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雷达抗干扰方法及其发展趋势综述

雷达抗干扰方法及其发展趋势综述
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卫星导航抗干扰技术应用

卫星导航抗干扰技术应用 发表时间:2018-11-15T20:03:58.540Z 来源:《基层建设》2018年第28期作者:倪大森 [导读] 摘要:抗干扰技术一直是卫星导航领域的研究热点。 天津七六四通信导航技术有限公司天津 300210 摘要:抗干扰技术一直是卫星导航领域的研究热点。在众多的抗干扰方法中,采用基于空时联合处理的阵列天线抗干扰是目前最有效且应用最广的一种方法。而对于阵列天线抗干扰,权值精度和权值更新速度是决定其抗干扰性能优劣的重要因素。当采用相同的自适应算法时,权值精度越高,权值更新速度越快,则抗干扰处理的效果越好。为此,在接下来的文章中,将围绕卫星导航抗干扰技术应用方面展开详细分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。 关键词:卫星导航;抗干扰技术 引言:卫星导航定位系统提供精确的位置、时间和速度的同时,存在着信号微弱,易受干扰的天然弱点。在定位导航过程中,导航接收机的抗干扰能力是决定导航定位服务可用性的关键因素,伴随着卫星导航的推广应用和深入研究,抗干扰技术不断迭代更新。文章对卫星导航系统的抗干扰接收技术进行分析。 1.抗干扰技术分析 抗干扰是指设备能够防止经过天线输入端,设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。雷达往往工作在复杂的电磁环境中,雷达抗干扰性能的优劣直接决定了整个雷达系统的性能。然而,如何评价雷达抗干扰性能的优劣,至今还没有公认的标准。因此人们难以把握雷达抗干扰能力的好坏,严重阻碍了雷达抗干扰技术和战术的发展。目前对于雷达抗干扰性能的评估,已经有了部分研究成果,但存在以下缺点:第一,干扰和抗干扰性能分开评估,没有把两者联系起来,这不符合实际情况;第二,由于雷达系统的复杂性,往往不能表征整个雷达的抗干扰性能,而仅从雷达采取的抗干扰措施或雷达本身固有的特性来研究;第三,度量值具有不可测性,计算繁琐 1.1虚拟卫星法 虚拟卫星法是在卫星导航抗干扰接收系统中广泛应用的一种方法,利用小型无人机或者地基发射装置播发模拟卫星信号,增强导航接收机的接收信号进而改善信噪比,从而实现抗干扰的目的。 1.2天线抗干扰法 天线抗干扰法是卫星导航抗干扰系统中的关键技术,其应用具有多种优势,技术操作简单,成本相对较低。天线抗干扰法可以通过提升波速发生量的方式来完成天线阵元的加权工作,从而将外界干扰信号的强度控制在较小的范围,减小或避免对导航接收机的影响。 1.3扩展频谱抗干扰法 这种方法可使导航接收机有效抑制干扰信号。采用直接序列扩频,当接收机解扩之后将有用的信号变成了窄带信号,原来一些频带比较窄的干扰信号就会变成宽带信号,从而使得信号中的大部分能量都被窄带滤波器滤除掉,提高了信干比。当前扩展频谱抗干扰法的应用十分广泛,尤其是在工业领域普及程度很高。 1.4光通信技术 光通信技术是卫星导航干扰接收系统的主要技术之一,是结合现代科学技术产生的一种新技术。与传统的卫星导航抗干扰技术相比较而言,光通信技术更高效、科学,但是其原理相对复杂,应用成本相对较高,当前还处于推广阶段。 1.5编码调制技术 编码调制技术在卫星导航抗干扰接收系统中的应用,可以借助卫星导航系统的修正、调整、编排优势,增强抗干扰接收系统稳定工作的持续性。 2.抗干扰导航接收机实现 2.1波束形成抗干扰方法 形成抗干扰波束并借助惯性测量数据或者卫星历史数据,可以抵御和消除外界的干扰信号,从而提高导航接收机的抗干扰能力。卫星信号和干扰信号都会通过全向天线阵列进入大动态射频转换器前端,大动态射频转换器对射频信号进行初步处理再移交后端的数模转换器。大动态射频转换器的设计,可以采用自动增益控制技术,在射频与中频之间设置多个程控衰减器,每一个衰减器都会使得信号逐渐衰减变小,而且信号是逐级衰减,防止其中的敏感元件出现饱和状态。这种衰减结构是比较灵活的,可以对进入模数转换器的信号电平进行精确控制,实现对信号与噪声之间的比值的优化。当射频转换器把信号变成中频的时候,数字化中频信号就会进入波束形成算法模块,同时,在惯性测量数据可用的情况下,还可以从惯性测量数据获得自身的姿态信息,并且可以结合卫星历史数据,通过波束控制模块产生波束自适应控制权值,然后将该值传输到波束形成算法模块中,波束形成算法模块根据波束自适应控制权值,对数字化中频信号进行自适应滤波,可以降低或者消除进入导航接收机的干扰信号影响。波束形成算法模块可以对输入的数字中频数据进行处理,并且可以得到所有通道的数字波束总和,根据这个值再进入导航接收机的捕获跟踪模块。在整个传输过程中,波束形成算法模块可以同时对都不同方向的波束进行控制,在卫星信号中如果存在干扰信号,则该模块可以对数据中的干扰成分进行降低或者完全消除,从而减少干扰信号对卫星信号带来的影响,得到更准确的定位结果。 2.2自适应零陷抗干扰方法 如果缺乏惯性导航设备、电磁罗经等设备的惯性测量数据,导航接收机很难确定卫星接收天线的姿态。此种情况下,自适应零陷抗干扰方法更合适,这种方法的基本原理是功率倒置算法,确保期望信号增益为常数时输出的功率最小。按照功率倒置算法所形成的天线方向图,可以在各个干扰方向上产生对应的零陷,零陷与干扰信号的强度成正比。当卫星信号从空中传输到导航接收机的天线时,信号电平会衰减得十分微弱,甚至低于噪声,所以算法不会剔除有效的卫星信号。算法在强干扰方向上产生零陷,可以有效抑制干扰信号的影响,提高导航接收机的信噪比[1]。 2.3抗干扰导航接收机实现技术 从抗干扰导航接收机的结构来看,卫星导航系统的抗干扰导航接收机主要有两个模块,一个是自适应抗干扰模块,一个是基带接收机模块。自适应抗干扰模块中一共有7组天线,这些天线的数据经过采集之后,可以通过FPGA的SRAM存储器将数据转存送入DSP中,再对数字进行加权计算,另外也可以利用上次计算所得到的权值在FPGA中对当前采样的数据做波束形成或者零陷滤波处理,最终生成I、Q两

