基于相对拟牛顿法的自卫式欺骗干扰抑制算法

自卫式欺骗干扰与目标信号高度相似,且二者的到达角完全相同,传统的主瓣干扰抑制算法难以对其进行抑制。针对该问题,文中在极化单输入多输出(PSIMO)雷达系统下,提出一种基于相对拟牛顿法的盲源分离算法。该算法利用干扰和目标的极化特性差异,通过构建重叠子阵结构计算出联合自相关矩阵,并采用相对拟牛顿法估计出分离矩阵,从而将目标和干扰信号分离在不同的通道上,实现干扰抑制作用。仿真实验结果表明,该算法能够有效抑制自卫式欺骗干扰,且在低信噪比(SNR)和密集干扰场景下依然具有良好的干扰抑制性能,当输入SNR为-10 dB时,输出的目标检测概率仍可以达到51.6%,拥有较强的鲁棒性。

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。

一种基于改进NLMS的多雷达主瓣干扰抑制方法

远程探测场景下弹载主瓣干扰因与目标角度间隔小,单站抗干扰方法性能下降严重。多雷达通过合理布站可有效“分辨”目标和干扰,被认为是可有效抑制主瓣干扰的途径。针对当前多雷达抗主瓣干扰方法普遍存在收敛速度慢的问题,提出一种基于改进归一化最小均方(NLMS)的多雷达对消抗主瓣干扰方法,并通过理论推导给出了其应用条件。该方法通过定义消散因子实现对步长的自适应控制从而达到快速收敛的目的,仿真结果表明该方法在收敛速度及收敛后均方误差(MSE)上具有明显优势。最后通过外场试验进一步验证该方法的性能,在满足布站条件且干噪比≥30 dB的前提下,信噪比改善可达19 dB以上,具有较高的应用价值。

一种改进的盲源分离抗主瓣干扰方法

在主瓣干扰场景下,由于常规自适应空域滤波的方法效果不佳,雷达常采用盲源分离抗主瓣干扰。但是,盲源分离后的信号难以估计目标角度。本文针对盲源分离后目标测角误差较大的问题,提出了一种改进方法,既能有效分离目标和干扰,又能准确估计目标角度。该方法对天线阵面进行非规则子阵划分,先对每个子阵进行波束域盲源分离,再对分离出的目标信号进行空间谱估计。本文分别采用JADE算法和MUSIC算法进行盲源分离和空间谱估计,测角性能受干扰功率影响较小,测角精度高。仿真结果证明了该方法的有效性和可行性。

一种慢时间维的密集假目标干扰主瓣匿影算法

受干扰机对雷达脉冲重复频率、波束扫描周期测量精度影响,密集假目标干扰在回波中的慢时间分布与目标不同。针对该差异,提出一种慢时间维的密集假目标干扰主瓣匿影(Main-Lobe Blanking,MLB)算法。该算法与副瓣匿影(Side-Lobe Blanking,SLB)具有一定相似性,区别在于SLB是利用辅助通道回波,对主通道回波沿快时间进行选通,而所提MLB算法是利用主通道内的多个脉冲重复周期回波,对各距离单元回波沿慢时间进行选通。仿真与实测数据表明,所提方法可有效抑制主瓣或副瓣进入的密集假目标干扰。

基于特征投影矩阵和线性约束的水声阵列信号抗主瓣干扰方法

提出了基于特征投影矩阵和线性约束的水声阵列信号抗主瓣干扰方法。该方法首先改进重构了干扰噪声的协方差矩阵,消除预处理时期望信号对主瓣干扰特征矢量选择的影响;其次,添加线性约束,保证期望信号方向增益,约束旁瓣干扰子空间置零,同时使得自适应权矢量的模最小,消除噪声抖动;最后求取自适应权矢量进行波束形成。仿真实验结果表明,本工作算法不仅在旁瓣有更深零陷,还能使主波束保形,提高了系统的输出信干噪比。

频率−波数域处理的线谱目标增强检测

针对复杂水下环境中的弱线谱目标检测问题,提出了一种基于频率−波数域处理的增强检测方法。该方法利用线谱目标的时空相干特性,构建适配于均匀线列阵处理的频率−波数域二维联合滤波器,通过自适应迭代方式实现对线谱目标的二维增强;在此基础上,将频率−波数域的主瓣检测累积结果作为方位谱的输出,实现对线谱目标的方位高分辨。仿真结果表明,该方法对带宽内信噪比−35 dB线谱目标的处理增益可达21.3 dB,方位分辨率在0.3°内。利用海上实测数据进行验证,该方法对线谱目标的处理增益可达8 dB。与CBF、SSED等宽带处理方法相比,该方法具有更高的线谱目标处理增益;与ALE、STJD等线谱处理方法相比,该方法具有更低的旁瓣起伏和更高的目标方位分辨率。

