CN113884993A - 电子对抗设备以及电子对抗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子对抗设备，包括飞行器、可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块、控制模块和干扰效果监测模块，其中可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块和控制模块均设置在飞行器上，通过对对抗目标的射频信号采集、处理、干扰、反馈、修正，实现对对抗目标的有针对性地、自适应调整地、定向地干扰，实现更好的对抗效果。

Description

电子对抗设备以及电子对抗方法
技术领域
本发明涉及电子对抗领域，特别是涉及一种电子对抗设备和电子对抗方法。
背景技术
随着电子技术和信息技术的飞跃式发展，电子对抗已经成为决定现代高技术战争胜负的重要因素，是削弱敌方优势力量的重要手段。电子对抗设备之前以固定站干扰设备为主，一般放置于己方领域中用于识别敌方的电磁波信号，然后截获敌方的电磁波信号生成干扰信号进行电子对抗。后来随着无人机的出现，其大量应用于电子对抗领域，相对于固定站设备，无人机干扰设备实现了干扰距离的灵活性，可以通过伴飞等方式对飞机编队或舰队进行护航。
由于现代雷达具有多种抗干扰方式，通过采取这些不同的措施，对无人机的自卫干扰和远距离支援干扰产生严重的影响，同时现有的无人机无法针对干扰目标进行自动调节，而且破坏力度不够。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子对抗设备以及电子对抗方法，以实现干扰设备对于目标设备的自适应调整，提供有针对性的、定向的电子对抗。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电子对抗设备，其特征在于，所述设备包括：飞行器、可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块和控制模块；
其中可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块和控制模块均设置在飞行器上；
飞行器用于按照指令飞行至目标区域；
可旋转天线包括天线和旋转装置，其中天线用于接收和发射射频信号，旋转装置用于调节天线相对于飞行器的角度；
射频接收模块分别与射频信号处理模块、方位确定模块连接，射频接收模块用于接收天线发送的射频信号，并将该射频信号处理成中频信号再分别传输至射频信号处理模块和方位确定模块；
射频信号处理模块与干扰信号生成模块连接，其用于接收射频接收模块发送的中频信号，处理得到辐射源描述字，将其与数据库进行匹配并生成干扰策略信号，并将干扰策略信号发送至干扰信号生成模块；
干扰信号生成模块与天线连接，其用于将接收的干扰策略信号转换为射频干扰信号，再通过天线进行定向发射；
方位确定模块与控制模块连接，其用于将射频接收模块的中频信号转换为射频数字信号，经过相位差鉴别后确定射频数字信号对应的方位，并将计算得到的方位传输至控制模块；
控制模块与可旋转天线的驱动端连接，其用于驱动旋转装置转动指定的方位角。
进一步地，所述设备还包括干扰效果监测模块，其与射频接收模块连接，用于对经过干扰后的射频信号进行监测和评估，并基于评估结果对数据库中的参数进行修正。
进一步地，射频接收模块包括滤波器、低噪放和下变频单元，滤波器用于对接收到的射频信号进行滤波，低噪放将滤波后的射频模拟信号进行放大，下变频单元对放大后的信号进行处理，并生成中频信号，并将其发送至射频信号处理模块。
进一步地，所述数据库包括雷达识别数据库和干扰数据库。
进一步地，射频信号处理模块包括数字接收单元、信号处理单元和数字干扰单元，数字接收单元接收下变频单元发送的中频信号，形成脉冲描述字；信号处理单元对脉冲描述字信息进行分选，形成辐射源描述字，并将其与雷达识别数据库中的数据进行识别匹配，以确定雷达参数；数字干扰单元根据雷达参数和干扰数据库生成相应的干扰策略信号，并将干扰策略信号发送至干扰信号生成模块。
进一步地，干扰信号生成模块包括上变频单元、功放单元，上变频单元用于将干扰策略信号转换为射频干扰信号；功放单元用于将射频干扰信号放大后再通过可旋转天线进行定向发射。
进一步地，方位确定模块包括数模转换模块和处理器，其中数模转换模块用于将中频信号转换为射频数字信号；处理器用于对射频数字信号进行相位差鉴别。
