基于神经网络的全双工干扰机自干扰对消方法

针对复杂而强的非线性自干扰信号的对消问题,分析全双工系统中发射泄露产生的自干扰信号的组成及其非线性特性,基于多级隔离和对消自干扰的思想,提出一种数字域神经网络方法。神经网络通过快速学习和感知侦收自干扰信道模型参数,能有效地对消泄露进来的自干扰信号。仿真实验结果表明,与传统的线性对消和数字对消方法相比,所提方法能够快速适应雷达信号的变化,具有更强的自干扰抑制能力,为改善全双工干扰机的性能提供了技术途径。

基于威胁机制-双重深度Q网络的多功能雷达认知干扰决策

针对传统深度Q网络(deep Q network,DQN)在雷达认知干扰决策中容易产生经验遗忘,从而重复执行错误决策的问题,本文提出了一种基于威胁机制双重深度Q网络(threat warning mechanism-double DQN,TW-DDQN)的认知干扰决策方法,该机制包含威胁网络和经验回放2种机制。为了验证算法的有效性,在考虑多功能雷达(multifunctional radar,MFR)工作状态与干扰样式之间的关联性的前提下,搭建了基于认知电子战的仿真环境,分析了雷达与干扰机之间的对抗博弈过程,并且在使用TW-DDQN进行训练的过程中,讨论了威胁半径与威胁步长参数的不同对训练过程的影响。仿真实验结果表明,干扰机通过自主学习成功与雷达进行了长时间的博弈,有80%的概率成功突防,训练效果明显优于传统DQN和优先经验回放DDQN(prioritized experience replay-DDQN,PER-DDQN)。

基于多干扰机协同的极化SAR干扰方法

针对单极化干扰机生成的干扰会被极化合成孔径雷达(SAR)鉴别和对消的问题,本文提出了一种基于多干扰机协同的极化SAR干扰方法。该方法在不改变现有干扰机单极化发射结构的基础上,通过时序协同不同位置的多个单极化干扰机,实现对极化SAR的干扰。具体来说,根据极化SAR抗压制和欺骗干扰处理方式的不同,该方法利用不同位置的多个单极化干扰机同时发射,使极化SAR无法准确估计出干扰机发射天线极化比,从而无法对消压制干扰,实现压制干扰的目的;使用不同位置的多个单极化干扰机交替发射,有效破坏相邻两个接收脉冲之间的相关性,使极化SAR无法实现假目标对消,从而实现对极化SAR欺骗干扰的目的,并且多部单极化干扰机交替发射也能实现方位向间歇采样的干扰效果,增加欺骗干扰生成虚假目标的复杂性。由于实际应用中不需要改变现有单极化干扰机发射结构,该文所提方法为实现对极化SAR干扰带来了便利。并且该方法在生成压制和欺骗干扰时均使用模板调制干扰方式,通过简单的模板修改就能实现可控的压制和欺骗干扰效果。文中首先分析了极化SAR抗压制和欺骗干扰的方法,然后分别给出了多干扰机生成压制和欺骗干扰的时序协同方式,最后以模板调制干扰为基础具体分析了多干扰机协同生成干扰的方法,并分析了多干扰机的布局和干扰机数量选取准则。理论推导和仿真实验证明了本文方法能够实现对极化SAR的干扰。

基于非脉冲矢量网络分析仪的非反向交叉眼干扰实验设计与分析

交叉眼技术是对抗单脉冲雷达最有效的方式之一。针对交叉眼干扰多侧重于仿真建模、实验设计及实施复杂等特点,基于交叉眼干扰原理、单脉冲测角原理和矢量网络分析仪幅相精确测量等特性,设计了基于喇叭天线、微带天线、幅相调节器和非脉冲矢量网络分析仪组成的非反向交叉眼干扰实验系统。在微波暗室环境下,先后开展了基于矢量网络分析仪的测角实验和非反向交叉眼干扰实验,并通过建立干扰天线相位中心电磁仿真模型,对误差展开了分析。实验和仿真结果表明:交叉眼干扰下实验测量的角度值与理论角度值随相位差变化趋势一致,其理论最大角度值与实际最大角度值误差不超过2°,对应的交叉眼增益误差小于0.5;基于矢量网络分析仪设计的非反向交叉眼实验系统可行,可模拟非反向交叉眼干扰对被动单脉冲雷达干扰,亦可部分模拟反向交叉眼干扰应用场景,为交叉眼干扰机设计和测试提供一定的指导。