基于改进遗传算法的传声器随机阵列优化设计

针对传声器规则阵列因均匀采样间隔导致的空域混淆问题,提出一种基于改进遗传算法的传声器随机阵列优化设计方法。经过仿真分析,优化后24元随机阵列在保持主瓣性能的同时,有效抑制了旁瓣的增益。与均匀阵列相比,采用设计的遗传算法对阵列布局进行优化设计后可获得更好的旁瓣抑制和阵列增益。

频控阵对施放随队支援电子干扰的影响研究

针对频控阵(FDA)雷达辐射波束“弯曲”特性对电子支援飞机遂行随队支援电子干扰任务过程产生的影响展开分析.首先,建立FDA雷达结构模型,在此基础上分析FDA雷达测向欺骗性能对敌方干扰机天线测向对准过程的影响,以及FDA雷达对干扰机施放随队支援干扰的抑制效果.分析结果表明,FDA雷达能够使无源测向系统产生测角误差,进而影响干扰发射天线对干扰接收天线的空域覆盖.同时,基于FDA的自适应波束形成器能够有效抑制电子战飞机施放的随队支援干扰,进而实现对突防编队的探测及跟踪.

雷达主瓣反干扰研究进展及展望

面临日益复杂的电磁环境,雷达反干扰技术成为了雷达领域重点研究方向之一,取得了飞速的发展。其中,雷达主瓣反干扰问题是研究的难点,吸引了众多学者的关注。先概述了复杂电磁环境中雷达干扰与反干扰的机理,分析了主瓣干扰难以对抗的原因;而后,从干扰感知技术、多域反干扰技术、新体制阵列雷达反干扰技术和智能化雷达反干扰技术4个方面归纳总结了雷达主瓣反干扰技术研究进展;进而,结合目前的难题和现实的需求,对未来雷达主瓣反干扰技术的发展趋势进行了展望。

基于超表面天线的自适应抗干扰方案

针对传统抗干扰方案无法根据不同类型干扰形式选择合适抗干扰策略的问题,提出了一种基于超表面天线的自适应抗干扰方案,根据期望信号和干扰信号的入射方向判断干扰的类型并制订针对性抗干扰方案。首先,设计了一种改进的稀疏度自适应匹配追踪(sparsity adaptive matchingpursuit,SAMP)算法进行波达方向(direction of arrival,DOA)估计,可以利用超表面天线的多维观测能力在少快拍采样下实现高精度相干信号源的信源数与DOA联合估计。其次,利用信号的DOA信息判断主瓣干扰和旁瓣干扰的存在性并选择对应的抗干扰策略。当存在主瓣干扰时,利用超表面天线的多维观测能力将改进阻塞矩阵预处理结构配置在天线上实现主瓣干扰抑制。当存在旁瓣干扰时,采用一种二次不等式线性功率最小化算法实现抗干扰。当两种干扰形式同时存在时,采用阻塞矩阵和波束成形联合抵抗干扰。仿真结果表明,所提方案针对不同干扰类型均有较好的信干噪比(signal interference noise ratio,SINR)提升,当主瓣干扰和旁瓣干扰同时存在时,相较于传统方案最高可具有6dB的增益提升。

基于二阶锥规划的FIR最小主瓣差异波束形成

针对传统宽带数字波束形成器精度低、主瓣误差大、旁瓣峰值高的问题,研究了一种基于二阶锥规划的FIR最小主瓣差异波束形成方法。首先采用基于FIR滤波器结构设计出的波束形成器,将传统方法中的小数预延迟改进为整数预延迟与FIR滤波器结合,以提高精度。然后,通过引入滤波器系数,将旁瓣级与FIR滤波器的阻带衰减级联系在一起,并且采用全局优化的方法将传统方法中的2个凸优化问题合为1个凸优化问题,确保了所得解是综合最优解。最后,重新定义主瓣响应误差,提出基于旁瓣峰值约束Minimax主瓣差异的FIR波束形成器设计准则。仿真结果表明,所提方法在时、空、频域中的表现都优于传统宽带波束形成方法。

一种基于时频空特征的雷达主瓣干扰检测方法

雷达主瓣干扰是影响雷达发挥效能的重要威胁,从雷达干扰机工作原理出发,分析有源干扰在雷达信号中的不同特征,提出一种基于时频空特征的雷达主瓣干扰检测方法.该方法针对干扰与目标信号的时空分布和时频分布特性的差异作为特征量进行分析和验证,分别利用时空分析和时频分析方法对典型的远距离自然场景、压制干扰和欺骗干扰等不同类型的干扰进行检测和验证,为雷达有源干扰检测提供了一种新的方法.

