复杂电磁环境下雷达探测能力分析及仿真

首先分析总结理想情况下雷达方程及其相应参数的求取,研究了有源干扰方程、无源干扰方程、接收机噪声方程及其参数的求取,详细推导了频谱系数.在此基础上,给出复杂电磁环境下综合信干比的计算公式,最后利用求出的综合信干比,计算单次扫描雷达的探测概率和自卫距离,并提出仿真中雷达捕获的判断方法.通过将该模型应用于某型仿真系统中的雷达实体探测模块中,证明该模型具有一定的通用性、准确性和简单实用性.     

雷达的探测概率和信噪比

一、引言 雷达目标探测的概率取决于探测电路中信噪比(S/N)和探测电路中门限装定值。S/N的值越高意味着目标反射功率也越高。较高的门限提高了被探测目标反射的功率电平,从而降低了探测能力。但是,另一方面,较高的门限可减少虚警率(噪声通过     

无载频超宽带雷达的梳状谱干扰技术

针对传统干扰技术难以对超宽带雷达实现有效的干扰,提出了梳状谱干扰新技术。该技术在雷达信号带宽内将干扰信号集中在随机的某些频率点附近,在不改变干扰信号总能量的前提下提高了超宽带雷达信号带宽范围内部分区域的干扰信号强度,破坏雷达回波信号的相干性。以无载频超宽带雷达为研究对象,分析了该干扰新技术的机理。通过仿真实验,将该方法与噪声干扰进行比较,证明了该技术的有效性。     

组网雷达探测能力的并行计算与可视化方法研究

深入研究了并行计算与并行绘制相结合的并行框架构建问题。针对组网雷达探测能力的计算与可视化特点,在(PC)集群的基础上,构建了一个并行计算与可视化运行框架。该框架在并行计算中,采用八叉树分割的方法对组网雷达计算区域进行任务分配;在并行绘制中,采用sort-last的并行绘制机制。仿真试验结果表明,该运行框架能够有效地满足大规模组网雷达探测能力计算与可视化的应用需要。     

对机载预警雷达STAP的慢时调频干扰方法

机载雷达的空时自适应处理技术(space-time adaptive processing, STAP)可以通过采样形成二维凹陷,使干扰机难以产生密集的假脉冲。本文提出了一种有效增加假脉冲数量的干扰方法。通过理论分析推导出频率唯一性条件, 证明了不同多普勒频率的干扰脉冲无法被STAP采样对消。干扰机可在快时和慢时分别调整干扰脉冲的距离和径向速度, 增强干扰的可控性, 既可在局部区域内精确掩护, 也可以在全距离范围内实现大面积密集遮盖。仿真证明, 通过为每个干扰脉冲依次调制不同多普勒相位, 可显著提升干扰信号的数量密度, 而且对降维STAP依然有良好的干扰作用。     

混沌调频雷达成像与欺骗干扰分析

研究了混沌调频信号新的数学模型,并把该模型应用于成像雷达,对点目标像进行了仿真.与常规模型相比,该模型可以描述出合成孔径雷达的距离徙动现象,更适用于真实场景.信号的调制序列由r-Way Ber-noulli映射产生,对序列均匀抽取的方法可以使信号具有理想的相关性.还针对合成孔径雷达中的干扰问题,阐述了欺骗干扰的原理,并对线性调频和混沌调频信号的反干扰能力进行了分析与仿真.结果表明,混沌调频信号可以获得比较理想的点目标像,同时具有反欺骗干扰的能力.     

基于FM广播照射源的无源雷达直达波干扰抑制

利用FM广播照射源的双基地雷达具有良好的“四抗”性能。对该体制雷达的特点：存在直达波干扰问题进行了分析；提出了空-时-频域的综合解决方案：即在空域内使用天线自适应干扰置零，在时域内通过通道均衡和自适应干扰对消以及在频域内进行长时间相干积累等技术；最后给出了基于FM广播照射源的一个实验系统，利用该实验系统采集的数据进行仿真，仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于LSTM和残差网络的雷达有源干扰识别

针对目前雷达干扰识别方法存在人工特征提取难、强噪声环境下识别率不高的问题,提出了一种基于长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络和残差网络相结合的雷达有源干扰识别方法。输入有源压制干扰原始时域序列数据,搭建深度学习网络模型对不同干噪比下的干扰信号进行分类识别。仿真结果表明：在干噪比为0 dB的情况下,该方法对4类雷达有源干扰信号的识别准确率均高于98.3%,与单纯的残差网络和卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)等其他深度学习算法相比,具有更佳的网络性能,验证了该算法的有效性。     

基于OS-CFAR的LFM脉压雷达多假目标干扰分析

目前,对采用恒虚警检测的线性调频脉冲压缩雷达的干扰方法,主要针对采用均值类恒虚警检测的情形,而对于专门用于多假目标检测的有序统计类恒虚警(order-statistic constant false-alarm rate, OS-CFAR)检测器,尚未有专门的干扰方法出现。针对此问题,提出了一种专门针对OS-CFAR检测的多假目标产生方法。首先根据OS-CFAR检测原理进行干扰假目标设计,在此基础上提出利用间歇采样部分转发产生多假目标的方法,然后针对OS-CFAR检测的特点对干扰参数进行设置,合理安排干扰机位置或者移频后转发,在目标的左右检测单元产生了数量、幅度、空间分布可控的多假目标。仿真结果表明,该干扰方法可以有效降低目标在雷达检测端被发现的概率。     