随机信号雷达抗干扰性能分析

第23卷第1期电波科学学报 2008年2月CHINESEJOURNALOFRADIOSCIENCEV01.23。No.1February。2008 文章编号1005—0388(2008)Ol一0189—06 随机信号雷达抗干扰性能分析 张新相1吴铁平2陈天麒1 (1.电子科技大学电子工程学院.四川成都610054; 2.空军装备研究院雷达所,北京100085) 摘要研究了采用带限高斯白噪声波形的随机信号雷达在噪声和欺骗干扰环境下的工作性能。通过研究接收机输入/输出信噪比关系和检测性能,分析了随机信号波形抗噪声干扰的性能;采用仿真方法,分析了抗欺骗干扰性能。仿真和分析结果表明,随机信号波形比线性调频脉冲压缩波形具有更好的抗欺骗干扰能力。 关键词随机信号雷达;抗干扰≯噪声干扰;欺骗干扰 中图分类号TN911文献标识码A ECCMcapabilitiesofrandomsignalradar ZHANGXin-xiangWUTie-pingCHENTian-qi (1.CollegeofE.E.,Univ.ofElectronicScienceandTechno(ogyofChina.Chengdu Sichuan610054,China2.RadarInst.,AirforceEquipment Academy,Beijing100085,China) AbstractThepedormanceofrandomsignalradar(RSR)isanalyzedbyemplo—yingaband-limitedwhitegaussnoisewaveforminactivejammingenvironments.Theinputandoutputsignal-to-noiseratioandprobabilityofdetectionofthereceiv—erarediscussed.SimulationisperformedtOshowtheperformanceindeceptivejam—mingcondition.Analysisandsimulationindicatethatrandomsignalwaveformpos—sessesbetterelectroniccounter-countermeasure(ECCM)capabilitiesthanlinearfrequencymodulated(LFM)waveform. Keywordsrandomsignalradar;ECCM;noisejamming;deceptivejamming 1引言 随机信号雷达(RSR)采用射频噪声或噪声调制 信号作为发射波形[1],其最佳接收一般采用相关接 收机。对随机信号雷达的试验研究始于20世纪中期,Horton[2]首先提出了一种噪声测距雷达,此后 CopperC33等研究了一种实验型随机信号雷达。由于 随机信号波形的低截获(LPI)性和优良的检测性能,近年来出现了一些随机信号雷达的研究和试验 系统[1“石],涵盖了探地、SAR/ISAR成像、雷达截面 积测量等方面的应用。 随机信号雷达采用非周期的噪声或类噪声波 收稿日期:2006-i0-20 189形,其模糊函数接近理想的图钉型,除具有良好的距离、速度分辨力和低截获性能【6]外,随机信号雷达的抗干扰能力也是其受到众多关注的主要原因之一.现有文献中,针对随机信号雷达抗干扰性能分析的较少见,其研究对象主要是连续波随机信号波形,研究方法侧重于定性分析、仿真分析和对比试验。刘国岁教授[7]等以对比试验方式,比较了随机二相码调制和伪随机二相码调制两种连续波随机信号雷达的抗干扰性能,实验数据表明,随机二相码调制波形具有更强的抗各类干扰的能力。Garmatyuk[8]对随机信号SAR在杂波/噪声和欺骗式干扰环境下的成像性能进行了仿真研究,通过与线性调频波形比较,  万方数据

浅谈卫星导航抗干扰技术的发展

浅谈卫星导航抗干扰技术的发展 【摘要】卫星导航在现在的军事领域起到了至关重要的作用,本文介绍了卫星的干扰类型和工作原理。然后介绍了现有的几种抗干扰技术、工作原理和特点。最后,对卫星导航的抗干扰技术进行了预测。 【关键词】卫星导航;干扰技术;抗干扰技术 卫星导航在社会生活和军事领域当中起到了越来越多的作用,从日常的定位,到军用的精确制导,都离不开卫星导航。然而,在实际应用当中,由于种种原因,卫星系统会受到干扰,影响了使用国和用户的。因此,如何提高卫星系统的抗干扰的技术是当前各国研究者重点的研究课题[1]。本文介绍了干扰的类型和工具原理,抗干扰技术的分类和发展动向,为我国的卫星导航抗干扰技术的发展提供借鉴。 1.干扰的类型 对卫星的导航一般主要分为干扰型和压制型两种,由于卫星导航也是电子系统的一个集成,因此,一般的电子干扰技术也能用在对卫星的干扰上。 1.1压制式干扰 压制式的干扰就是利用特殊的发射装置对卫星发射电磁信号,让卫星不能正常的接受和发射信号,也无法进行导航。这种干扰方式的特点是技术难度低,使用相对简单,功率大的。但这种干扰方式也会使本方的导航通讯出现不畅,因此,使用范围比较受限制[2]。 1.2干扰型干扰 与压制式干扰不同,干扰型干扰向卫星发射假的信号,造成卫星的导航信息不准确,或者发出错误的信号,起不到应有的导航作用。这种干扰方式的特点是技术难度比较高,需要知道所要干扰的卫星系统的具体工作参数,虽然效果要比压制式干扰好,且不影响本方正常的通讯,但是掌握难度非常的高。 2.抗干扰技术的发展 所谓的抗干扰就是利用特定的手段对卫星的信息接收,传送方式和功率等进行处理,使卫星能够分辨有用和无用信号,正确的接收所需要的信号。在卫星抗干扰技术中主要有以下几种。 2.1伪卫星法 伪卫星法就是在地面设定发射装置,或者发射无人驾驶飞行器,或者小卫星