全双工干扰机的自干扰对消和目标回波削弱方法研究

全双工干扰机具备同时收、发高威胁信号的能力,在电子对抗领域具有广泛的应用前景。然而,泄露的强自干扰非线性信号的对消,成为侦收高威胁信号的难题。为了解决这一问题并提升全双工干扰机的干扰效果,提出全双工干扰机的自干扰非线性模型及其模型求解方法;为解决目标掩护能力弱的问题,提出目标削弱方法。所提全双工自干扰抑制方法旨在提高干扰机的波形捷变适应能力,目标削弱方法旨在提高对目标的掩护能力。仿真实验结果表明,所提方法可以适应雷达波形变化,与传统方法相比,归一化匹配结果实现了将目标削弱至底噪以上2 dB的水平,而传统方法无法实现目标削弱。所提方法能够迅速适应雷达信号的变化,具备更强的自干扰抑制性能,为提升全双工干扰机的目标掩护性能提供了一种技术途径。

面向多任务动态场景的雷达与干扰空时协同波束联合优化方法

现代雷达对抗形势复杂多变,体系与体系的作战已成为基本特点,而体系整体性能关乎着战场的主动权乃至最终的胜负。通过优化体系中雷达与干扰波束资源可以提升整体性能,获得在空间、时间域优效的低截获探测性能,然而空时域协同波束联合优化是一个复杂多参数耦合的非凸问题。该文针对空时域多任务动态场景,建立了以雷达探测性能为优化目标,以干扰性能以及能量限制为约束条件的优化模型。为求解该模型,该文提出了基于迭代优化的空时协同波束联合设计方法,即以雷达发射、接收、多干扰机发射波束交替迭代优化。其中,针对多干扰机协同优化的不定矩阵二次约束二次规划(QCQP)问题,该文基于可行点追踪-连续凸逼近(FPP-SCA)算法,在SCA算法的基础上,通过引入松弛变量与惩罚项,保证算法在合理松弛度下的可行性,解决了矩阵不定情况下难以获得可行解的问题。仿真表明,在一定的干扰机能量约束下,该文所提方法在保证雷达高性能探测目标且不受干扰情况下,同时实现了多干扰机在空时域干扰对方每个平台以掩护我方雷达探测的效果;相比传统算法,在动态场景中基于FPP-SCA算法的协同干扰具有更优效果。

分布式干扰机对组网雷达的无源定位

利用测向——交叉定位法对组网雷达中的辐射源进行无源定位时,来自不同辐射源的信号交织在一起,形成两类虚假定位.为消除这些虚假定位,根据分布式干扰机的特点提出了一种新的定位算法:首先利用各干扰机中进行的初级信号分选和融合中心进行的融合分选识别去除第一类虚假定位;然后利用分选识别数据采用多点源定位方法对组网雷达进行定位.仿真试验结果证明,分布式干扰机对组网雷达的无源定位方法是一种有效的定位方法.

基于欺骗式动目标的SAR干扰技术研究

针对军事运动目标的保护问题,提出了基于欺骗式动目标的SAR干扰方法,该方法根据收到的雷达信号,调制不同的散射强度和位置信息,模拟产生多个虚假的运动目标,避免了静止场景不能干扰动目标成像的缺点。分析了雷达位置确定误差对欺骗式动目标干扰效果的影响,给出了一种干扰机的布阵方法。仿真证明,欺骗式动目标干扰方法可以达到保护运动目标和向被干扰雷达提供虚假信息的目的。

