一種基于幅度偏差系數(shù)的干擾剔除方法研究

中國電子科技集團公司第三十八研究所 徐海洲

32069部隊南京軍代室 朱小偉

61886部隊 黨春衡

一種基于幅度偏差系數(shù)的干擾剔除方法研究

中國電子科技集團公司第三十八研究所 徐海洲

32069部隊南京軍代室 朱小偉

61886部隊 黨春衡

彈道導(dǎo)彈突防能力的提升，特別是彈載干擾技術(shù)的發(fā)展對雷達系統(tǒng)提出了很高的要求。本文主要介紹一種基于幅度偏差系數(shù)的干擾剔除方法，該方法可以用來對抗來自彈載的主瓣欺騙式干擾，同時結(jié)合雷達系統(tǒng)給出干擾識別的工作流程，最后結(jié)合實測數(shù)據(jù)驗證方法的有效性。

主瓣欺騙式干擾；幅度偏差系數(shù)；干擾剔除

一、引言

在利用彈道導(dǎo)彈打擊的過程中，為了有效得避開地面雷達的探測以及武器系統(tǒng)的攔截，通常都會利用各種誘餌和假目標(biāo)來增加彈頭目標(biāo)識別的難度，同時在關(guān)鍵時刻釋放彈載干擾機，干擾機和彈頭目標(biāo)均處在雷達照射波束范圍內(nèi)，干擾信號從雷達主瓣進入接收機，常規(guī)的旁瓣對消、旁瓣匿隱技術(shù)均對主瓣干擾無能為力，特別在欺騙干擾情況下，假目標(biāo)伴隨真實目標(biāo)同時被雷達系統(tǒng)檢測出來，大大增加雷達系統(tǒng)識別難度，無法支撐武器系統(tǒng)進行有效攔截。因此，在導(dǎo)彈防御方面，如何應(yīng)對彈載主瓣欺騙式干擾成為一個迫切需要解決的難題[1-3]。

幅度偏差系數(shù)是用來表征信號平穩(wěn)度的物理量。基于幅度偏差系數(shù)的干擾剔除方法可以用來對抗來自主瓣的欺騙式轉(zhuǎn)發(fā)干擾，利用該方法可以有效區(qū)分真實目標(biāo)和假目標(biāo)，再根據(jù)目標(biāo)的速度和距離相關(guān)性進行綜合抗干擾[4]。

二、幅度偏差系數(shù)機理

雷達回波復(fù)包絡(luò)信號幅、相分量的組成、回波信號的平穩(wěn)性與目標(biāo)以及干擾機的結(jié)構(gòu)、運動姿態(tài)、雷達參數(shù)、雷達工作狀態(tài)、考察時間（數(shù)據(jù)長度）有關(guān)。針對單一脈沖發(fā)射周期（一般小于5毫秒），單一回波脈沖難以覆蓋目標(biāo)旋轉(zhuǎn)部件的調(diào)制周期。調(diào)制周期特征要從雷達天線掃過目標(biāo)的一組回波（方位—距離二維復(fù)包絡(luò)）中來提取，即必須對橫向回波進行批處理。此時干擾機與目標(biāo)的隨機波動特性、雷達系統(tǒng)是否穩(wěn)定主要看雷達天線掃過干擾機與目標(biāo)的時間。在干擾機伴隨目標(biāo)運動釋放干擾的過程中，目標(biāo)可以被認(rèn)為相對干擾較為平穩(wěn)。因此雷達天線掃過目標(biāo)的一組回波中包含了平穩(wěn)和非平穩(wěn)分量，因而可以采用平穩(wěn)和非平穩(wěn)信號處理方法來處理二維復(fù)包絡(luò)。雷達橫向濾波中有效回波數(shù)的多少由天線掃描速度和雷達重復(fù)周期確定，在兼顧信號平穩(wěn)性的前提下，有效回波數(shù)越多，越有利于調(diào)制特征的提取。

在干擾機伴隨目標(biāo)運動的過程中，目標(biāo)整體都有一個相同的徑向速度，在天線掃過目標(biāo)的短時間內(nèi)，其徑向速度幾乎是恒定的，而干擾機始終在對目標(biāo)回波進行多維調(diào)制，干擾本身必然沒有目標(biāo)所產(chǎn)生的回波穩(wěn)定度高，所產(chǎn)生的回波能量也沒有目標(biāo)所產(chǎn)生的回波能量集中。

這一機理給我們有很好的啟發(fā)，通過脈間幅值變化量來估計幅值調(diào)制特征是一個很好的思路。定義幅度偏差系數(shù)ga為：

選擇幅度偏差系數(shù)ga特征參數(shù)來表達回波的幅度調(diào)制特征，具有較好的相對不變性，且都反應(yīng)了目標(biāo)以及干擾機的復(fù)雜程度，可以直接用于目標(biāo)以及干擾機的分類。特別在時域直接估計ga特征參數(shù)，實際上具有實時、方便的優(yōu)點，且沒有明顯的特征損失。

三、識別工作流程

雷達系統(tǒng)收到目標(biāo)以及干擾信號后，對回波數(shù)據(jù)進行速度補償，使得各脈沖脈壓之后的結(jié)果包絡(luò)能夠?qū)R，暫存脈壓的結(jié)果，經(jīng)過一系列常規(guī)信號處理流程，在點跡凝聚后提取出目標(biāo)以及干擾所在距離單元位置，在所存儲的脈壓結(jié)果中，提取該距離單元下雷達天線掃過目標(biāo)的Na個相參回波的脈壓幅值，在時域直接估計ga特征參數(shù)，根據(jù)上述方法分離出兩類目標(biāo)后再依據(jù)目標(biāo)的速度和距離相關(guān)性判別出真實目標(biāo)和干擾。識別流程如下圖所示：

圖1 識別工作流程

四、實測數(shù)據(jù)驗證

下圖是針對XXXX實測數(shù)據(jù)共300個跟蹤波位進行計算，每個波位中真實目標(biāo)與干擾信號幅度偏差系數(shù)比對。

圖2 真實目標(biāo)與干擾信號幅度偏差系數(shù)比對

表1 識別結(jié)果

五、結(jié)論

通過實測數(shù)據(jù)驗證，雷達系統(tǒng)運用基于幅度偏差系數(shù)的干擾剔除方法可以在彈載主瓣欺騙式干擾條件下有效區(qū)分彈頭目標(biāo)和假目標(biāo)，同時其實時性也滿足雷達信號處理的要求。

[1]李亞奇．彈道導(dǎo)彈作戰(zhàn)及干擾對抗方法研究[J]．飛航導(dǎo)彈,2014(6): 49-53．

[2]田波．彈道導(dǎo)彈突防中的對抗技術(shù)研究[J]．飛航導(dǎo)彈,2011(4):51-54．

[3]李宏．彈道導(dǎo)彈突防干擾試驗評估方法研究[J]．航天電子對抗,2014(5):6-8．

[4]李宏,楊英科,鄭光勇．?dāng)?shù)字射頻存儲多假目標(biāo)干擾性能分析[J]．艦船電子對抗,2009(2):53-56．