雷达干扰智能决策资源分配的一种快速算法

万方数据

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雷达干扰智能决策资源分配的一种快速算法 作者:黄贤锋, 张万军, 谭营 作者单位:解放军电子工程学院,合肥,230037 刊名: 航天电子对抗 英文刊名:AEROSPACE ELECTRONIC WARFARE 年,卷(期):2002(6) 被引用次数:11次 参考文献(3条) 1.谭营智能雷达干扰决策支持系统中资源分配技术 1999 2.王杰贵雷达干扰决策分析 1997(04) 3.王杰贵一种雷达干扰资源动态优化分配技术 1999(01) 本文读者也读过(10条) 1.王杰贵.罗景青几种雷达干扰资源分配技术[期刊论文]-航天电子对抗2001(3) 2.谈江海.陈天麒.TAN Jiang-hai.CHEN Tian-qi一种雷达干扰资源分配算法[期刊论文]-电子对抗技术 2005,20(5) 3.贺静波.彭复员.胡生亮.HE Jing-bo.PENG Fu-yuan.HU Sheng-liang基于作战任务的雷达干扰决策模型[期刊论文]-现代雷达2007,29(1) 4.郭小一多策略雷达干扰资源分配方法研究[学位论文]2006 5.王杰贵.罗景青.毛云祥IDSSRJ中的雷达干扰资源分配技术[期刊论文]-舰船电子对抗2001(3) 6.高晓光.胡明.郑景嵩.GAO Xiao-guang.HU Ming.ZHENG Jing-song突防任务中的单机对多目标干扰决策[期刊论文]-系统工程与电子技术2010,32(6) 7.张渊无线资源管理技术中干扰协调与资源调度研究[学位论文]2011 8.郭小一.袁卫卫.黄金才.GUO Xiao-yi.YUAN Wei-wei.HUANG Jin-cai雷达干扰资源一对多分配方法[期刊论文]-火力与指挥控制2008,33(12) 9.姜宁.胡维礼.王基组.郭建雷达干扰资源分配的模糊多属性动态规划模型[期刊论文]-南京理工大学学报(自然科学版)2003,27(3) 10.田德民.TIAN De-min现代雷达有源对抗系统中干扰资源管理分析[期刊论文]-舰船电子对抗2006,29(4) 引证文献(11条) 1.易成煜.孙闽红.唐斌基于TOPSIS法的雷达抗干扰措施优化选取[期刊论文]-现代雷达 2009(10) 2.郭小一.袁卫卫.黄金才雷达干扰资源一对多分配方法[期刊论文]-火力与指挥控制 2008(12) 3.贺静波.彭复员.胡生亮基于作战任务的雷达干扰决策模型[期刊论文]-现代雷达 2007(1) 4.谈江海.陈天麒一种雷达干扰资源分配算法[期刊论文]-电子对抗技术 2005(5) 5.唐蒙娜.熊伟丽.徐保国改进的TOPSIS法在雷达干扰资源分配中的应用[期刊论文]-火力与指挥控制 2012(1) 6.肖海泉.文友斌雷达干扰资源的粒子群分配技术研究[期刊论文]-舰船电子对抗 2011(2) 7.基于1-1原则的雷达抗干扰措施优化选取[期刊论文]-数据采集与处理 2009(z1) 8.刘以安.倪天权.张秀辉.李游模拟退火算法在雷达干扰资源优化分配中的应用[期刊论文]-系统工程与电子技术2009(8) 9.涂拥军.李静.厉春生.王国恩基于粒子群算法的雷达网干扰资源分配技术研究[期刊论文]-现代防御技术 2009(6)

卫星导航系统接收机抗干扰关键技术综述

卫星导航系统接收机抗干扰关键技术综述 卫星导航系统,就是用于对目标定位、导航、监管,提供目标位置、速度等相关信息的卫星系统。卫星导航系统具有很多优点,定位精度非常高,如美国的GPS(全球定位系统)精度可达厘米和毫米级;效率高,体现在观测时间短,可随时定位;全天候的连续实时提供导航服务。因此,卫星导航系统广泛应用于各个领域,发展前景十分广阔。但是,卫星导航系统有一个缺点,就是卫星信号的功率比较低,信道容易受到其他形式的各种干扰,导致卫星导航接收机的性能下降。因此,为了提升我国的卫星导航系统的抗干扰能力,本文主要研究探讨了卫星导航系统接收机抗干扰的关键技术。 1 卫星导航系统抗干扰技术 卫星导航系统接收机的干扰主要有三种形式,欺骗式干扰、压制式干扰、欺骗式/压制式组合干扰。欺骗式干扰有针对民码的干扰和针对军码的干扰;压制式干扰有宽带压制式干扰和窄带压制式干扰。为了应对各种干扰,卫星导航系统使用扩频技术,扩频技术具有很好的隐蔽性,能够精密测距,并且可以实现多址通信,抗干扰能力大大增加。而对于连续波干扰、窄带干扰,就要采用带阻频谱滤波方法滤掉干扰信号。而对于宽带干扰,这些方法效果都不理想,一般选择自适应阵列天线技术,这种技术能够根据外部的信号强弱,自动改变各个针元的加权系数,从而对准干扰信号方向。 1.1 自适应滤波技术 自适应滤波技术是随着自适应滤波理论与算法的发展而发展起来的,最小均方算法和最小二乘算法对自适应滤波技术起到的非常大的作用。除此以外,采样矩阵求逆算法也属于另一种自适应算法,直接矩阵求逆算法使得系统处理速度大大提升。 1.2 卡尔曼滤波技术 卡尔曼滤波技术是卡尔曼在20世纪60年代提出的,卡尔曼滤波技术是在被提取信号的相关测量中利用实时递推算法来估计所需信号的一种滤波技术。这种技术的理论基础是随机估计理论,在估计过程中,用观测方程、系统状态方程以及白噪声激励的特性作为滤波算法。卡尔曼滤波技术不仅用于估计一维的平稳的随机过程,而且可以用于多维的非平稳随机过程估计。卡尔曼滤波技术实质上属于一种最优估计方法。虽然卡尔曼滤波技术操作简单,应用范围十分广泛,但有一个基本要求,就是必须在计算机上实现。 2 抗压制式宽带干扰技术 2.1 压制式宽带干扰的工作原理 所谓压制式干扰,就是指干扰信号的强度远远高于经过扩散后的卫星信号强度,进而使卫星导航系统接收机无法获取准确信号,从而达到干扰卫星导航系统的目的。压制式干扰有窄带压制式和宽带压制式干扰。窄带单频连续波干扰,是一台干扰机对卫星导航系统发射单频信号,当单频信号与用伪码调制的宽带进行混频后,就输出宽带干扰信号。宽带扩频相关干扰,原理是利用卫星信号的伪码序列与干扰信号的伪码序列的强关联性来干扰接收机的接受能力。这种干扰可以以较小的干扰功率就能达到有效干扰目的。 2.2 自适应阵列天线技术 阵列天线的结构决定抗干扰性能,阵列天线的几何结构对抗干扰性能的影响主要体现在三个方面。第一,阵列天线的阵元间隔。第二,阵列天线的几何布局。第三,阵列天线的阵元个数。确定阵元间的相对距离,要考虑的因素有,较小的阵元之间的间隔形成的互藕效应,和半波长的阵元间隔形成的旁瓣。一般的阵元间隔选择半波长,能够有效避免大的旁瓣的产生,并且此时的互藕效应最小。阵列天线的几何结构布局不同,对应的最佳阵元的个数就不同。所以在进行干扰抑制性能的量化比较时,不能将阵元个数相同的,但阵元几何结构不同

