CN113671452A - 一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法 - Google Patents

一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，所述方法包括如下步骤：S1：首先确定一个时间长度T，并在该时间长度T内设定对应的采样率fs；S2：生成对应的实验用雷达信号，并设置仿真用所需实验参数；S3：随后输入仿真参数，该参数包括起始拖曳距离参数、起始拖曳速度参数、拖曳速率变化参数，通过输入三个参数生成距离速度联合拖曳干扰数据；S4：通过公式计算出距离速度联合拖曳干扰信号，并得到时域点，通过采样率乘以时间为X轴，距离速度联合拖曳干扰信号为Y轴生成时域图；同时，在得到时域点后，进行快速傅里叶变换，找到X轴和频域Y轴，生成频谱图；S5：将获得的时域图和频谱图输出。

Description

一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法
技术领域
本发明涉及一种有源干扰仿真设计方法，具体涉及一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法。
背景技术
距离波门拖引干扰(Range Gate Pull Off,RGPO)和速度波门拖引干扰(VelocityGate Pull Off, VGPO)，分别与雷达发射信号具有很强的相干性，由此产生的干扰信号在雷达接收端获得相 当大的增益，使得雷达难以区分目标信号和干扰信号，而具有距离-速度联合欺骗能力的距离波门-速度波门同步拖引干扰(RGPO-VGPO)法，不仅能够干扰只具有测速能力或测距能力的雷达，还能有效干扰同时具有距离-速度检测能力的雷达。
对抗有源欺骗干扰信号的前提是雷达能够正确识别出干扰信号，现有方法能够在频域、时频域、高阶谱域或极化域的雷达接收波门内识别有源欺骗干扰信号，其中有学者通过提取目标信号与干扰信号之间的幅度统计特征差异法识别雷达接收波门内的目标信号与干扰信号，但该方法在对噪声敏感，且在较高信噪比条件下才有较好的目标信号或干扰信号识别率；其次，该方法建立的模型过于理想，使得雷达接收波门内同时存在目标信号和干扰信号时该方法将失效。而在目前的仿真设计中，尚没有利用距离和速度同步拖引干扰源仿真的实验，相关技术方案需要及时进行填补。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的干扰仿真时尚没有针对距离和速度进行同步拖引进行仿真模拟的设计软件，而在相关技术方面，并没有针对信号级的仿真，目的在于提供一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，所述方法包括如下步骤：
S1：首先确定一个时间长度T，并在该时间长度T内设定对应的采样率fs；S2：生成对应的实验用雷达信号，并设置仿真用所需实验参数；S3：随后输入仿真参数，该参数包括起始拖曳距离参数、起始拖曳速度参数、拖曳速率变化参数，通过输入三个参数生成距离速度联合拖曳干扰数据；S4：通过匀加速拖曳的距离时延和多普勒频移的调制函数公式计算出距离速度联合拖曳干扰信号，并得到时域点，通过采样率乘以时间为X轴，距离速度联合拖曳干扰信号为Y轴生成时域图；同时，在得到时域点后，进行快速傅里叶变换，找到X轴和频域Y轴，生成频谱图；S5：将获得的时域图和频谱图输出。
目前，通过对截获的雷达信号分别进行时延和多普勒频率调制，实现雷达在距离和速度上的联合欺骗，即产生距离波门拖引和速度波门拖引干扰信号，但是目前在进行仿真设计时，产生的干扰信号因为脉冲重复间隔的影响，很难在仿真时进行设计；在实际的运用中，在所述基于数字射频存储技术的干扰机对截获的雷达信号进行数字相位量化采样以及时延量化 调制时，由于当前工艺水平有限，使得调制合成的RGPO-VGPO干扰信号频率产生畸变，该调制合成的RGPO-VGPO干扰信号频谱中包含一系列谐波谱，而对于宽带RGPO-VGPO干扰信号，其谐波谱位置与相位量化位数有关，且其谱宽及调频率分别将发生变化，进而RGPO-VGPO干扰信号与目标信号之间存在差异，上述这些在实际运用中产生的问题，需要经过完整仿真流程设计进行优化，使得整个仿真过程尽可能贴近实际，进而能够给一个有效的参考，因此需要一种完善的仿真方法进行配套，本申请文件基于此进行仿真方法的完善。
进一步地，所述步骤S2中仿真所需实验参数包括雷达信号的幅度、载频和脉冲宽度，并同时设定信号带宽、脉冲重复周期和脉冲个数。
进一步地，在步骤S3中生成距离速度联合拖曳干扰数据后，若触发雷达发送数据为同时检测距离与速度信息的雷达，使用距离速度联合拖曳干扰信号，在进行距离欺骗的同时进行速度波门欺骗干扰。
进一步地，匀加速拖曳的距离时延和多普勒频移的调制函数为：
Figure 210392DEST_PATH_IMAGE002
其中，其中，
Figure 416245DEST_PATH_IMAGE004
为匀加速拖曳的距离时延；
Figure 139963DEST_PATH_IMAGE006
为多普勒频移的调制函数；a为加速度，单位为m/s^2；
Figure 38649DEST_PATH_IMAGE008
表示射频频率，单位为Hz；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示起拖期，单位为秒；
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示托引起，单位为秒；
