王國恩 湯永濤 邊宏超

（海軍士官學(xué)校 蚌埠 233012）

1 引言

雷達(dá)對抗情報(bào)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是多個雷達(dá)對抗偵察設(shè)備情報(bào)融合處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是目標(biāo)定位、態(tài)勢形成與綜合識別等應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的前提。雷達(dá)對抗情報(bào)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)過程就是確立各偵察點(diǎn)送來目標(biāo)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，確定是否有相同數(shù)據(jù)源（目標(biāo)）的處理過程。目前常用的方法是PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法。

2 PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法

PDW（Pulse Description Word）即脈沖描述字，是指由雷達(dá)信號特征參數(shù)碼及各種控制脈沖組成的描述雷達(dá)信號的綜合數(shù)據(jù)碼，是以指定長度、指定格式、指定位含義構(gòu)成的數(shù)字形式的序列［1～4］。不同偵察設(shè)備測得的PDW內(nèi)容和格式可能不完全一樣。但是總體上來說PDW流的形式為

其中DOA為雷達(dá)脈沖到達(dá)方位；RF為雷達(dá)脈沖的載頻；TOA為雷達(dá)脈沖的到達(dá)時間；PW為雷達(dá)脈沖的脈寬；PA為雷達(dá)脈沖的脈幅；i為偵察設(shè)備偵測到雷達(dá)脈沖時間先后順序的序號［5］。

PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法就是利用各偵察設(shè)備分選后得到PDW流作為關(guān)聯(lián)基本單元，來完成雷達(dá)目標(biāo)的關(guān)聯(lián)。常用的PDW信息關(guān)聯(lián)方法是對各個偵察節(jié)點(diǎn)采集的PDW信號進(jìn)行脈沖特征提取，然后利用提取的脈沖族特征信息進(jìn)行多偵察節(jié)點(diǎn)目標(biāo)關(guān)聯(lián)［6～12］，如圖1所示。

圖1 常用PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法

在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)過程中，脈沖特征提取容易產(chǎn)生誤差，尤其是提取復(fù)雜信號的脈沖特征時甚至?xí)霈F(xiàn)錯誤，這樣會直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不準(zhǔn)確［13～17］。為減小因?yàn)槊}沖特征提取誤差帶來的影響，提出了新的PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)法。

3 新的PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法

同部雷達(dá)信號具有關(guān)聯(lián)性和不同雷達(dá)信號具有差異性，偵察設(shè)備通常利用載頻、脈寬、重復(fù)間隔、方位等參數(shù)建立跟蹤通道進(jìn)行分選，根據(jù)不同的跟蹤通道從復(fù)雜交錯的信號流中分離出每一部雷達(dá)的脈沖［18～21］。分選后得到的每一組PDW流對應(yīng)的就是同一部雷達(dá)的脈沖，這組PDW流也稱之為脈沖族。即屬于同一部雷達(dá)的PDW。也就是說不同雷達(dá)目標(biāo)的PDW其跟蹤通道在載頻、脈寬、重復(fù)間隔、方位等參數(shù)上會有所區(qū)別。新的PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法是以一個偵察設(shè)備偵收的PDW數(shù)據(jù)來建立跟蹤通道表，即一個脈沖族建立一個跟蹤通道，通過判斷其他設(shè)備采集的脈沖族（PDW）是否在跟蹤通道內(nèi)來進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)，如圖2所示。

圖2 新的PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法

首先就要在各偵察設(shè)備中實(shí)時采集PDW。每個雷達(dá)目標(biāo)一般采集兩個以上脈沖群數(shù)據(jù)，有時甚至多個脈沖群。然后根據(jù)其中一個偵察設(shè)備采集的PDW，建立跟蹤通道表。每一組脈沖族對應(yīng)一個跟蹤通道，從脈沖族中提取目標(biāo)參數(shù)特征值，包括載頻范圍、脈寬范圍、重復(fù)間隔范圍，作為跟蹤通道的標(biāo)準(zhǔn)，并合理設(shè)置一定的容差范圍。然后進(jìn)行跟蹤通道的判斷，將其他偵察設(shè)備采集的脈沖族依次與跟蹤通道表中所有跟蹤通道進(jìn)行判斷，如果符合其中一個跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)，則說明這個目標(biāo)信號與該跟蹤通道對應(yīng)的目標(biāo)信號相關(guān)聯(lián)，為同一目標(biāo)；如果不符合，則說明這兩個目標(biāo)信號不相關(guān)。如果其他偵察設(shè)備采集的一組脈沖族，不符合任意一個跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)，則說明跟蹤通道表中沒有這批目標(biāo)，需要根據(jù)這組脈沖族建立一個新的跟蹤通道。

