雷达干扰信号产生系统实现
雷达信号
摘要 雷达通过对回波信号进行接收检测处理来识别复杂回波中的有用信息．其中，雷达信号波形的选择与设计有着相当重要的作用，它直接影响到雷达发射机形式的选择、信号处理方式、雷达的作用距离及抗于扰、抗截获等很多重要问题。所以，为了选择或者设计出适合特定用途的雷达信号形式，在对雷达系统设计之前有必要研究各种雷达信号的性能。雷达信号模糊函数全面地反映了雷达所发射的信号在距离和速度二维上的测量精度和分辨率，因此，雷达信号模糊函数理论对于雷达最优波形设计具有非常重要的意义。 现代信息技术的发展对现代雷达系统在有效作用距离、分辨率、测量精度以及电子对抗诸多方面提出了越来越高的要求。针对现代雷达的特殊用途，模糊函数理论为系统研究最优波形提供了基本的研究平台。模糊函数把雷达接收机输出信号的复包络描述为雷达目标距离和径向速度的函数，它可以提供分辨力、测量精度和杂波抑制等重要信息。模糊函数可以作为单一目标距离和速度的精度与分辨率评估尺度参数，根据这些参数还可以可靠区分多个目标．采用仿真的方法对雷达信号及其性能进行研究具有许多优越性。首先，通过仿真可以在不更改主要的硬件和软件的情况下，灵活地选择和改变参数值。第二，仿真可使雷达信号的设计人员通过改变参数，评价不同作战环境下各种参数对雷达系统性能的影响。第三，对关键技术及参数在仿真中加以研究，可节省大量的人力、物力和财力，并且具有很高的灵活性和可重复性，从而达到节省研制费用、缩短研制周期的目的。 本文基于雷达信号波形设计，从几类雷达发射信号出发，推导出不同雷达信号的模糊函数的数学模型，并绘制出模糊函数图，根据模糊函数图分析各类信号特点。在此基础上，根据雷达系统的要求（如分辨力、精度、抗干扰等），对线性调频信号雷达进行了仿真实验，评估所设计雷达信号的实用的价值。本文在波形设计过程中主要采用Ｍａｔｌａｂ对各模块进行功能建模和仿真，取得了较好的仿真效果。仿真研究表明，模糊函数全面反映了雷达所发射的信号在距离和速度上的测量精度和分辨能力。在给定目标环境的条件下，模糊函数可以作为设计和选择合适的雷达信号的重要方法。 关键词：雷达信号，波形设计，模糊函数。模糊函数图 第１章引言 随着我国科学事业的迅速发展，雷达研制已进入一个崭新的阶段。人造地球卫星、飞船、火箭、导弹的发射成功，都离不开高精度的雷达设备，目标分辨已成为雷达设计中突出的实际问题。模糊函数是对雷达信号进行分析研究和波形设计的有效工具，是雷达信号理论中极为重要的一个概念。模糊函数最初是在研究雷达目标分辨力问题时提出的，并从衡量两个不同距离和不同径向速度目标的分辨度出发提出了模糊函数的定义。但模糊函数不仅可以说明分辨力，还可以说明测量精度，测量模糊度以及抗干扰状况等问题。 １．１雷达信号模糊函数研究的重要意义
基于MCPC信号的雷达通信一体化波形设计
摘要 随着信息技术的飞速发展，在现在战争的复杂的环境中，将通信设备和雷达设备集成在一起有着节约空间，设备开发维护费用大大降低，减少设备间的电子干扰等许多优点。随着通信技术和雷达技术的快速发展，通信和雷达所使用的频段也有着重合，并且二者设备相似度很高，使实现雷达通信一体化成为可能。 采用波形复用设计的信号一体化程度非常的高，已经成为一体化研究方向的热点之一。而MCPC(Multi-carrier Complementary Phase-coded)信号由于设计灵活，在通信和雷达领域都已经有着很广泛地应用，作为一体化信号有着很大的潜力。本文对于针对MCPC雷达通信一体化信号的研究进行了如下工作：首先，阐述了雷达通信一体化的框架，对可以进行一体化的模块做了介绍。给出了MCPC信号的基本信号结构。对通信雷达中都十分重要的峰均比问题进行了分析。并介绍雷达通信一体化信号的参数指标。 接下来讨论采用格雷互补码，分段互补Frank码，Costas编码调制作信号为一体化信号的可行性和研究它们如何加载通信信息，通过分析这几种编码的通信速率和误码率来评价其通信性能和通过模糊函数评价其雷达性能。 最后，分析了基于MCPC的一体化信号测速测距方法，首先给出了一体化信号接收的回波模型，从理论上给出了接收信号的函数形式，研究了经典的脉冲压缩方法，并采用二次脉冲压缩来优化性能。分析超分辨算法中的MUSIC算法和ESPRIT算法进行测速测距的分辨率，最后提出采用LS信道估计方法进行测速测距，提高测速测距的效率，并且可以具有较强的抗干扰特性和高的测速测距精度，然后通过对上一章节三种编码方式的一体化信号进行仿真对比，得到其测速测距性能优缺点分析。 关键词：雷达通信一体化；MCPC；信号设计；测速测距 -I-