浅谈雷达干扰与反干扰技术

浅谈雷达干扰与抗干扰技术 近年来,由于电子对抗技术的不断进步,干扰与抗干扰之间的斗争亦日趋激烈。面对日益复杂的电子干扰环境,雷达必须提高其抗干扰能力,才能在现代战争中生存,然后才能发挥其正常效能,为战局带来积极影响。 一、雷达干扰技术 1、对雷达实施干扰的目的和方法 雷达干扰的目的是使敌方雷达无法获得探测、跟踪、定位及识别目标的信息,或使有用的信息淹没在许多假目标中,以致无法提取真正的信息。 根据雷达工作原理,雷达是通过辐射电磁波在空间传播至目标,由目标散射回波被雷达接收实现探测目标。因此对雷达实施干扰可以从传播空间和目标这两处着手。具体来说就是辐射干扰信号,反射雷达信号,吸收雷达信号三个方面。 为了实现对雷达实现有效的干扰,一般需要满足下面几个条件。空间上,干扰方向必须对准雷达,使得雷达能够接收到干扰信号。频域上,干扰频率必须覆盖雷达工作频率或者和雷达工作频点相同。能量上,干扰的能量必须足够大,使得雷达接收机接收的能量大于其最小可接收功率(灵敏度)。极化方式上,干扰电磁波的极化方式应当和雷达接收天线的极化方式尽量接近,使得极化损失最小。信号形式上,干扰的信号形式应当能够对雷达接收机实施有效干扰,增加其信号处理的难度。 2、雷达干扰分类 雷达面临的复杂电子干扰可分为有意干扰和无意干扰两大类,这两者又分别包括有源和无源干扰,具体如下图所示。

有意干扰无意干扰有源干扰无源干扰有源干扰 无源干扰遮盖性干扰欺骗性干扰自然界的人为的欺骗性干扰遮盖性干扰自然界的人为的噪声调频干扰复合调频干扰噪声调相干扰随机脉冲干扰距离欺骗干扰角度欺骗干扰速度欺骗干扰等箔条走廊干扰箔条区域干扰反雷达伪装雷达诱饵宇宙干扰雷电干扰等工业干扰友邻干扰等鸟群干扰等 人工建筑干扰 地物、气象干扰 {友邻物体干扰{{{{{{{{{{{{{{ 雷达干扰 二、雷达抗干扰技术 雷达抗干扰的主要目标是在与敌方电子干扰对抗中保证己方雷达任务的顺利完成。雷达抗干扰措施可分为两大类:(1)技术抗干扰措施;(2)战术抗干扰措施。技术抗干扰措施又可分为两类:一类是使干扰不进入或少进入雷达接收机中;另一类是当干扰进入接收机后,利用目标回波和干扰的各自特性,从干扰背景中提取目标信息。这些技术措施都用于雷达的主要分系统如天线、发射机、接收机、信号处理机中。 1、与天线有关的抗干扰技术 雷达通过天线发射和接收目标信号,但同时可能接收到干扰信号,可以通过在天线上采取某些措施尽量减少干扰信号进入接收机。如提高天线增益,可提高雷达接收信号的信干比;控制天线波束的覆盖与扫描区域可以减少雷达照射干扰机;采用窄波束天线不仅可以获得高的天线增益,还能增大雷达的自卫距离、提高能量密度,还可以减少地面反射的影响,减小多径的误差,提高跟踪精度;采用低旁瓣天线可以将干扰限制在主瓣区间,还可以测定干扰机的角度信息,并能利用多站交叉定位技术,测得干扰机的距

