CN104678367A - 一种机载脉冲多普勒雷达抗速度欺骗干扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机载脉冲多普勒雷达***设计中的抗干扰技术，涉及一种雷达单目标抗速度欺骗干扰方法，包括以下步骤：步骤1：用雷达检测、跟踪目标，获取单目标点跟踪中心频率，除以1000转换成kHz，记为f₀；步骤2：在跟踪过程中，如果为1个目标点，为正常单目标跟踪，直接结束；步骤3：利用加权系数法，计算上述多个目标点的频率权重；（1）求权（2）求加权频率和f_sum＝f_mu×b_mu+f_jam×b_jam，（3）求加权系数和c_sum＝b_mu+b_jam，（4）求加权结果：步骤4：把加权结果送给雷达跟踪中心。本方法的最大亮点，无需对欺骗干扰进行鉴别，把干扰、目标信息一起输入，进行处理，就可对抗速度欺骗干扰；能有效对抗速度欺骗干扰，对目标进行可靠和精确地跟踪；计算量小，运算速度快，可移植性高。

Description

一种机载脉冲多普勒雷达抗速度欺骗干扰方法

技术领域

本发明属于机载脉冲多普勒雷达***设计中的抗干扰技术，涉及一种雷达单目标抗速度欺骗干扰方法。

背景技术

速度欺骗干扰通常为多普勒频率干扰，其基本原理是：根据接收到的雷达信号，干扰机同时转发与目标回波多普勒频率fd不同的若干个干扰信号，使雷达的速度跟踪电路同时检测到多个多普勒频率，或者难以检测到真实目标的fd，影响正常的检测跟踪。一个有效的速度欺骗干扰信号与真实目标相比具有两个比较明显的特征：1.多普勒频率不同于真实目标；2.信号功率强于或等于真实目标。

当雷达对干扰机的载体处于连续跟踪状态，就可以用速度拖引干扰破坏其速度跟踪，进而达到干扰雷达正常跟踪的目的。具体方法是，干扰机侦测到对方雷达信号后，将收到的雷达脉冲放大，并额外增加适量的多普勒频移（对应径向速度）再发射出去。所附加的多普勒频移按特定的规律增加或降低（模拟加速或减速飞行），在拖引回波强度大于目标回波的条件下，雷达的速度波门将被拖走。一种典型的拖引方法可分为以下几个部分：

捕获段：目的是使干扰机侦测对方雷达的速度波门：

速度拖引段：作用是用干扰信号对雷达速度波门进行拖引；

保持段：作用是使雷达的速度波门稳定地跟踪干扰信号；

停止段：停止发射干扰信号，作用是使雷达的速度跟踪波门内干扰信号消失。

干扰信号消失后，因为速度跟踪波门受干扰影响，已经偏离目标回波，所以速度跟踪门内没有任何信号，导致雷达退出跟踪状态，重新进行搜索。一旦雷达再次捕获目标回波后，干扰机重新开始新的拖引周期。这样就使雷达受干扰影响而不能保持稳定跟踪。

抗速度欺骗干扰的方法，《雷达科学与技术》2004年4月02期“Kohonen网络用于雷达抗速度欺骗干扰中的特征提取”、《***工程与电子技术》2001年第23卷第5期“速度拖引下运动目标检测”和《电子信息对抗技术》2007年5月第3期第22卷“对距离-速度欺骗干扰的识别办法”等文章都有研究，也提出了一些具体方法，但是这些方法多停留于计算机仿真分析，并且建立在预先判定是目标还是干扰，然后再进行处理的基础上，并没有在实际雷达***中得到应用。

发明内容

本发明的目的是：提出一种机载脉冲多普勒雷达抗速度欺骗干扰的方法。该方法能够使雷达在单目标跟踪（STT）时有效对抗速度欺骗干扰，对目标进行可靠和精确地跟踪，并满足计算量小、运算速度快、可移植性高的要求。

本发明的技术方案：本发明所涉及的方法是概率数据互联滤波器方法演变而来，其实现是考虑落入检测区间内所有候选回波，不鉴别是目标还是欺骗干扰，根据这些回波的频率变化，给予不同回波不同的加权系数，使目标权重大，欺骗干扰权重小，使检测中心偏向目标，从而来对抗速度欺骗干扰。

