中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 徐海洲

32069部隊(duì)南京軍代室 朱小偉

61886部隊(duì) 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(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 徐海洲

32069部隊(duì)南京軍代室 朱小偉

61886部隊(duì) 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(duì)雷達(dá)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(lái)對(duì)抗來(lái)自彈載的主瓣欺騙式干擾，同時(shí)結(jié)合雷達(dá)系統(tǒng)給出干擾識(shí)別的工作流程，最后結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)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(guò)程中，為了有效得避開(kāi)地面雷達(dá)的探測(cè)以及武器系統(tǒng)的攔截，通常都會(huì)利用各種誘餌和假目標(biāo)來(lái)增加彈頭目標(biāo)識(shí)別的難度，同時(shí)在關(guān)鍵時(shí)刻釋放彈載干擾機(jī)，干擾機(jī)和彈頭目標(biāo)均處在雷達(dá)照射波束范圍內(nèi)，干擾信號(hào)從雷達(dá)主瓣進(jìn)入接收機(jī)，常規(guī)的旁瓣對(duì)消、旁瓣匿隱技術(shù)均對(duì)主瓣干擾無(wú)能為力，特別在欺騙干擾情況下，假目標(biāo)伴隨真實(shí)目標(biāo)同時(shí)被雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)出來(lái)，大大增加雷達(dá)系統(tǒng)識(shí)別難度，無(wú)法支撐武器系統(tǒng)進(jìn)行有效攔截。因此，在導(dǎo)彈防御方面，如何應(yīng)對(duì)彈載主瓣欺騙式干擾成為一個(gè)迫切需要解決的難題[1-3]。

幅度偏差系數(shù)是用來(lái)表征信號(hào)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(lái)對(duì)抗來(lái)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(shí)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(jìn)行綜合抗干擾[4]。

二、幅度偏差系數(shù)機(jī)理

雷達(dá)回波復(fù)包絡(luò)信號(hào)幅、相分量的組成、回波信號(hào)的平穩(wěn)性與目標(biāo)以及干擾機(jī)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、雷達(dá)參數(shù)、雷達(dá)工作狀態(tài)、考察時(shí)間（數(shù)據(jù)長(zhǎng)度）有關(guān)。針對(duì)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(dá)天線掃過(guò)目標(biāo)的一組回波（方位—距離二維復(fù)包絡(luò)）中來(lái)提取，即必須對(duì)橫向回波進(jìn)行批處理。此時(shí)干擾機(jī)與目標(biāo)的隨機(jī)波動(dòng)特性、雷達(dá)系統(tǒng)是否穩(wěn)定主要看雷達(dá)天線掃過(guò)干擾機(jī)與目標(biāo)的時(shí)間。在干擾機(jī)伴隨目標(biāo)運(yùn)動(dòng)釋放干擾的過(guò)程中，目標(biāo)可以被認(rèn)為相對(duì)干擾較為平穩(wěn)。因此雷達(dá)天線掃過(guò)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(hào)處理方法來(lái)處理二維復(fù)包絡(luò)。雷達(dá)橫向?yàn)V波中有效回波數(shù)的多少由天線掃描速度和雷達(dá)重復(fù)周期確定，在兼顧信號(hào)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(jī)伴隨目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，目標(biāo)整體都有一個(gè)相同的徑向速度，在天線掃過(guò)目標(biāo)的短時(shí)間內(nèi)，其徑向速度幾乎是恒定的，而干擾機(jī)始終在對(duì)目標(biāo)回波進(jìn)行多維調(diào)制，干擾本身必然沒(méi)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(méi)有目標(biāo)所產(chǎn)生的回波能量集中。

這一機(jī)理給我們有很好的啟發(fā)，通過(guò)脈間幅值變化量來(lái)估計(jì)幅值調(diào)制特征是一個(gè)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(lái)表達(dá)回波的幅度調(diào)制特征，具有較好的相對(duì)不變性，且都反應(yīng)了目標(biāo)以及干擾機(jī)的復(fù)雜程度，可以直接用于目標(biāo)以及干擾機(jī)的分類。特別在時(shí)域直接估計(jì)ga特征參數(shù)，實(shí)際上具有實(shí)時(shí)、方便的優(yōu)點(diǎn)，且沒(méi)有明顯的特征損失。

三、識(shí)別工作流程

雷達(dá)系統(tǒng)收到目標(biāo)以及干擾信號(hào)后，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行速度補(bǔ)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(guò)一系列常規(guī)信號(hào)處理流程，在點(diǎn)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(chǔ)的脈壓結(jié)果中，提取該距離單元下雷達(dá)天線掃過(guò)目標(biāo)的Na個(gè)相參回波的脈壓幅值，在時(shí)域直接估計(jì)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(shí)目標(biāo)和干擾。識(shí)別流程如下圖所示：

圖1 識(shí)別工作流程

四、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證

下圖是針對(duì)XXXX實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)共300個(gè)跟蹤波位進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)波位中真實(shí)目標(biāo)與干擾信號(hào)幅度偏差系數(shù)比對(duì)。

圖2 真實(shí)目標(biāo)與干擾信號(hào)幅度偏差系數(shù)比對(duì)

表1 識(shí)別結(jié)果

五、結(jié)論

通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，雷達(dá)系統(tǒng)運(yùn)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(shí)其實(shí)時(shí)性也滿足雷達(dá)信號(hào)處理的要求。

[1]李亞奇．彈道導(dǎo)彈作戰(zhàn)及干擾對(duì)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(duì)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(yàn)評(píng)估方法研究[J]．航天電子對(duì)抗,2014(5):6-8．

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