雷达抗干扰性能评估方法研究_王瑞革

总第191期2010年第5期 舰船电子工程 Ship Electr onic Engineering V o l.30No.5 115雷达抗干扰性能评估方法研究* 王瑞革王瑞恒刘大成 (92785部队秦皇岛066200) 摘要雷达抗干扰效果评估是雷达作战效能评估的一个重要环节。文章通过对现有雷达抗干扰技术和战术性能指标的深入分析,以及雷达抗干扰效能评估方法研究,建立了评定雷达抗有源压制性干扰的模型,并给出了雷达抗干扰效果评估的方法和步骤。 关键词雷达;评估指标;抗干扰评估 中图分类号T N9 Radar Ant-i interference Function Analysis and the Valuation Method Research W ang R uige Wa ng R uihe ng L iu D acheng (N o.92785T r oops of P LA,Qinhuang dao066200) A bstract T he strength o f radar ant-i jamming play s a decisive ro le in the w ar.In this pa per,t he exist ing t echnolog y and tactical perfo rmance,as well as perfo rmance assessment method o f r adar ant-i jamming,ar e analy zed deeply,the co mpo s-ite assessment indicator of ant-i active blanket jamm ing r adar is est ablished,and bot h the method and pr ocedures o f assess-ment of r adar ant-i jamming effect are proposed. Key Words r adar,assessment indicato rs,sant-i jamming assessment Class Nu mber T N9 1引言 随着各种新技术、新体制雷达不断涌现,现代的雷达对抗技术已经发展到了相当高的水平。现代雷达为了抑制干扰,往往采用多种抗干扰手段;相应地,一些新型干扰装备和干扰技术也随之出现。雷达干扰和雷达抗干扰作为一对对立统一体,正是在这种相互制约相互促进的过程中共同发展的[1]。对于干扰方来说,主要关心干扰对雷达是否有效,效果如何,而雷达方则关心其在干扰条件下的工作能力。同时作战双方电子对抗手段的高低已经成为影响双方战争进程的重要因素。因此,对作为雷达对抗效能评估重要一环的雷达抗干扰效果评估进行研究是很有意义的。2雷达抗干扰性能分析 针对不同的干扰情况,雷达有着不同的抗干扰措施。具体的抗干扰技术可以从以下几个方面说明: 2.1功率对抗 常用的技术手段是增加发射功率、提高天线增益、提高接收机灵敏度和提高发射信号的占空比(即增加发射脉冲宽度和提高发射脉冲重复频率)[2]。 2.2空间对抗 空间对抗是利用干扰源和目标空间位置的差异,来选择目标回波信号的抗干扰方法,它要求雷达窄波束、窄脉冲工作,减小雷达的空间分辨单元 *收稿日期:2010年1月3日,修回日期:2010年2月5日作者简介:王瑞革,男,助理工程师,研究方向:雷达技术。

导航战及GPS干扰导航战是指在战场环境下用电子干扰的方法对敌

1. 导航战及GPS干扰 导航战是指在战场环境下,用电子干扰的方法对敌方导航系统进行干扰或攻击,使其不能正常导航或降低导航精度,并对敌方对己方导航系统所实施的干扰进行抗干扰,使其在干扰条件下仍能高精度地工作。 GPS干扰: (1) 瞄准式阻塞干扰 保证阻塞式干扰在GPS 接收机的带宽内产生均匀的干扰频谱(梭状和连续波) , 在时域上呈等幅包络, 该干扰信号的功率达到一定程度时, 便可对GPS 信号产生全面的阻塞作用. (2) 伪随机噪声阻塞干扰 人为地产生伪随机码噪声, 这些伪随机码噪声在被GPS 接收机相关解扩过程后的信号功率只要大于GPS 接收机的干信比, 就足以有效干扰GPS接收机. (3) 转发式欺骗干扰 将某一区域内GPS 卫星信号通过一些特殊的设备(如DRFM) 进行降频、采样、存储、延时、调制、再升频后转发出去. 这样在空中就形成与GPS接收机真实信号相参性很好的欺骗信号, 通过GPS接收机相关解扩后, 起到欺骗使用. 这些信号人为地改变了在空中的传输时间、相位和频率. 最终使得GPS 接收机的定位精度产生很大误差. (4) 组合干扰 由于每一种干扰方式的优缺点不尽相同, 为了取长补短, 我们可以同时采用两种或两种以上的干扰方式, 以求达到更好的干扰效果. 如伪随机噪声阻塞干扰与转发式欺骗干扰的组合. 2. GPS抗干扰措施 由于GPS空间卫星的设计起点主要考虑战争环境下导航和定位的军事安全,而没有把干扰环境下的工作能力提到突出的位置。实际上,GPS卫星信号到达地面用户时其信号很弱,信噪比很低,从而导致了GPS用户接收机很容易遭受欺骗性干扰和压制性干扰。加上导航战中民用频段的军用化,导致美国与其敌对双方突出较量于战场,迫使其GPS系统不得不采取抗干扰措施或者改革其体制。为此,美军正在从GPS卫星、地面控制站、用户接收设备等方面采取措施,提高该系统的抗干扰能力。其中主要包括:①提高GPS星座后续星的发射功率,研制第三代GPS卫星;②军用GPS接收机采用保密结构、自适应调零天线、抗干扰信号处理技术;③在武器应用方面,特别强调复合使用GPS与惯性制导系统(INS),“联合直接攻击弹药”(JDAM)就是如此;④研制GPS干扰源探测定位系统。 2.1 美国GPS抗干扰技术研究现状: 一、研制抗干扰GPS 接收机天线。 美国陆军航空与导弹司令部导弹研究发展与工程中心将投资“创新研究”工程,研制小型廉价的GPS 接收机天线,用于各种导弹和火箭弹上的GPS 接收机。目前这类弹药上的GPS 接收机天线对干扰信号的跟踪和抑制过程需要50 秒,而有效制导多管火箭炮和陆军战术导弹系统要求该过程不能超过10 毫秒,所以必须使用小于10 ×10 ×2. 5cm3 的天线。“创新研究”计划的目标是研制一种可抗连续波、宽带噪声、脉冲等多种干扰的抗干扰GPS 接收机天线,并用其取代现有天线。如果获得成功,将制造10 套天线用于飞行等各种试验。

雷达抗干扰决策技术

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/048647590.html, 雷达抗干扰决策技术 作者:王佳 来源:《科技资讯》2011年第24期 摘要:目前,在雷达抗干扰决策研究方面,国内外公开的研究并不多,借助这有限的雷达抗干 扰决策资料,本文对雷达干扰决策算法中的一种算法——基于0-1规划的雷达干扰决策算法进行分析。 关键词:雷达抗干扰决策算法 中图分类号:TN95 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(c)-0006-01 1 雷达干扰决策技术的决策原则 雷达干扰决策技术的决策原则有两种,一种是一对一原则,这种原则是指在整个过程中,对每一步雷达只分配一部干扰机。在干扰资源较紧张的情况下,干扰任务分配根据一对一原则来进行,可以尽可能多的干扰敌方雷达,这种原则也具有不足之处,其它对每一部雷达的干扰不能保证其有效性。另一种是多对一原则,这种原则是指在整个过程中,每一部雷达可分配多部干扰机。干扰任务分配采用这种原则,其主要目的就是为了抓住主要矛盾,从而重点干扰敌方威胁程度大的雷达,这种原则也具有不足之处,即当我方干扰机数量不够时,或者敌方雷达数量很多时,漏干扰很容易造成。 2 雷达干扰决策算法 雷达干扰决策算法主要有基于0-1规划的雷达干扰决策算法、基于多级优化动态的雷达抗干扰决策算法、基于布尔操作法的雷达抗干扰决策算法。无论是从运算复杂度还是从算法有效性来看,第一种算法更适用于雷达抗干扰的决策算法。因此,本文主要对基于0-1规划的雷达干扰决策算法进行分析。 2.1 0-1规划模型分析 这种规划的决策变量仅取值0或1。雷达干扰决策问题可以看作是一个最优指派问题,任务分配变量定义为:

雷达抗干扰性能的评估模型

雷达抗干扰性能的评估模型研究 胡中泽1,曹菲1,乔术旗1,那熙宇2 (1.第二炮兵工程大学陕西西安710025;2.二炮装备研究院北京100161) 摘要:雷达的抗干扰(ECCM )性能成为现代雷达的重要参数,如何客观、全面地评估雷达性能,是装备研制和使用均关注的问题,分析了雷达干扰环境,构建了雷达评估指标体系,建立了抗干扰评估模型,得到了评估结果,最后对结果进行了简要分析。 关键词:雷达;抗干扰;评估模型;研究中图分类号:TN97 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2012)24-0134-03 Radar ECCM performance assessment model HU Zhong -ze 1,CAO Fei 1,QIAO Shu -qi 1,NA Xi -yu 2 (1.The Second Artillery Engineering University ,Xi ’an 710025,China ; 2.The Second Artillery Academy of Armament ,Beijing 100161,China ) Abstract:The performance of radar anti -jamming (ECCM )to become an important parameter in modern radar ,how objective and comprehensive assessment of the performance of radar equipment development and use are of concern ,this paper analyzes the radar -jamming environment ,build a radar evaluation index systemestablished anti -interference assessment models ,the results of the assessment ,and finally a brief analysis of the results.Key words:radar ;ECCM ;evaluation model ;research 收稿日期:2012-09-03 稿件编号:201209010 作者简介:胡中泽(1984—),男,湖南怀化人,硕士,助理工程师。研究方向:兵器科学与技术。 电子对抗是现代战争的三大支柱之一,随着现代战争中电子对抗(ECM )的日趋激烈,干扰技术和雷达抗干扰技术不断得到发展,雷达的抗干扰(ECCM )性能成为现代雷达的重要参数,如何客观、全面地评估雷达性能,是装备研制和使用均关注的问题,因此,对雷达抗干扰效能评估进行研究是很有意义的,本文介绍了雷达抗干扰效能评估的一般步骤和方法。 1 对雷达实施的干扰和雷达抗干扰的措施 1.1 对雷达实施的干扰 电子干扰按干扰源区分,可分为有源干扰与无源干扰; 按其目的可分为有意和无意干扰;按其作用可分为压制性干扰和欺骗性干扰。雷达干扰的分类方法很多,图1给出了一种典型的分类结果。 1.2雷达的抗干扰措施 目前,雷达抗干扰措施较多,每一种抗干扰措施的使用 都有其目的。雷达采取了一种抗干扰措施以后,其某些方面的抗干扰性能将会得到改善,通过分析哪些性能得到改善,以及寻找相应的评估指标来体现这些性能的改善,就可以建立雷达抗干扰措施评估指标集。以下是对几种常用抗干扰措施的分析: 1)副瓣对消(SLC ):目的是抑制通过雷达副瓣进入的具有 高占空比和类似噪声的干扰,从而提高雷达接收机的信干比。 2)频率捷变和频率分集:目的是强迫干扰机将其能量在 雷达带宽上扩展以减小其干扰效果,这相当于减小干扰机的功率密度从而提高雷达接收机的信干比。同时,频率捷变和频率分集将信息载体信号在频率、空间、时间上展开以减小被 ESM ,ARM 探测到的概率,从而提高雷达抗欺骗式干扰概率。 3)降低雷达发射天线副瓣:目的是降低被侦查的概率, 从而增大雷达抗欺骗式干扰概率。 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第20卷Vol.20第24期No.242012年12月Dec.2012 图1 雷达干扰分类图 Fig.1Radar jamming classificat