进一步地，所述设备还包括：无线接收模块和高功率微波武器；无线接收模块与控制模块连接，控制模块与高功率微波武器连接，控制模块用于通过无线接收模块远程接收微波辐射指令，并根据微波辐射指令控制高功率微波武器向对抗目标的方位发射高功率微波。
本发明还提供一种电子对抗方法，包括如下步骤：
S1，建立后台数据库，确定电子对抗设备的控制参数；
S2，飞行器飞至预定空域，采集射频信号，并进行识别处理，生成射频干扰信号；
S3，通过射频数字信号相位差的计算获得对抗目标方位，调整天线的发射方向；
S4，对预定目标进行干扰，同时收集干扰后的射频信号，并对干扰效果进行评估。
进一步地，步骤S4还包括，通过判断目标识别正确率、干扰工作参数、干扰工作模式等方面是否达到预期的效果，对干扰的结果进行评估，当判定干扰效果不佳时，对数据库中的指标进行修正，直至达到预期的干扰效果。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的电子对抗设备和电子对抗方法，将可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块、控制模块和干扰效果监测模块均设置在飞行器上，通过对对抗目标的射频信号采集、处理、干扰、反馈、修正，实现对对抗目标的有针对性地、自适应调整地、定向地干扰，实现更好的对抗效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作具体介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电子对抗设备的原理示意图；
图2是本发明提供的一种电子对抗方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种电子对抗设备，设备包括：飞行器、可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块、控制模块和干扰效果监测模块；
其中可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块和控制模块均设置在飞行器上；
飞行器用于按照指令飞行至目标区域；
可旋转天线包括天线和旋转装置，其中天线用于接收和发射射频信号，旋转装置用于调节天线相对于飞行器的角度；
射频接收模块分别与射频信号处理模块、方位确定模块和干扰效果监测模块连接，射频接收模块用于接收天线发送的射频信号，并将该射频信号处理成中频信号再分别传输至射频信号处理模块、方位确定模块和干扰效果监测模块；
射频信号处理模块与干扰信号生成模块连接，其用于接收射频接收模块发送的中频信号，处理得到辐射源描述字，与数据库进行匹配并生成干扰策略信号，并将干扰策略信号发送至干扰信号生成模块；
干扰信号生成模块与天线连接，其用于根据接收的干扰策略信号转换为射频干扰信号，再通过天线进行定向发射；
方位确定模块与控制模块连接，其用于将射频接收模块的中频信号转换为射频数字信号，经过相位差鉴别后确定射频数字信号对应的方位，并将计算得到的方位传输至控制模块；
控制模块与可旋转天线的驱动端连接，其用于驱动旋转装置转动指定的方位角；
干扰效果监测模块，其用于对经过干扰后的射频信号进行监测和评估，并基于评估结果对数据库中的参数进行修正。
射频接收模块包括滤波器、低噪放和下变频单元，滤波器用于对接收到的射频信号进行滤波，低噪放将滤波后的射频模拟信号进行放大，之后下变频单元对放大后的信号进行处理，并生成中频信号，再将其发送至射频信号处理模块。
射频信号处理模块包括数字接收单元、信号处理单元和数字干扰单元，数字接收单元接收下变频单元发送的中频信号，形成脉冲描述字(PDW)，包含脉冲的频率、波形、脉宽信息等；信号处理单元对PDW信息进行分选，形成辐射源描述字(EDW)，然后根据数据库中预装的雷达识别数据库中的数据进行识别匹配，以确定雷达参数；数字干扰单元根据雷达参数和干扰数据库生成相应的干扰策略信号，并将干扰策略信号发送至干扰信号生成模块。
干扰信号生成模块包括上变频单元、功放单元，上变频单元用于将干扰策略信号转换为射频干扰信号；功放单元用于将射频干扰信号放大后再通过可旋转天线进行定向发射。