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示干扰关闭期，单位为秒；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为波长，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，单位为m，c为光速，值为3e8，单位为m/s。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，能够在欺骗干扰下的速度波门拖引干扰进行仿真，完成对速度距离波门拖引干扰信号机仿真进行实现，解决目前整个相关领域没有在该情况下能够进行信号级仿真的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明仿真方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，所述方法包括如下步骤：S1：首先确定一个时间长度T，并在该时间长度T内设定对应的采样率fs;S2：生成对应的实验用雷达信号，并设置仿真用所需实验参数；S3：随后输入仿真参数，该参数包括起始拖曳距离参数、起始拖曳速度参数、拖曳速率变化参数，通过输入三个参数生成距离速度联合拖曳干扰数据；S4：通过匀加速拖曳的距离时延和多普勒频移的调制函数公式计算出距离速度联合拖曳干扰信号，并得到时域点，通过采样率乘以时间为X轴，距离速度联合拖曳干扰信号为Y轴生成时域图；同时，在得到时域点后，进行快速傅里叶变换，找到X轴和频域Y轴，生成频谱图；S5：将获得的时域图和频谱图输出。
通过上述步骤完成整个流程后，可以获得时域图和频谱图，相关技术人员通过两张图可以对在该时间长度T内的各项参数进行有效获取，通过这种仿真方式，可以获取在有源干扰情况下，距离和速度同步拖引后得到的具体参数，在相关领域中没有在该情况下能够进行信号级仿真，而本申请文件即解决该问题。
所述步骤S2中仿真所需实验参数包括雷达信号的幅度、载频和脉冲宽度，并同时设定信号带宽、脉冲重复周期和脉冲个数。在步骤S3中生成距离速度联合拖曳干扰数据后，若触发雷达发送数据为同时检测距离与速度信息的雷达，使用距离速度联合拖曳干扰信号，在进行距离欺骗的同时进行速度波门欺骗干扰。
对于能够同时检测距离与速度信息的雷达，可以使用距离速度联合拖曳干扰信号，在进行距离欺骗的同时进行速度波门欺骗干扰。匀加速拖曳的距离时延和多普勒频移的调制函数为
Figure DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为匀加速拖曳的距离时延；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为多普勒频移的调制函数；a为加速度，单位为m/s^2；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示射频频率，单位为Hz；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
表示起拖期，单位为秒；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
表示托引起，单位为秒；
Figure DEST_PATH_IMAGE032
表示干扰关闭期，单位为秒；
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为波长，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
，单位为m，c为光速，值为3e8，单位为m/s。
距离速度联合拖曳干扰输入参数设置采用基础参数，距离速度联合拖曳干扰的输入设置参数包括起始拖曳距离、起始拖曳速度、拖曳速度变化率和IQ速率（基带采样率）。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：首先确定一个时间长度T，并在该时间长度T内设定对应的采样率fs;
S2：生成对应的实验用雷达信号，并设置仿真用所需实验参数；
S3：随后输入仿真参数，该参数包括起始拖曳距离参数、起始拖曳速度参数、拖曳速率变化参数，通过输入三个参数生成距离速度联合拖曳干扰数据；
S4：通过匀加速拖曳的距离时延和多普勒频移的调制函数公式计算出距离速度联合拖曳干扰信号，并得到时域点，通过采样率乘以时间为X轴，距离速度联合拖曳干扰信号为Y轴生成时域图；同时，在得到时域点后，进行快速傅里叶变换，找到X轴和频域Y轴，生成频谱图；
S5：将获得的时域图和频谱图输出。
2.根据权利要求1所述的一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，其特征在于，所述步骤S2中仿真所需实验参数包括雷达信号的幅度、载频和脉冲宽度，并同时设定信号带宽、脉冲重复周期和脉冲个数。
3.根据权利要求1所述的一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，其特征在于，在步骤S3中生成距离速度联合拖曳干扰数据后，若触发雷达发送数据为同时检测距离与速度信息的雷达，使用距离速度联合拖曳干扰信号，在进行距离欺骗的同时进行速度波门欺骗干扰。
4.根据权利要求1所述的一种距离和速度同步拖引的有源干扰仿真设计方法，其特征在于，所述步骤S4中采用的计算公式为匀加速拖曳的距离时延和多普勒频移的调制函数公式，通过该公式计算速度联合拖曳干扰数据，该公式为：
Figure 408673DEST_PATH_IMAGE002
其中，其中，
Figure 260566DEST_PATH_IMAGE004
为匀加速拖曳的距离时延；
Figure 571462DEST_PATH_IMAGE006
为多普勒频移的调制函数；
Figure 638775DEST_PATH_IMAGE008
为加速度，单位为m/s^2；
Figure 984306DEST_PATH_IMAGE010
表示射频频率，单位为Hz；
Figure 478872DEST_PATH_IMAGE012
表示起拖期，单位为秒；
Figure 152430DEST_PATH_IMAGE014
表示托引起，单位为秒；
Figure 148068DEST_PATH_IMAGE016
表示干扰关闭期，单位为秒；
Figure 223471DEST_PATH_IMAGE018
为波长，
Figure 888939DEST_PATH_IMAGE020
，单位为m，c为光速，值为3e8，单位为m/s。
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