雷达抗干扰

雷达抗干扰 雷达抗干扰,属于军事领域,是一种在军事对抗中对抵御敌对方干扰的方法 雷达抗干扰- 正文 无论战时或战前,军用雷达都处于电子对抗环境中。对方通过电子侦察测定雷达辐射的有关参数,以便战时有针对性地对雷达实施电子干扰或用反辐射导弹等加以摧毁,防止或减少雷达取得己方目标的有用信息(见雷达对抗)。军用雷达则应具备电子防护手段,以保证战时能有效地获取目标信息(发现目标与测定目标参数)。抗干扰就是电子防护的重要内容。 发展概况第二次世界大战时,在地面防空、海战、空战中广泛使用雷达(如用于警戒、炮火控制、探照灯控制等),促进了雷达干扰技术的发展。战争后期,普遍使用噪声调幅干扰机、铝箔条和二者的混合干扰,从而又促进了雷达抗干扰技术的发展。除雷达频段向微波波段扩展以增强抗干扰能力外,还出现了许多其他抗干扰技术。这些抗干扰技术包括:雷达工作频率的跳变;有风速补偿的动目标显示;视频信号积累器;脉冲宽度、幅度鉴别电路;采用各种自动增益控制技术或对数放大器,以防止接收机过载和减少虚警;天线旁瓣匿影器;脉冲压缩等。50年代初期,军用雷达已普遍采用变频速度为秒级的机械变频技术和动目标显示技术。50年代后期至60年代,单脉冲、脉冲压缩、频率分集、旁瓣匿影和抑制调频干扰的一些技术已在雷达中应用。70年代以来,以行波管、行波速调管、前向波放大器、微波功率晶体三极管等作发射机末级放大器的雷达,变频范围达到6%~14%。在发射周期间捷变频、寻找干扰频段空隙瞬时躲避干扰的自适应捷变频技术已普遍采用。对于难以用变频躲避的快速宽带扫频干扰,许多雷达采用宽带限幅后再匹配接收的非线性处理方法。有些雷达已采用相干旁瓣对消技术,对干扰机的方位、仰角实现定向的无源技术。复杂的编码发射波形如线性调频、相位编码等也得到普遍应用。相控阵体制使雷达频率、脉宽、重复频率、波束指向和扫描速率更有随机性。雷达采取几个重复周期变频一次,或采取程序化的重复周期间变频并利用大容量存储器,把几个周期的回波存储起来,选择同发射频率的回波进行动目标显示滤波处理,已可解决雷达捷变频与动目标显示的兼容问题。 干扰威胁雷达与一般无线电设备相比更易受到干扰,因为目标散射的能量微弱,不大的干扰能量就能超过它。对于搜索雷达,对方主要是用杂乱信号或假目标扰乱雷达操纵员的观测,造成雷达测距、测角、测速的误差;或使操纵员无法观测和使自动化目标检测的计算机过载,从而破坏雷达对目标的检测。对于跟踪雷达,则使其跟踪假目标,从而丢失对真正目标的跟踪。干扰按性质分为消极干扰和积极干扰两种。①消极干扰:又称无源干扰,靠反射或吸收雷达的辐射能量使雷达观测目标困难(见雷达无源干扰技术)。反射的办法如投放长度为雷达半波长左右的小束金属箔条、敷金属膜的介质和其他反射体等。当少量投放时,投放的瞬间其回波类似飞机回波,借以欺骗执行炮火控制任务的跟踪雷达;当大批投放时,可形成杂波走廊,对目标起掩护作用。②积极干扰:又称有源干扰,用干扰发射机产生干扰能量,可分为压制性和欺骗性干扰两类(见雷达有源干扰样式)。压制性干扰的主要目的是妨碍雷达对目标的检测,包括瞄准式噪声干扰、阻塞式噪声干扰、扫频干扰、脉冲干扰、连续波干扰等。欺骗性干扰的目的是使雷达对假目标进行检测或跟踪,从而作出错误的判断。 雷达的干扰环境空袭中对雷达施放的干扰有自卫式、护航式、远方掩护式等方式,各有不同的用途和特点。自卫式干扰是由攻击飞机自身携带的干扰器材和设备所施放的干扰,旨在保护本身不被雷达发现或不被武器控制雷达所跟踪。飞机的主要任务是攻击,因此所带的干扰机和消极干扰器材只占飞机载荷的较小部分,一般只能携带对飞机威胁最大的雷达频段的干扰设备。由于自卫式干扰能力有限,在轰炸机和战斗轰炸机的编队中往往配备一定数量专门携带干扰设备的飞机以掩护其他飞机,或彼此携带不同频段干扰设备以互相掩护。只有当掩护者与被掩护者间的距离保持在雷达的同一角度分辨单元内,护航式干扰才能奏效。远方掩护式干扰是为了补救自卫式和护航式干扰之不足,由一些专门装载干扰设备的飞机,在远离敌方的安全地区进行干扰,其干扰频段较宽、强度较大。但是,因掩护者与被掩护者不在同一地区,常是从雷达天线旁瓣对雷达进行干扰。 抗干扰方法对付高斯噪声干扰的最佳接收方法是采用匹配滤波器(见检测理论)。强干扰时,处理后的信号干扰比约为2E/N0。式中E为收到的雷达信号能量;N0为噪声干扰频谱密度。增大发射信号能量、使用高增益发射天线、采用宽频带工作,都能提高抗干扰性能。单部雷达的抗干扰能力有限;若以多种不同频段雷达组成雷达网,则易对付机载干扰设备的干扰。最佳策略是把雷达频率分布于尽可能宽的频带,以躲避干扰。如无法躲避,则可迫使干扰机功率分散于雷达频段内,从而降低每赫兹的噪声干扰功率强度。网中雷达采用的扩展频谱信号、频率分集、频率捷变,都是为达到此目的而采取的有效措施。采用分辨力高的方位、仰角接收波束,可使护航式干扰难以互相掩护。低旁瓣天线可以减少受干扰的角域,对任何干扰均有效。采用天线增益大于雷达主天线旁瓣增益的宽波束辅助天线,能使信号与主天线信号进行比较,如旁瓣匿影器,可进一步抑制旁瓣来的脉冲干扰。有自适应功能的相干旁瓣对消器,能进一步抑制包括噪声干扰在内的高占空比干扰。抗干扰效果取决于干扰机的数目、空间分布和对消器的环数。对付用M型返波管产生的宽带快速扫频干扰,采用宽带接收和限幅后匹配滤波的技术,是有效的抑制措施。对于以倍频程工作的行波管产生欺骗雷达的回答干扰,雷达不能靠变频来回避,但采用随机变化的参数(如脉宽、重复周期、波束扫描速率等)、复杂而宽带的发射波形(如线性调频、二相码、四相码等)的方法