方位确定模块包括数模转换模块和处理器，其中数模转换模块接收来自于射频接收模块的中频信号，并将其转换为射频数字信号，然后将射频数字信号传输至处理器；处理器对射频数字信号进行相位差鉴别，获得射频数字信号的相位差，根据该相位差计算射频数字信号对应的方位，并将计算得到的方位传输至控制模块；
设备还包括：无线接收模块和高功率微波武器；无线接收模块与控制模块连接，控制模块与高功率微波武器连接，控制模块用于通过无线接收模块远程接收微波辐射指令，并根据微波辐射指令控制高功率微波武器向发射接收的射频模拟信号的方位发射高功率微波。当需要对目标进行彻底打击破坏时，可以向目标定向辐射高功率微波脉冲，短时间内就会造成目标的永久性损坏。
设备还包括：存储器和无线发射模块；存储器分别与射频接收模块和无线发射模块连接，存储器用于存储射频接收模块接收的射频模拟信号，并通过无线发射模块将射频模拟信号发送至地面接收站，进而地面接收站可以收集并显示目标的射频模拟信号，更有利于对飞行器的指挥和控制。
如图2所示，本发明还涉及一种电子对抗方法，其具体包括以下步骤：
S1，建立后台数据库，确定电子对抗设备的控制参数。
根据干扰对象和干扰环境的需要，对电子对抗设备的控制参数进行相应的设置，以便电子对抗设备具有更广泛的适用性和针对性，控制参数的选择主要依赖于干扰装置的接收灵敏度和有效辐射功率而设置。
干扰装置的接收灵敏度关系到干扰装置最大作用距离，是一项非常重要的指标，每个干扰装置都应该有实测值。干扰装置的接收灵敏度以到达天线口面的最小功率计算，接收灵敏度Pr为：
Figure BDA0003244683290000061
其中Pt为雷达发射功率，Gt为雷达天线增益，Gr为干扰设备侦察天线增益，Rmax为最大干扰距离，λ为雷达工作波长，γ为极化系数，n为可靠性系数，一般自动化电子侦察设备n≥10。
干扰装置的接收灵敏度确定后，根据以下公式，对天线、射频、数字接收等单元进行参数分解：
Pr＝-174+N+10×lg(B)+SNR+Gr (2)
其中-174为固定常数，N为天线与接收机之间射频链路的噪声系数(dB)，B为接收机的有效带宽(MHz)，SNR为接收机检测信号所需的信噪比(dB)。
PJ为干扰装置发射峰值功率，GJ为干扰发射天线综合增益，PJGJ为干扰装置有效辐射功率，其公式为：
Figure BDA0003244683290000071
其中，KJ为干扰压制系数，σ为干扰装置要掩护目标的雷达散射面积，Gn为雷达累计增益，BJ为干扰信号带宽，Rmin为最小干扰距离，L’ p为干扰装置天线与雷达发射波之间的极化失配损耗，Br为雷达信号带宽。
通过大量样本实验建立起雷达参数与对抗设备参数之间的映射关系，形成雷达识别数据库和干扰数据库。再根据需要设置有效干扰距离的上下极值，进而得到相应的控制参数，并将其存储于飞行器的数据库中，以便根据干扰对象和干扰环境的需要对干扰过程进行干预。
S2，飞行器飞至预定空域，采集射频信号，并进行识别处理，生成射频干扰信号。
飞行器通过其搭载的可旋转天线接收周边空间的射频信号，再将其发送到射频接收模块，射频接收模块包括滤波器、低噪放和下变频单元，接收到的射频信号经过滤波器滤波后，低噪放对滤波后的射频模拟信号进行放大，之后经过下变频单元处理后生成中频信号，再将其发送至射频信号处理模块。
射频信号处理模块包括数字接收单元、信号处理单元和数字干扰单元，数字接收模块接收发送的中频信号，形成脉冲描述字(PDW)，现在经过信号处理单元对PDW信息进行分选，形成辐射源描述字(EDW)，然后根据预装的雷达识别数据库中的数据进行识别匹配，在确定雷达参数后，由数字干扰单元根据预装的干扰数据库生成相应的干扰策略信号，并将干扰策略信号发送至干扰信号生成模块。
干扰信号生成模块包括上变频单元、功放单元，上变频单元用于将干扰策略信号转换为射频干扰信号，并将射频干扰信号传输至功放单元，再通过可旋转天线进行定向发射。
S3，通过射频数字信号相位差的计算获得对抗目标方位，调整天线的发射方向。
数模转换模块接收来自于射频接收模块的射频模拟信号，并将其转换为射频数字信号，然后将射频数字信号传输至处理器；处理器对射频数字信号进行相位差鉴别，获得射频数字信号的相位差，根据相位差计算射频数字信号对应的方位，并将计算得到的方位传输至控制模块；控制模块与可旋转天线的旋转装置的驱动端连接，并驱动旋转装置转动指定的方位角，控制可旋转天线的信号发射端旋转至接收的射频模拟信号的方位。
S4，对预定目标进行干扰，同时收集干扰后的射频信号，并对干扰效果进行评估。