4 建立跟蹤通道

在PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)過程中，建立跟蹤通道，是進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)。一個PDW流對應(yīng)一個跟蹤通道。跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)是從PDW流中提取出載頻、脈寬、重復(fù)間隔的范圍值。即載頻的最小值fmin和最大值 fmax，脈沖寬度的最小值PWmin和最大值PWmax，重復(fù)間隔的最小值PRImin和最大值PRImax。其中重復(fù)間隔計(jì)算方法是相鄰兩個脈沖之間的到達(dá)時間之差。而上一個脈沖群的最后一個脈沖與下一個脈沖群的第一個脈沖到達(dá)時間之差除外。

在確定跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)時，還需考慮各偵察裝備測量精度對偵測的參數(shù)值的影響以及信號自身特點(diǎn)，因此需設(shè)置一定的容差。假設(shè)各參數(shù)容差分別為 Δf、ΔPW 、ΔPRI，跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)為。則

如果偵察設(shè)備采集了n個PDW流，則需建立n個跟蹤通道。

5 跟蹤通道的判斷

建立跟蹤通道后，則將其他偵察設(shè)備采集的PDW流依次和所有跟蹤通道進(jìn)行判斷，判斷PDW流是否屬于其中一個跟蹤通道。判斷的方法是依次將PDW流中的每個PDW與跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)PDW流中符合該跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)的PDW的個數(shù)。假設(shè)偵察設(shè)備采集的一個PDW流是表示PDW流中PDW的個數(shù)，i表示當(dāng)前參與比對的PDW的序號，n表示符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)的PDW的個數(shù)。如圖3所示。首先進(jìn)行第一個PDW信號與跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)比較，首先判斷其載頻是否在[f1,f2]范圍之內(nèi)。如果不在范圍之內(nèi)，則說明這個PDW不符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)，直接進(jìn)行下一個PDW的比較。如果在范圍之內(nèi)，則繼續(xù)判斷其脈寬是否在范圍之內(nèi)。如果脈寬不在范圍之內(nèi)，則說明這個PDW不符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)，直接進(jìn)行下一個PDW的比較。如果脈寬在范圍之內(nèi)，則繼續(xù)判斷其重復(fù)間隔是否在范圍之內(nèi)。在進(jìn)行重復(fù)間隔判斷時，一族脈沖族中的第一個脈沖沒有PRI值，因此，第一個脈沖不比較PRI值。如果重復(fù)間隔不在范圍之內(nèi)，則說明這個PDW不符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)，直接進(jìn)行下一個PDW的比較。如果重復(fù)間隔在范圍之內(nèi)，則說明這個PDW符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)，符合關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的PDW的個數(shù)n為1，然后依次進(jìn)行后面PDW的比較，比較方法相同，如果載頻、脈寬、重復(fù)間隔都符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)，則將n加1，直到所有PDW都比較完成。最后計(jì)算符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)PDW個數(shù)n與PDW流中所有脈沖的個數(shù)N的比值C，即：

圖3 跟蹤通道判斷方法

設(shè)置一個門限C1，來判斷該P(yáng)DW流是否屬于這個跟蹤通道。如果C≥C1，則判斷該P(yáng)DW流屬于這個跟蹤通道，兩批目標(biāo)信號相關(guān)聯(lián)；反之，則判斷該P(yáng)DW流不屬于這個跟蹤通道，兩批目標(biāo)信號不關(guān)聯(lián)。

6 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

現(xiàn)有二部偵察設(shè)備A和B分別偵收到3批目標(biāo)，偵察設(shè)備A偵收到目標(biāo)信號1、2和3，偵察設(shè)備B偵收到目標(biāo)信號4、5和6?，F(xiàn)在采用PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)法對偵察設(shè)備A和B偵收的目標(biāo)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