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
雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真_甄君
雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真 甄 君1,张建华1,员建厦2,周 涛2,张东坡3 (1.中国船舶工业集团公司船舶系统工程部,北京100036;2.中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;3.中国电子科技集团公司第36研究所,嘉兴314033) 摘要:阐述了雷达与通信信号情报侦察一体化系统的组成及结构,建立了一体化电子侦察半实物仿真系统。系统仿 真试验验证了雷达与通信信号一体化电子侦察系统的信息流程,以及系统具有的资源共享、动态重构、多手段侦察 信息综合应用等功能。 关键词:信号侦察;一体化侦察;半实物仿真中图分类号:TN97 文献标识码:A 文章编号:CN3221413(2010)0120056203 Semi 2physical Simulation of Integrated R econnaissance System of R adar and Communication Signals ZH EN J un 1,ZHAN G Jian 2hua 1,YUAN Jian 2sha 2,ZHOU Tao 2,ZHAN G Dong 2po 3 (1.Ship Systems Engineering Department of CSIC ,Beijing 100036,China ;2.The 54th Research Institute of CETC ,Shijiazhuang 050081,China ;3.The 36th Research Institute of CETC ,Jiaxing 314033,China ) Abstract :This paper expatiates t he compo sitio n and configuration of radar and communication sig 2nal intelligence reconnaissance integrated system ,establishes t he integrated electronic reconnais 2sance semi 2p hysical simulation system.The system simulation experiment validates t he information flow of t he radar and communication signals integrated elect ronic reconnaissance system ,along wit h t he f unctions such as t he resource share ,dynamic re 2const ruction and integrated application of multi 2means reconnaissance information. K ey w ords :signal reconnaissance ;integrated reconnaissance ;semi 2p hysical simulation 0 引 言 现代电子对抗系统作战功能主要包括电子侦察功能、电子干扰功能、电磁攻击功能等,其中电子侦察是实施其它电子对抗作战功能的先导和基础。