基于频率细化的和差对消主瓣抗干扰研究

目前,大多数雷达抗干扰都是围绕抗旁瓣干扰开展工作,且取得了一定的效果。当面对主瓣干扰,尤其是主瓣压制干扰时,由于干信比过高,回波信号完全被淹没在干扰信号中,且常规的旁瓣抗干扰策略无法起效,导致雷达无法在主瓣干扰方向检测出真实目标。抗主瓣干扰需求迫切,技术难度大,将体现未来雷达的核心竞争力。对此,文章通过分析多种主瓣抗干扰在工程实现上的可行性,提出基于和差通道对消的方法,利用和波束和差波束这两个通道来对输入干扰进行对消。通过优化处理算法,提高对消性能,实现主瓣抗干扰功能。

基于盲源分离的抗主瓣干扰技术研究

当干扰从雷达天线主瓣进入,对目标回波信号影响极大,常见的窄脉冲剔除等抗主瓣干扰手段能力有限,必然会影响雷达跟踪检测目标。本文针对伴随式主瓣干扰,以盲源分离算法为切入点,理论分析其信号模型,结合阵列雷达分阵可重构特性,多维度仿真验证干扰抑制效果。结果表明:盲源分离能有效抑制主瓣干扰,提升雷达探测性能,丰富抗干扰手段。

基于频控阵二维空域滤波的干扰抑制方法

频率分集阵列(FDA)因其可提供距离维自由度而吸引了广大学者的注意。基于FDA的MIMO雷达可实现比传统阵列雷达更好的目标参数估计能力。然而,当FDA-MIMO雷达受到主瓣欺骗式干扰时,系统的目标探测、参数估计能力将严重下降,甚至无法检测出目标。传统抗干扰方法无法有效抑制主瓣欺骗式干扰。对此,设计了一种基于混沌序列载波频偏的二维空域滤波器,可在抑制主瓣干扰的同时有效保留目标信号。数值仿真实验验证了所提方法的可行性与有效性。对比了基于对数载波频偏的二维空域滤波器,对比仿真结果表明基于混沌序列的方法可以在抑制干扰的同时更好地保留目标信息。

基于广义斜投影的雷达抗主瓣干扰方法

针对雷达抗主瓣干扰问题,提出一种基于广义斜投影的空极联合抗主瓣干扰方法。以非完备电磁传感器建立均匀圆阵极化敏感阵列信号接收模型;提出基于重构数据协方差矩阵的改进多重信号分类算法,以提升信号相干、低信噪比条件下的参数估计效果;提出基于相关性最大准则的极化参数估计方法,无需谱峰搜索,以减少运算复杂度;利用多线性约束最小方差准则设计广义斜投影滤波器,抑制主瓣干扰。实验结果表明:与同类极化估计算法对比,在0~40dB信噪比区间内极化参数估计的误差小于同类算法,且拥有更低的运算量;滤波后的波形特征明显,能够完全滤除干扰信号,并且保留期望信号的幅度、相位信息。

多基地雷达系统协同抗主瓣干扰方法研究

针对单雷达在主瓣干扰下抗干扰手段的局限性,提出了一种多基地雷达系统协同抗干扰的方法;利用多基地雷达系统探测节点空间分置的特点,将它站对干扰的采样数据与本站探测数据进行协同处理,抑制本站探测数据中的干扰信息.试验结果表明,该方法能够有效地抑制主瓣压制干扰,提升多基地雷达系统在主瓣干扰场景下的探测能力.

双基地机载雷达杂波和主瓣压制干扰抑制方法

当干扰从雷达波束主瓣进入时,传统的空域抗干扰方法不仅无法抑制主瓣干扰,还会引发主瓣畸变、旁瓣抬升等问题,严重影响机载雷达目标检测性能。针对该问题,提出了一种基于双基地配置的机载雷达杂波和主瓣压制干扰抑制方法。该方法首先针对主、辅雷达分别形成多个相邻空域波束;然后,对波束形成后的数据进行脉冲多普勒(pulse Doppler,PD)处理,并在距离-多普勒域对主、辅雷达的干扰信号进行配对处理。在此基础上,在主、辅雷达对应的多普勒通道通过时域自适应滤波抑制干扰;最后,联合相邻波束的数据通过降维空时自适应处理(reduced-dimension space-time adaptive processing,STAP)抑制剩余的杂波。仿真结果表明,所提方法能够有效抑制杂波和主瓣压制干扰,与传统采样矩阵求逆(sample matrix inversion,SMI)方法和局域联合处理(joint domain localized,JDL)方法相比,对信干噪比性能分别改善了约20.6 dB和21.5 dB。

主瓣掩护式干扰下单脉冲雷达目标检测方法

针对单脉冲雷达在目标与干扰视线夹角变小时抗干扰性能显著下降的问题,提出了一种基于分布式辅助天线的改进型单脉冲雷达抗主瓣掩护式干扰方法。对雷达系统添加分布式辅助天线,以抗干扰改善因子最大化为准则,综合运用单脉冲雷达的和、差波束及分布式辅助天线波束在波束域进行自适应干扰抑制,最后利用恒虚警检测验证所提算法的抗干扰性能,并与其他方法进行了对比。数值仿真验证了所提抗干扰方法可有效提升抗干扰改善因子及目标检测概率,当目标、干扰视线夹角较小时亦具备较好的抗干扰性能。