基于作用距离衰减的雷达间电磁兼容模型

为了更好地判定雷达间的电磁兼容性,分析了远距离支援干扰的效能评估模型,并在此基础之上提出了雷达最大作用距离衰减系数的概念,建立了最大作用距离衰减系数与天线增益等六大参数的定量关系。最后,针对两部雷达间的干扰情况做了算例分析,仿真实验结果表明:降低天线副瓣增益、增加雷达间距离以及提高受扰雷达压制系数均可以获得较好的雷达间电磁兼容性。这种将最大作用距离衰减系数用于雷达间电磁兼容判决的模型,能够真实、定量地反映出雷达间的干扰情况。

雷达干扰资源一对多分配方法

在对雷达干扰资源分配的一般优化模型和求解算法进行分析的基础上,从提高资源利用效率的角度出发,提出了目标雷达分群思想,并建立了一种新的基于一对多策略的雷达干扰资源分配模型,通过对目标雷达群的一对一分配实现对单部雷达的一对多分配。最后,对该模型中一些关键性问题进行了探讨,如任务整合、新任务参数确定、任务优先级排序、干扰机位置部署以及单目标雷达群干扰效益评估等。

考虑目标回波的两点源反向交叉眼干扰建模

单脉冲雷达广泛用于导弹末制导以对飞机、舰船目标实施精确打击。针对单脉冲雷达抗干扰性强的特点,该文采用交叉眼对单脉冲雷达进行干扰,在考虑交叉眼的反向天线结构下,基于雷达方程、单脉冲雷达测角原理,以比相单脉冲雷达为干扰对象,对隔离目标回波和考虑目标回波下的两点源反向交叉眼干扰进行建模,基于线性拟合的分析方法得到了两点源反向交叉眼参数与单脉冲雷达指示角的一般性公式。并通过案例仿真探讨了干扰机功率、信号相位差、信号幅值比及目标回波相位等参数对单脉冲雷达角度欺骗效果的影响。结果表明:干扰机发射的两路信号相位差越接近180°,幅值比越接近1,干扰机对单脉冲雷达角度欺骗效果越好;在JSR(干信比)为10～25 dB之间时,随着干扰机功率的增大,相同干扰效果下干扰机参数容限越宽松;受目标回波相位变化影响,两点源交叉眼干扰效果不稳定;数学模型与单脉冲雷达接收机仿真模型结果一致。该文研究可为飞机、舰船搭载反向交叉眼干扰机设计提供参考。

有源干扰条件下机载MIMO雷达STAP协方差矩阵秩的分析

该文分析了正侧阵机载MIMO雷达杂波加有源干扰协方差矩阵的结构,得到杂波加有源干扰协方差矩阵秩的上界为杂波的秩与有源干扰的秩之和减去有源干扰个数。并由此得到MIMO雷达杂波加有源干扰协方差矩阵非满秩而SIMO雷达杂波加有源干扰协方差矩阵满秩时有源干扰个数的范围。当有源干扰的数目在此范围时,SIMO雷达的理论性能严重下降,而MIMO雷达在理论上仍然有足够的自由度来抑制杂波和有源干扰,从而保证有较好的性能。通过仿真实验验证了上述结论。

波形分集阵列雷达抗干扰进展

现代战场电子环境日趋复杂,主瓣欺骗式干扰对雷达的生存能力构成严重威胁。传统阵列雷达无法对抗与目标角度相同的干扰,而以频率分集阵为代表的波形分集阵列雷达,通过发射端调制而具有额外距离维自由度,增加了系统设计与信号处理灵活性,为解决主瓣欺骗式干扰抑制难题提供了有效途径。本文总结了波形分集阵列雷达波束形成抗干扰的方法,指出其在对抗主瓣欺骗式干扰上的优势,并对波形分集阵列雷达抗干扰技术的难点与趋势进行了梳理。

基于作战任务的雷达干扰决策模型

在雷达对抗体系作战中雷达干扰决策是一个必须解决的问题。通常雷达干扰决策的模型只侧重于某一方面(如干扰效果评估、干扰资源分配),而实际体系作战条件下的雷达干扰决策是一个系统问题,它包括三方面的问题:威胁评估、干扰效果评估和干扰资源分配。只有从这三方面进行系统地考虑,才能较好地解决体系作战条件下雷达干扰决策问题。基于此,作了一些初步的尝试。