在对预干扰目标进行干扰后，射频接收模块收集经过干扰后的射频信号，并将该经过干扰后的射频信号反馈至干扰效果监测模块，判断目标识别正确率、干扰工作参数、干扰工作模式等方面是否达到预期的效果，进而对干扰的结果进行评估，当判定干扰效果不佳时，对数据库中的指标进行修正，直至达到预期的干扰效果。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电子对抗设备，其特征在于，所述设备包括：飞行器、可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块和控制模块；
其中可旋转天线、射频接收模块、射频信号处理模块、干扰信号生成模块、方位确定模块和控制模块均设置在飞行器上；
飞行器用于按照指令飞行至目标区域；
可旋转天线包括天线和旋转装置，其中天线用于接收和发射射频信号，旋转装置用于调节天线相对于飞行器的角度；
射频接收模块分别与射频信号处理模块、方位确定模块连接，射频接收模块用于接收天线发送的射频信号，并将该射频信号处理成中频信号再分别传输至射频信号处理模块和方位确定模块；
射频信号处理模块与干扰信号生成模块连接，其用于接收射频接收模块发送的中频信号，处理得到辐射源描述字，将其与数据库进行匹配并生成干扰策略信号，并将干扰策略信号发送至干扰信号生成模块；
干扰信号生成模块与天线连接，其用于将接收的干扰策略信号转换为射频干扰信号，再通过天线进行定向发射；
方位确定模块与控制模块连接，其用于将射频接收模块的中频信号转换为射频数字信号，经过相位差鉴别后确定射频数字信号对应的方位，并将计算得到的方位传输至控制模块；
控制模块与可旋转天线的驱动端连接，其用于驱动旋转装置转动指定的方位角。
2.根据权利要求1所述的电子对抗设备，其特征在于，所述设备还包括干扰效果监测模块，其与射频接收模块连接，用于对经过干扰后的射频信号进行监测和评估，并基于评估结果对数据库中的参数进行修正。
3.根据权利要求1所述的电子对抗设备，其特征在于，射频接收模块包括滤波器、低噪放和下变频单元，滤波器用于对接收到的射频信号进行滤波，低噪放将滤波后的射频模拟信号进行放大，下变频单元对放大后的信号进行处理，并生成中频信号，并将其发送至射频信号处理模块。
4.根据权利要求1所述的电子对抗设备，其特征在于，所述数据库包括雷达识别数据库和干扰数据库。
5.根据权利要求4所述的电子对抗设备，其特征在于，射频信号处理模块包括数字接收单元、信号处理单元和数字干扰单元，数字接收单元接收下变频单元发送的中频信号，形成脉冲描述字；信号处理单元对脉冲描述字信息进行分选，形成辐射源描述字，并将其与雷达识别数据库中的数据进行识别匹配，以确定雷达参数；数字干扰单元根据雷达参数和干扰数据库生成相应的干扰策略信号，并将干扰策略信号发送至干扰信号生成模块。
6.根据权利要求1所述的电子对抗设备，其特征在于，干扰信号生成模块包括上变频单元、功放单元，上变频单元用于将干扰策略信号转换为射频干扰信号；功放单元用于将射频干扰信号放大后再通过可旋转天线进行定向发射。
7.根据权利要求1所述的电子对抗设备，其特征在于，方位确定模块包括数模转换模块和处理器，其中数模转换模块用于将中频信号转换为射频数字信号；处理器用于对射频数字信号进行相位差鉴别。
8.根据权利要求1所述的电子对抗设备，其特征在于，所述设备还包括：无线接收模块和高功率微波武器；无线接收模块与控制模块连接，控制模块与高功率微波武器连接，控制模块用于通过无线接收模块远程接收微波辐射指令，并根据微波辐射指令控制高功率微波武器向对抗目标的方位发射高功率微波。
9.一种电子对抗方法，其采用如权利要求1-7之一所述的电子对抗设备，包括以下步骤：
S1，建立后台数据库，确定电子对抗设备的控制参数；
S2，飞行器飞至预定空域，采集射频信号，并进行识别处理，生成射频干扰信号；
S3，通过射频数字信号相位差的计算获得对抗目标方位，调整天线的发射方向；
S4，对预定目标进行干扰，同时收集干扰后的射频信号，并对干扰效果进行评估。
10.根据权利要求8所述的电子对抗方法，其特征在于，步骤S4还包括，通过判断目标识别正确率、干扰工作参数、干扰工作模式等方面是否达到预期的效果，对干扰的结果进行评估，当判定干扰效果不佳时，对数据库中的指标进行修正，直至达到预期的干扰效果。
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