一种机载脉冲多普勒雷达抗速度欺骗干扰方法，包括以下步骤：

步骤1：用雷达检测、跟踪目标，获取单目标点跟踪中心频率，除以1000转换成kHz，记为f₀；

步骤2：在跟踪过程中，如果为1个目标点，为正常单目标跟踪，直接结束；

如果出现多个目标点，则录取多个目标点的频率信息，将各个目标点的频率除以1000，转换成kHz，记为f_mu,f_jam；

步骤3：利用加权系数法，计算上述多个目标点的频率权重；

（1）求权

a_mu＝abs(f_mu-f₀)，

a_jam＝abs(f_jam-f₀)，

$b_{\mathrm{mu}}=e^{-c*a_{\mathrm{mu}}},$

$b_{\mathrm{jam}}=e^{-c*a_{\mathrm{jam}}},$

a_mu为目标频率f_mu与单目标点跟踪中心频率f₀之差的绝对值；

a_jam为干扰频率f_mu与单目标点跟踪中心频率f₀之差的绝对值；

（2）求加权频率和

f_sum＝f_mu×b_mu+f_jam×b_jam，

（3）求加权系数和

c_sum＝b_mu+b_jam，

（4）求加权结果：

$f_g=\frac{f_{\mathrm{sum}}}{c_{\mathrm{sum}}};$

c为常数，g_mu，g_jam为目标和干扰的频率变化率。

t*g_mu＜f_g-f_mu＜t*gj_am

即 $t*g_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}{e}^{-c*a_{\mathrm{jam}}}+f_{\mathrm{mu}}{e}^{-c*a_{\mathrm{mu}}}}{e^{-c*a_{\mathrm{jam}}}+e^{-c*a_{\mathrm{mu}}}}-f_{\mathrm{mu}}<t*g_{\mathrm{jam}}$

${t*g}_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}{e}^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}-f_{\mathrm{mu}}{e}^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}}{e^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}+e^{{-c*a}_{\mathrm{mu}}}}<{t*g}_{\mathrm{jam}}$

${t*g}_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{1+e^{-c*(a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}})}}<{t*g}_{\mathrm{jam}}$

$\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

即 $\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

其中f_z＝f_jam-f_mu

$\frac{-1}{\left|g_{\mathrm{mu}}\right|-\left|g_{\mathrm{jam}}\right|}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{\left|g_{\mathrm{mu}}\right|-\left|g_{\mathrm{jam}}\right|}\ln (\frac{f_a}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

t为帧周期，

f_z为检测出目标时，干扰和目标的最小可分辨频率间隔；

步骤4：把加权结果送给雷达跟踪中心。

本发明具有以下几项优点：本方法的最大亮点，无需对欺骗干扰进行鉴别，把干扰、目标信息一起输入，进行处理，就可对抗速度欺骗干扰；能有效对抗速度欺骗干扰，对目标进行可靠和精确地跟踪；计算量小，运算速度快，可移植性高。

附图说明

图1是本发明流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明：

一种机载脉冲多普勒雷达抗速度欺骗干扰方法，包括以下步骤：

步骤1：用雷达检测、跟踪目标，获取单目标点跟踪中心，转换成kHz，记为f₀；

步骤2：在跟踪过程中，如果为1个目标点，为正常单目标跟踪，直接结束；

如果出现多个目标点，则录取多个目标点的频率信息，将各个目标点的频率/1000，转换成kHz，记为f_mu,f_jam；

步骤3：利用加权系数法，计算上述多个目标点的频率权重；

（1）求权

a_mu＝abs(f_mu-f₀)，

a_jam＝abs(f_jam-f₀)；

$b_{\mathrm{mu}}=e^{-c*a_{\mathrm{mu}}},$

$b_{\mathrm{jam}}=e^{-c*a_{\mathrm{jam}}};$

（2）求加权频率和

f_sum＝f_mu×b_mu+f_jam×b_jam，

（3）求加权系数和

c_sum＝b_mu+b_jam，

（4）求加权结果

$f_g=\frac{f_{\mathrm{sum}}}{c_{\mathrm{sum}}};$

c为常数，g_mu，g_jam为目标和干扰的频率变化率

g_mu＜f_g-f_mu＜g_jam

即 $t*g_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}{e}^{-c*a_{\mathrm{jam}}}+f_{\mathrm{mu}}{e}^{-c*a_{\mathrm{mu}}}}{e^{-c*a_{\mathrm{jam}}}+e^{-c*a_{\mathrm{mu}}}}-f_{\mathrm{mu}}<t*g_{\mathrm{jam}}$

${t*g}_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}{e}^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}-f_{\mathrm{mu}}{e}^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}}{e^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}+e^{{-c*a}_{\mathrm{mu}}}}<{t*g}_{\mathrm{jam}}$