目前电子对抗侦察装备中的雷达信号情报侦察、通信信号情报侦察以及其它电子情报侦察在硬件设备上彼此独立,信号处理后获取的情报信息也互不关联,难以实现相互支援和情报综合应用。实际上,基于软件无线电技术的雷达信号侦察装备和通信信号侦察装备在物理组成上都是由天线、射频前端、高速A/D 转换器、通用和专用数字信号处理器以及各种 功能软件组成,2种侦察装备的主要区别在于专用 数字信号处理部分。为了提高电子对抗系统综合电子侦察效能,本文在分析雷达信号侦察装备和通信信号侦察装备共性的基础上,应用软件无线电技术和综合一体化设计技术,以及高性能的数字信号处理技术,进行了雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真。 1 仿真系统组成 本文在研究雷达与通信信号一体化侦察系统体系结构的基础上,搭建了雷达与通信信号一体化侦察的半实物仿真系统。仿真系统主要包括雷达信号 收稿日期:20090412 2010年2月舰船电子对抗 Feb.2010 第33卷第1期 SHIPBOARD EL ECTRONIC COUN TERM EASU RE Vol.33No.1
搜索雷达抗干扰能力对策
搜索雷达抗干扰能力提升的对策和建议 一、概述 近几年，随着美国将最新型EA-18G干扰战机部署到日本等我国周边地区，对我国防空武器系统的威胁更加严重，因此如何提高防空武器系统中远程对空监视雷达装备的抗干扰能力成为重要课题被广泛关注。 下面主要就对空监视雷达抗干扰技术进行了汇总及简单介绍，文章最后就对空监视雷达抗干扰技术发展提出了个人看法。 二、搜索雷达抗干扰技术介绍 干扰技术与雷达抗干扰技术本就是矛与盾的关系，近几十年来，彼此的技术水平都有了很大提高，而雷达抗干扰技术作为防御措施，它的技术发展更加困难。 下面从空域、频域、时域、功率域和调制域等几个方面对对空监视雷达的抗干扰技术进行了归纳介绍，并以表格形式对抗干扰方法、针对干扰类型做了简单介绍，同时说明了干扰吊舱等干扰设备的反抗干扰手段。 a)空域抗干扰措施； 表1 空域抗干扰措施
b)频域抗干扰措施 表2 频域抗干扰措施 c)时域抗干扰措施 表3 时域抗干扰措施 d)功率域抗干扰措施 表4 功率域抗干扰措施
e) 调制域抗干扰措施 表5 调制域抗干扰措施 f) 其他抗干扰措施 表6 其他抗干扰措施 三、 搜索雷达抗干扰能力提升建议 雷达抗干扰技术经过近几十年的发展，虽然取得了很多成熟有效的办法，但是由于干扰技术也在不断发展，因此搜索雷达面临的电子环境也是越来越复杂，有种防不胜防的感觉。同时从单体雷达装备的角度考虑，其所能采用技术手段有
效，没有一部雷达能够抵御所有干扰手段，因此，对我军对空监视雷达抗干扰能力提升提出以下建议。 对于中远程搜索雷达，两维相扫超宽带多功能雷达是以后发展方向，因为其是许多抗干扰新技术应用的基础；超低副瓣、副瓣对消、天线扫描捷变、信号参数捷变等成为新型搜索雷达的必备抗干扰手段；但是相对于最新的干扰技术，仍显不足，因此必须从雷达体制上、武器系统层面上开始考虑抗干扰手段，如诱饵技术、双多基地雷达体制等。 从雷达装备自身考虑，作者认为雷达收/发端分置将成为解决抗干扰的有效途径，接收端远离发射源，使敌方干扰机不能发现接收端，因此不论采取任何干扰手段，都只能干扰到发射端方向，接收端不受影响；而发射端只要保证不被电子破坏，能够正常工作就可以；诱饵技术可以解决发射端的反反辐射导弹问题，多个发射站即可以彼此成为备份，同时使用时也可以提高接收端的检测精度。如果再从武器系统级别考虑中距离地空导弹拦截、近距高炮拦截、烟雾或锡箔条干扰等措施，保证雷达装备的安全概率应该较高。同时要对敌方电子战机的反打击能力进行研究，必须具有由守专攻的能力，这样的话，将会取得比较好的效果。
雷达通信一体化综述