1）建立跟蹤通道表

根據(jù)偵察設(shè)備A采集的目標(biāo)1、目標(biāo)2、目標(biāo)3的PDW流建立跟蹤通道表，每個PDW流建立相應(yīng)跟蹤通道。目標(biāo)1、2、3的PDW仿真樣本分別如表1所示。

表1 目標(biāo)1、2、3的PDW數(shù)據(jù)

（1）跟蹤通道1

根據(jù)目標(biāo)1的PDW流，提取特征參數(shù)。

fmin=6366.30MHz，fmax=6370.00MHz，PWmin=0.8μs，PWmax=1.0μs，PRImin=775.0μs，PRImax=901.0μs。各參數(shù)容差分別設(shè)置為 Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=1.8μs。跟蹤通道1的標(biāo)準(zhǔn)為[f1,f2]=[6 361.30MHz,6375.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[773.20μs,902.80μs] ，[P W1,PW2]=[0 . 7μs,1.1μs] 。

（2）跟蹤通道2

根據(jù)目標(biāo)2的PDW流，提取特征參數(shù)。

fmin=7847.00MHz，fmax=7854.00MHz，PWmin=1.3μs，PWmax=1.5μs，PRImin=38.3μs，PRImax=39.3μs。各參數(shù)容差分別設(shè)置為 Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=0.5μs。跟蹤通道2的標(biāo)準(zhǔn)為[f1,f2]=[7 8 42.00MHz,7859.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[37.8μs,39.8μs] ，[P W1,PW2]=[1.2μs,1.6μs]。

（3）跟蹤通道3

根據(jù)目標(biāo)3的PDW流，提取特征參數(shù)。

fmin=8346.00MHz，fmax=8355.00MHz，PWmin=1.0μs，PWmax=1.3μs，PRImin=1180.5μs，PRImax=1209.4μs。各參數(shù)容差分別設(shè)置為Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=1.6μs。跟蹤通道 3的標(biāo) 準(zhǔn)為[ f1,f2]=[8 3 41.00MHz,8360.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[1178.9μs,1211.0μs] ，[P W1,PW2]=[0 . 9μs,1.4μs] 。

建立跟蹤通道表如表2所示。

表2 跟蹤通道表

2）跟蹤通道判斷

將偵察設(shè)備B采集的PDW流依次和所有跟蹤通道進(jìn)行判斷。偵察設(shè)備B采集的目標(biāo)4、5、6的PDW如表3所示。

表3 目標(biāo)4、5、6的PDW數(shù)據(jù)

將PDW流中的每個PDW與通道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)符合跟蹤通道標(biāo)準(zhǔn)的PDW個數(shù)n，并計(jì)算其與PDW流中脈沖總數(shù)的比值C。如表4所示。

表4 跟蹤通道判斷結(jié)果

現(xiàn)在判斷目標(biāo)PDW流是否符合跟蹤通道的標(biāo)準(zhǔn)是C1=80%，即當(dāng)C≥80%，則判斷該P(yáng)DW流屬于這個跟蹤通道，兩批目標(biāo)信號相關(guān)；當(dāng)C<80%，則判斷該P(yáng)DW流不屬于這個跟蹤通道，兩批目標(biāo)信號不相關(guān)。由表8可知，目標(biāo)1和目標(biāo)4信號相關(guān)聯(lián)，為同一目標(biāo)；目標(biāo)3和目標(biāo)6信號相關(guān)聯(lián)，為同一目標(biāo)。目標(biāo)2、目標(biāo)5信號均沒有和其他目標(biāo)信號關(guān)聯(lián)。如果還有其他偵察設(shè)備數(shù)據(jù)要進(jìn)行關(guān)聯(lián)，需建立目標(biāo)5的跟蹤通道。根據(jù)目標(biāo)5的PDW流，提取特征參數(shù)，方法同上。

7 結(jié)語

從仿真結(jié)果可以看出，采用PDW數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法可以將多部偵察設(shè)備送來的目標(biāo)信號進(jìn)行準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，具有一定可行性。以PDW作為數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的基本處理單元，可以讓每一部輻射源信號都參與關(guān)聯(lián)處理，可以避免由于偵察設(shè)備分選錯誤引起的錯誤合批或添批導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)錯誤，可以進(jìn)一步提高目標(biāo)信號關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)確度。