${t*g}_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{1+e^{-c*(a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}})}}<{t*g}_{\mathrm{jam}}$

$\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

即 $\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

其中f_z＝f_jam-f_mu

$\frac{-1}{\left|g_{\mathrm{mu}}\right|-\left|g_{\mathrm{jam}}\right|}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{\left|g_{\mathrm{mu}}\right|-\left|g_{\mathrm{jam}}\right|}\ln (\frac{f_a}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

t为帧周期，

f_z为检测出目标时，干扰和目标的最小可分辨频率间隔；

步骤4：把加权结果送给雷达跟踪中心。

实施例：以某型雷达为例，目标的频率变化率g_mu为1.5KHz/s～2KHz/s，干扰的频率变化率g_jam为3KHz/s～4KHz/s，最小可分辨频率间隔f_z为1kHz，t为0.05s，c取为2。

利用加权系数法，在单目标跟踪环境下，若落入检测区间内的回波多于一个，这些候选回波中只有一个是来自目标，其余均是由虚警或者“杂波”产生，把干扰信号当作虚警或杂波，采用与频率相关的加权系数，使目标的权重大，干扰的权重小，使目标的权重远大于干扰的权重，处理送出的信号与目标信号频率接近，趋向于目标信号。重点在于加权系数的选择，选取方法见步骤3。采用加权系数方法，最终趋向于跟踪目标，达到抗速度欺骗的作用。

本方法已经过某型号雷达长期试飞验证，能有效对抗速度欺骗干扰，对目标进行可靠和精确地跟踪。

Claims (1)

1.一种机载脉冲多普勒雷达抗速度欺骗干扰方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：用雷达检测、跟踪目标，获取单目标点跟踪中心频率，除以1000转换成kHz，记为f₀；

步骤2：在跟踪过程中，如果为1个目标点，为正常单目标跟踪，直接结束；

如果出现多个目标点，则录取多个目标点的频率信息，将各个目标点的频率除以1000，转换成kHz，记为f_mu,f_jam；

步骤3：利用加权系数法，计算上述多个目标点的频率权重；

（1）求权

a_mu＝abs(f_mu-f₀)，

a_jam＝abs(f_jam-f₀)，

$b_{\mathrm{mu}}=e^{-c*a_{\mathrm{mu}}},$

$b_{\mathrm{jam}}=e^{-c*a_{\mathrm{jam}}},$

a_mu为目标频率f_mu与单目标点跟踪中心频率f₀之差的绝对值；

a_jam为干扰频率f_mu与单目标点跟踪中心频率f₀之差的绝对值；

（2）求加权频率和

f_sum＝f_mu×b_mu+f_jam×b_jam，

（3）求加权系数和

c_sum＝b_mu+b_jam，

（4）求加权结果：

$f_g=\frac{f_{\mathrm{sum}}}{c_{\mathrm{sum}}};$

c为常数，g_mu，g_jam为目标和干扰的频率变化率。

t*g_mu＜f_g-f_mu＜t*g_jam

即 $t*g_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}{e}^{-c*a_{\mathrm{jam}}}+f_{\mathrm{mu}}{e}^{-c*a_{\mathrm{mu}}}}{e^{-c*a_{\mathrm{jam}}}+e^{-c*a_{\mathrm{mu}}}}-f_{\mathrm{mu}}<t*g_{\mathrm{jam}}$

${t*g}_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}{e}^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}-f_{\mathrm{mu}}{e}^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}}{e^{{-c*a}_{\mathrm{jam}}}+e^{{-c*a}_{\mathrm{mu}}}}<{t*g}_{\mathrm{jam}}$

${t*g}_{\mathrm{mu}}<\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{1+e^{-c*(a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}})}}<{t*g}_{\mathrm{jam}}$

$\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_{\mathrm{jam}}-f_{\mathrm{mu}}}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

即 $\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{a_{\mathrm{mu}}-a_{\mathrm{jam}}}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

其中f_z＝f_jam-f_mu

$\frac{-1}{\left|g_{\mathrm{mu}}\right|-\left|g_{\mathrm{jam}}\right|}\ln (\frac{f_z}{{t*g}_{\mathrm{mu}}}-1)<c<\frac{-1}{\left|g_{\mathrm{mu}}\right|-\left|g_{\mathrm{jam}}\right|}\ln (\frac{f_a}{{t*g}_{\mathrm{jam}}}-1)$

t为帧周期，

f_z为检测出目标时，干扰和目标的最小可分辨频率间隔；

步骤4：把加权结果送给雷达跟踪中心。