雷达抗有源干扰技术的应用现状

雷达抗有源干扰技术的应用现状 发表时间:2019-06-17T11:54:52.620Z 来源:《中国西部科技》2019年第7期作者:杨文超高金宝袁义[导读] 检测目标以及跟踪与识别目标,是现代社会应用雷达的主要目的。雷达有源干扰对上述工作的顺利开展带来极大阻碍。因此,针对复杂电磁环境下雷达抗有源干扰技术展开的探究十分必要。雷达抗有源干扰技术复杂性较强,涉及到多个环节,最明显的是雷达信号以及信息处理。在探究雷达抗有源干扰技术后可明确该项技术在体制层面、波形设计以及信号与数据处理等层面的关键点。并在客观分析其不 足的基础上制定恰当策略,对其进行逐步完善。中国人民解放军91411部队军用雷达在全新的发展背景下面临巨大挑战,加之受到雷达电子对抗技术的影响,军用雷达使用面临的问题不断增加。雷达工作电磁环境因超大规模集成电路的影响而呈现出日渐恶劣的状态。固态电路技术的不断发展以及有源干扰等都与雷达工作电磁环境之间存在直接联系。高功率、高逼真度是有源干扰的明显特征,在智能化方面也占据一定优势。这些都是影响雷达生存与使用的直接因素。应用雷达抗有源干扰技术是改善上述问题的基础与前提。 一、系统与体制层面抗干扰应用现状 1.系统层面抗有源干扰措施(1)对于大功率饱和干扰,可通过调整接收机信号动态范围防止出现饱和状态。相关的方法主要包括时间灵敏度控制、自动增益控制、快时间常数以及宽限窄接收机等技术,但该类方法将影响雷达灵敏度和线性特性。(2)通过调查可以发现,噪声调制类干扰普遍存在于跟踪雷达当中。一般需要借助装备干扰检测器的方式来检测上述干扰。在加装干扰检测器时,需要进行波门设置工作,在选定感兴趣目标后,将其恰当设置在目标两侧。雷达系统因干扰检测器的影响,而向干扰跟踪模式不断转化。波门后拖干扰是制约跟踪雷达的重要因素,现阶段已经有前沿的跟踪技术打破上述限制。保护波门技术并不是随意使用,而是在距离信息并不重要的情况下开展,这类信息虽然精确,但不在重要参数的涵盖范围内。部门会在假目标信号转移后重新开始跟踪工作,系统在此过程中发挥自身作用与价值,重置各类参数,维持对原有感兴趣目标的跟踪。真正改善雷达检测概率较差的问题,是针对系统设计层面开展抗干扰工作的基础。当干扰处于某种特定情境时可取得理想效果,例如平稳以及线性等。但该措施仍然存在一定的缺陷。干扰被大功率压制后无法使用该种措施,或者涉及到较为密集的假目标时,该类措施仍无法发挥自身作用。 2.天线极化抗干扰措施干扰机天线会利用多种方式进行极化,也正是因为这种方式,有源干扰极化状态会发生不同程度的改变,极化方式是影响有源干扰极化状态的先决条件。干扰天线极化方式与雷达天线极化方式直接存在较大差异,一般情况下不会保持在相同状态。这是将更为科学的理论提供给抗有源干扰,是极化信息发挥自身价值的直观体现。国防科技大学在天线极化抗干扰方面的研究始终处于领先水平。一般是从极化滤波器设计角度着手,开展抗有源压制干扰工作的研究。极化抗干扰会利用多种方式开始作业,最为普遍的一种方法为有源干扰,现阶段目标回波极化方式差异的应用范围也有所拓宽,作为极化抗干扰开展各项作业的有效手段。无论是在稳健性还是在可靠性方面,上述两种技术都占据一定优势,并在不断应用与实践的同时,完善自身技术体系。其应用范围不断拓宽,对空监视以及导弹制导等都可结合实际恰当应用上述两种技术,成像雷达在作业过程中也可对其进行有效使用。但上述技术在发展过程中仍然会受到一定的阻碍,最为明显的就是实施条件较窄,只能在某种特定情况下使用。因其他因素会影响到抗干扰性能,例如在全极化发射天线时,抗干扰性能的发挥就会受到破坏性影响。 二、波形设计与接收机层面抗干扰应用状态 1.发射波形管理抗干扰作为一种改进思路,分集理论可以打破雷达方在抗干扰被动的局面。脉冲分集技术不仅可以增加干扰方截获与存储雷达信号的难度,而且可以通过对发射与接收信号集的分析与处理获得干扰信息,因而被应用于雷达有源欺骗干扰抑制。设计转向慢时域、频域及其联合域分集波形设计,其结构简单且计算量相对较低。分集信号将提高雷达复杂度,影响雷达基本功能,这个缺点将严重阻碍其工程实现。 2.天线空时自适应处理抗干扰空时自适应处理技术的出现时间相当早,并且经过较长时间的使用。机载雷达的杂波抑制是最开始应用该技术的范围。科学预估有源干扰特征参数,可以说是阵列技术取得成就的直观体现。部分新体制雷达在处理特征测数时,还要接收各项数据,将多个雷达接收阵元科学设置在其中。真正改善干扰信号抑制的问题,其对消出现的可能性大幅降低。STAP类抗干扰方法通过在特定方向设置零陷,从空域滤除干扰。其缺点较为明显:由于不具有距离维的自由度,当干扰和目标同向时,将严重影响真实目标检测概率。 三、明确信号与数据处理层面抗干扰应用现状 1.信号处理层面这类方法主要利用目标回波和干扰的多域表征差异进行抗干扰。针对LFM信号,利用分数阶傅里叶变换和经验模态分解抑制压制类干扰;通过匹配滤波和小波变换对干扰进行抑制;建立映射原则,研究目标回波和干扰的典范相关分析特征向量差异性,分离出回波从而抑制干扰。通过极化滤波的方法抑制干扰,该方法能较高程度地保留目标回波信息。对于利用多域滤波与子空间分离的方法,分辨率成为影响性能的最重要因素之一。 2.信号及数据处理层面抗有源欺骗干扰现代有源欺骗干扰通常由DRFM辅助产生,通过DRFM干扰机的工作流程分析可知,干扰机对截获的雷达发射信号进行距离、多普勒调制,产生欺骗干扰。由于干扰机的频率变换环节、射频功率放大器等器件的非线性,引入的非线性失真对调制产生的信号进行二次调制,所产生的假目标带有干扰机的指纹特征,这种特征为信号层面有源欺骗干扰感知提供了依据。结语:通过深入分析雷达抗有源干扰理论可明确其关键技术与各项要点,也可通过分析国内外发展现状的方式,完善雷达在应用方面存在的多种不足。雷达抗有源干扰技术可以说是将最为坚固的物质保障提供给电子对抗领域。雷达抗有源干扰技术的发展前景与空间相当广阔,无论是在理论方面,还是在工程方面,都具备极大的发展平台。雷达工程师需要在这一过程中转变自身的研究思路与观念。从设计阶段着手,实现雷达体制设计抗干扰算法与抗干扰技术以及需求指导之间的科学转换。参考文献:

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