对SAR的虚假动目标干扰技术研究

提出了一种合成孔径雷达干扰的新方法一虚假动目标干扰,它可以获得动目标成像雷达二维压缩增益,实现对雷达的欺骗动目标干扰效果;对于常规SAR可获得距离向增益和部分方位向增益,实现对雷达较好的压制干扰效果。该技术大大降低了干扰机输出功率的要求,提高了干扰效率。通过控制干扰机对接收到的每个方位信号延迟规律,可以实现按照不同方式运动的虚假欺骗动目标,从而保护己方重要动目标;仿真分析结果验证了该方法的有效性和可行性。

对SAR的随机脉冲卷积干扰研究

分析了一种合成孔径雷达有源干扰的新技术——随机脉冲卷积干扰。该干扰技术可以获得雷达距离压缩处理的部分增益,干扰效果明显优于等信噪比情况下的射频噪声压制干扰;它降低了干扰机实现压制干扰的输出功率,大大提高了干扰效率;通过控制随机脉冲的延迟时间和延迟范围,可以控制干扰带的位置和宽度,实现对己方重要分布目标的保护;仿真分析结果验证了该方法的有效性和可行性。

基于运动干扰机的合成孔径雷达二维移频压制干扰

为了给移动或分布式目标提供有效的保护,提出了一种基于运动干扰机的SAR二维移频压制干扰方法。在波束照射范围内,运动干扰机在待保护目标附近截获SAR发射信号,并根据目标在距离向的范围与位置对其调制一个线性调频信号后转发。根据Range-Doppler算法,推导了距离向失配干扰信号脉冲压缩输出的主瓣位置、幅度以及宽度;分析了由于干扰机的运动导致的方位向调制信号,给出了干扰机起始位置、运动速度与方位向脉冲压缩输出主瓣位置、幅度以及主瓣展宽量的关系。理论研究表明,干扰信号能够在SAR图像中形成面状压制区,可以实现对移动或分布式目标的有效保护。仿真实验验证了该方法的有效性。

警戒雷达被干扰时探测范围的实时计算方法

目前对警戒雷达抗干扰能力的研究大多以效能评估为主,具体探测范围要通过雷达抗干扰实验实际测量获得,不仅成本高、测量数据量大,而且不易实现。针对现代战争中警戒雷达所处的复杂电子干扰环境,给出了机动警戒雷达被多个远距离支援干扰机干扰时探测范围的实时仿真计算方法,对警戒雷达的威力范围或者干扰的压制范围作出定量估算,在这对于研究远距离支援干扰的时机方法和评估雷达的抗干扰性能均具有重要意义。该方法已应用于模拟训练系统中,并获得了令人满意的效果。

基于ICGA的雷达与雷达干扰一体化信号的优化设计

现代雷达与雷达干扰一体化系统中一体化信号的优化设计对整个系统性能发挥具有深远意义。结合伪随机信号特点,运用时空混沌系统构造伪随机二相序列,并在分析一体化信号设计原则的基础上建立了一体化二相序列的优化模型,将基于自适应排序选择策略的混沌遗传算法应用于求解序列优化模型,给出了具体的解算步骤,并进行了实例仿真。仿真结果表明改进的混沌遗传算法有效地解决了雷达与雷达干扰一体化信号优化设计问题,得到了性能良好的一体化信号。

一种两级机载MIMO雷达空时自适应处理方法

机载MIMO雷达可联合利用时间自由度、发射和接收空间自由度抑制杂波,但只能利用接收空间自由度抑制有源干扰。基于此特点,该文提出一种机载MIMO雷达的两级空时自适应处理方法抑制杂波和干扰。第1级处理中只利用部分空间接收自由度进行干扰抑制,同时实现降维处理;第2级通过匹配滤波获得发射空间自由度,并联合剩余接收空间自由度和时域自由度,进行空时联合自适应处理抑制杂波。该方法通过分级处理既有效利用了MIMO雷达的发射自由度进行杂波抑制,又同时大大减低了计算量和样本需求。理论分析表明存在强干扰时,两级处理的理论性能可以逼近全维处理的最优性能。仿真实验表明了该算法的有效性。