硕士论文：基于chirp扩频技术的雷达通信一体化研究 研究现状 关于雷达和通信一体化，美国海军早在1999 年就开始了有关该方面的基础研究。目前，在雷达高速数据链方面，美国在技术和工程应用方面的工作已经取得了初步的成果，2007 年开始，由美国航空与国防工业厂商诺斯罗普·格鲁曼公司、洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司以及L-3 通信公司组成的团队已经完成了把有机载源相控阵雷达作为宽带通信系统使用的演示验证工作。由上述三方组成的小组利用有源相控阵雷达与地面的一部通用数据链(CDL：Common Data Link)调制仿真器之间发射和接收高数据率的通信数据，验证了系统进行空对空和空对地的视线范围内的通信能力[41] 实验证明，合成孔径雷达图像和视频数据流通过AESA 雷达能够以高达274Mbps 的数据率传送到L-3 通信公司的地面站，它极大地弥补了当前通信链能力的缺陷，为未来第4 代战斗机执行任务的性能的提升提供了巨大的潜力，实现远距离、大容量、高速度的双向数据通信，而且不影响雷达的正常工作。 同一时期，雷声(Raytheon)公司与L-3 通信公司以及波音(Boeing)公司也组成了专门的雷达通用数据链研究团队，并且在2007 年开始为美国空军有源电子扫描阵列雷达系统设计并研发新一代宽带通用数据链路，通过他们的合作使得现代的飞机有源相控阵(AESA)雷达可以获得高速、高数据率的通信能力，并准备投入生产和使用。用于进行试飞的配装在飞机上和地面的硬件和软件都已完成了演示。用于通信的软件命名为“战机实时通信使者”(Warfighter InstantMessenger)，它非常容易加载在雷声公司为空军F-15C 和海军的F/A-18E/F 研制的战斗机有源相控阵(AESA)雷达，以及E/A-18G 电子战攻击机的AESA 雷达上。简单地说，仅仅需要L-3 公司提供一个能够产生新的波形的调制解调器(Modem)以及由雷声公司为雷达开发的一套“战机实时通信使者”通信软件。这样的改进就可以使飞机平台之间以及飞机平台和地面指挥员之间的通信产生革命性的变化。 雷达与通信的差异 工作波段： 对于通信信号的工作频段，规定一般占据电磁谱的高频、甚高频和特高频等 频段。其中，甚高频(30~88MHz 和116~150MHz)及特高频(225~400MHz)主要用 于视距通信；高频(2~30MHz)频段主要用于远距离超视距通信和近距离通信；特 高频、X 频段和K 频段用于卫星通信；甚低频段(3~30kHz)和极低频段(30~300Hz) 用于作为潜艇通信的紧急通信链路以及用于地波紧急通信系统的低频波段 (160~190kHz)。通常通信侦察系统要求频率覆盖范围是2~1000MHz。 雷达信号的工作频段，通常占用的频谱较宽。0.5~18GHz 的频域范围是大多 常规雷达的工作频率，较低的雷达波段(VHF、UHF、L 频段)一般用于远程监控 雷达，S、C、X 频段主要用于中程雷达，短频段主要用于超视距雷达。而目前逐 步投入实战应用的毫米火控雷达，其工作频率从35.94GHz 一直扩展到140GHz 以上。
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：
雷达抗干扰决策技术
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4d4520794.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:
雷达干扰门限的计算
从上述分析得到，检测门限的确定对系统的检测性能至关重要。 在信道可用度检测中，首先需要计算接收到的雷达信号强度，以确定检测门限，这个检测门限应保证认知信号不会干扰雷达系统的正常工作。 本文中主要由链路预算分析来确定检测门限，主要过程如下： 第一步：确定雷达接收机的最大允许干扰电平。 雷达接收机的最大允许干扰电平的确定基于ITU-R M.1461-ITU-R M.1464系列建议书。这些建议书指出最大允许干扰电平应低于N rad + (I rad/ N rad )，其中N rad是雷达接收机的固有噪声电平，I rad/ N rad为干噪比，一般取值为-6dB，即： I rad(接收机前端的最大干扰电平)= N rad(接收机前端的固有噪声电平)–6 dB （12） 也有人认为雷达的最大允许干扰电平值应比雷达的最小可检测信号低10dB，这是很苛刻的。因为2300-2400MHz频段的雷达基本上为非脉冲雷达，这些雷达在信号处理上有很大的信号处理增益（处理增益为B*τ，这里的B为雷达接收机的中频带宽，τ为雷达脉冲持续宽度），使得受干扰的可能性大大降低。 