器,降低干扰能量。仿真结果表明,与传统未经处理的相位编码信号相比,所提方法优化设计的信号表现出更好的抗干扰能力。

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。

分布式间歇采样转发信号对机载干涉仪参数测量影响分析

针对反机载干涉仪侦察场景,该文提出一种基于间歇采样转发技术生成分布式信号对干涉仪参数测量施加干扰的方法。辐射源与转发干扰机分布部署构成干扰系统,转发干扰机对辐射源脉冲信号进行间歇采样并向干涉仪转发,转发信号与辐射源信号准同步到达干涉仪,实现对干涉仪空域参数和时域参数的同时干扰。对于机载干涉仪运动过程中与干扰系统发生的位置关系变化,给出信号准同步约束并构建分布式信号叠加模型。然后针对干涉仪体制对脉冲空域和时域参数的测量机理,分析分布式信号实施干扰的原理,并分析信号参数对干扰效果的影响,进而提出分布式信号设计原则。仿真实验和暗室实验结果表明,该文所提出分布式波形可有效扰乱干涉仪对信号到达方位角、脉宽和脉冲重复周期等空时域参数的正确测量。

间歇采样转发干扰技术研究述评

间歇采样转发干扰技术是一种巧妙的相干多假目标干扰技术,针对不同雷达体制、不同雷达波形等的新型间歇采样转发干扰技术已成为当前雷达对抗领域的研究热点之一。为进一步厘清间歇采样转发干扰技术特性及其拓展应用前景,本文从间歇采样转发干扰技术提出的背景及基本原理出发,详细梳理间歇采样转发干扰的技术发展历程,并对诸多新型间歇采样转发干扰技术进行分类总结,最后介绍间歇采样在雷达探测等其他方面的拓展应用,旨在为专家学者研究提供一定的参考。

基于脉内频率编码联合调频斜率捷变波形的ISRJ对抗方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是一种脉内相参干扰,能在目标斜距前后形成多个逼真假目标来严重影响雷达检测,是当前电子反对抗的热点之一。针对这一问题,该文提出了一种基于脉内频率编码联合调频斜率捷变波形的抗ISRJ方法。首先,雷达发射脉内频率编码联合调频斜率捷变信号,通过子脉冲中心频率、调频斜率捷变提高子脉冲间相互掩护能力。之后依据发射信号子脉冲斜率变化时序将回波信号划分为多个切片。然后利用模糊C均值(FCM)算法对回波切片进行干扰识别。最后在分数阶域和时域对回波信号进行级联滤波。仿真结果表明,FCM方法在信噪比(SNR)大于-2.5 dB和干信比(JSR)大于5 dB时,能100%识别干扰机同步采样场景下回波中的受干扰回波切片。在较高JSR和低SNR下,所提方法能有效减少目标能量损失并抑制剩余干扰产生的距离旁瓣。在JSR为50 dB时,干扰抑制后的目标检测概率可达90%以上。

基于STFrFT的间歇采样转发干扰抑制

干扰机对雷达脉冲快速切片、转发形成间歇采样转发干扰,若从雷达主瓣进入,将对雷达目标检测形成严重威胁。从波形设计和时频分析的角度出发,提出一种基于短时分数阶傅里叶变换(short-time fractional Fourier transform,STFrFT)的主瓣间歇采样转发干扰抑制方法。首先设计脉内捷变频信号,提升干扰与目标信号的差异;接着采用STFrFT进行时频分析,相比传统短时傅里叶变换大大提升了时频分辨率,相比分数阶傅里叶变换类方法没有对信号参数的限制;最后结合图像学方法对干扰进行剔除,对从主瓣进入的高干信比干扰也可形成有效抑制。仿真结果表明,所提方法可在多种环境下有效对抗间歇采样转发干扰。

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。

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。

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。

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。

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。