因此，本文中雷达接收机的最大允许干扰电平I rad比噪声功率低6dB。 第二步：进行认知发射机与雷达接收机之间的链路预算 我们假设的认知系统是基于TD-LTE的，即将TD-LTE系统改造成具有认知功能的系统。认知发射机与雷达接收机之间的链路损耗如下： L total = P TD + G TD – I rad+ G rad dB （13） Pr= P TD–L total = I rad-G rad -G TD 这里， L total -------认知发射机与雷达接收机之间的链路损耗，dB； P TD ---认知发射机（TD-LTE系统）的发射功率，dBm； G TD---认知发射机（TD-LTE系统）的最大天线增益，dBi； G rad---雷达接收机的最大天线增益，dBi (Antenna main beam gain)； I rad ---雷达接收机的最大允许干扰功率，dBm (公式12)。 我们取认知系统和雷达系统的最大增益进行计算，就是使两系统在天线正对时也不会对雷达系统造成有害干扰，从而保证了雷达系统的正常工作。 第三步：计算认知系统接收到的雷达功率
通信信号对雷达信号干扰的分析
通信信号对雷达信号干扰的分析 【摘要】雷达抗通信干扰的现有方法主要是从频域、时空域出发，本文简要介绍窄带通信信号，建立通信干扰信号模型，介绍了基于频域和时空域抗干扰的方法，最小二乘法和特征子空间投影方法。并给出了仿真分析，仿真结果，验证算法的有效性和可行性。 【关键词】雷达信号；最小二乘法；特征子空间投影方法 Abstract：Radar against communications with the main existing method of frequency domain or the airspace，this article we briefly introduce a thin strip communications signals and establish communication interference signals model.Introduced based on the frequency and the airspace anti-interference method，including the second multiplication and eigen-subspace projection method.Give simulation analysis and results and verify the effectiveness and feasibility of the algorithms. Key words：Radar Signals；The Second Multiplication；Eigen-subspace Projection Method 1.引言 随着现代通信的日益发展，各种通信系统的基站分布越来越密，基站使用的频率范围也在不断扩展和变化，使雷达受到越来越多的同频通信信号的强力干扰。大多数通信系统都是选择正弦信号作为载波，属于连续波调制。在同频情况下，这种通信信号对雷达而言是一种有源的压制性干扰，极大地妨碍了许多雷达站的正常工作。雷达信号的带宽一般为几百kHz以上，而许多通信信号带宽较窄，所以相对雷达信号而言，这类通信信号为窄带干扰。为了同时获得大时宽和大带宽，目前雷达普遍采用匹配接收的方式，因此雷达发射信号形式主要为线性调频信号或相位编码信号[6]。但大量同频带强通信干扰如果混入接收到的目标回波信号（用线性调频仿真）中，将严重影响匹配滤波的效果。 2.通信信号模型 数字通信信号有调幅、调频、调相三种基本的调制方式。幅度键控ASK为线性调制，频率键控FSK和相位键控PSK为非线性调制。但由于表征信息的频率或相位变化只有有限的离散取值，所以可以把频率键控FSK和相位键控PSK 简化，当作幅度键控ASK信号处理。通信信号[2，6]J（t）为i个ASK信号之和： （1） 式中：为载波的频率；为载波的振幅；是码元脉冲的振幅，其可能取值为+1