基于干扰机组网主瓣干扰的单脉冲雷达航迹欺骗干扰技术

以组网干扰对抗现代雷达为研究背景,针对单脉冲雷达航迹欺骗问题,提出了基于干扰机组网主瓣干扰的航迹欺骗干扰技术。分析了单脉冲雷达干扰基本原理和航迹欺骗要点,给出了组网主瓣干扰航迹欺骗机理和实现过程。首先通过干扰信号传输路径和相位控制,构造两点源相干干扰条件,建立两台干扰机在雷达主瓣内形成可控欺骗点迹的基本模型。在此基础上,设计干扰机组网工作模式,采用组内协同和组间接力的方式对干扰模型进行扩展,形成持续性高逼真欺骗航迹。仿真结果证明了该技术的可行性和有效性。     

机载气象雷达的三维湍流模型和探测仿真方法

对湍流等复杂气象目标的探测仿真是研究复杂气象目标的有效方法,为了提高机载气象雷达对湍流目标的探测仿真系统的精度,提出一种新的基于蒙特卡罗原理的大气湍流三维建模方法。基于相关函数矩阵生成了Von Karman湍流模型,将该模型应用到机载气象雷达湍流目标检测系统中,通过该数学模型生成湍流的雷达回波模型,对湍流目标的多普勒速度和谱宽进行估计和分析。仿真结果表明,该模型可以满足机载气象雷达湍流目标仿真时对湍流风场数值的要求,通过理论分析与仿真数值的相关性检验对比,证明所提仿真模型符合理论模型特征且具有较高的仿真精度,满足大气湍流的统计特性。通过与Dryden模型在湍流探测仿真结果进行对比,所提模型更接近于真实风场特点。     

高频地波雷达电台干扰的抑制

为抑制高频地波雷达电台干扰,提出用线性极化变换(LPVT)、非线性极化变换(NLPVT)和多凹口逻辑积极化(MLP)滤波相结合进行极化处理的方法。通过减小干扰极化状态的散落区域,降低干扰散落中心的不确定性,有效提高了滤波器性能。为实现实时处理,利用改进的多凹口逻辑积极化滤波算法解决了处理速度和凹口数量之间的矛盾。结合实际录取的高频雷达电台干扰数据,通过仿真实验证明该方法的有效性。实际雷达数据处理结果表明该方法可使信干比改善20dB以上。     

机载预警雷达模拟器气象和干扰显示建模仿真

目前机载预警雷达训练模拟器在培训中存在2大难点:气象目标不规则形状的显示仿真和干扰显示仿真。基于贝塞尔曲线结合路径的方法来模拟气象目标的不规则形状,建立气象显控模型,较好地实现了雷达模拟器气象显示仿真;通过各种干扰样式等建模,实现了预警雷达干扰显示,通过操作措施建模,实现了抑制干扰。解决了机载预警雷达训练模拟器PPI显示中的诸多问题:气象目标随机分布、外形不规则、气象目标显控、干扰的设置和显示模拟。结果证明所建模型能够实现气象及干扰显示以及操作应对模拟,能为雷达操作员提供逼真的气象、干扰显示画面,可以达到或接近实战中才能得到的训练效果。     

对极化雷达的有源干扰研究

针对分时极化测量雷达,设计了一种全极化欺骗干扰方法,并分析了有源假目标的极化特性。对全极化有源假目标和雷达目标的分析结果表明,提出的欺骗干扰方法形成的假目标的散射矩阵、Graves功率矩阵以及极化特征描述子矢量等参数与雷达目标具有很强的相似性,它可以有效地干扰极化测量雷达。     

单频电磁辐射对雷达的干扰规律

为了提高雷达电磁防护能力,揭示单频电磁辐射对雷达的干扰规律,首先基于雷达测距原理,通过电路非线性失真分析,初步掌握阻塞干扰和假目标干扰规律;而后开展效应试验,对干扰规律进行补充和完善.结果表明带内单频电磁辐射易对受试雷达造成干扰,假目标临界干扰场强明显低于阻塞干扰,最敏感处的差值可达30 dB,但敏感带宽要比阻塞干扰窄...     

模拟退火算法在雷达干扰资源优化分配中的应用

为了使有限的雷达干扰资源发挥最佳的干扰效果,以干扰机压制概率公式计算为基础,建立雷达干扰资源分配目标函数.先应用模拟退火算法优先分配威胁等级较大的雷达,将干扰压制概率较大的干扰资源进行优化分配,然后在此基础上,再对剩余的干扰资源进行二次模拟退火优化分配,以实现从可行的解空间中找出满足目标函数和约束条件的雷达干扰资源分配的全局最优方案解.仿真结果表明,该方法不仅有效、可行,而且能同时适用于"一对一"和"多对一"情况分配,对于设计和开发雷达干扰智能决策支持系统有一定的意义.     

基于DQN的探测干扰一体化波形优化设计

由于侦察干扰机设备具有发射功能,为使发射的干扰信号还具有探测的效果,考虑将探测信号隐藏在干扰信号中,提出一种基于非均匀间歇采样重复转发的探测干扰一体化信号波形。首先,建立一体化信号模型,并利用非均匀间歇采样重复转发技术实现幅度编码调制;然后,在优化过程中,从模糊函数以及雷达检测环节分析一体化信号的特征,根据距离、速度分辨率以及脉压后幅度的均值与标准差之比,构造相应的目标函数;最后,利用深度Q学习算法求解目标函数,获取最优的幅度编码方式。仿真结果表明,当编码状态量小时,深度Q网络(deep Q-network, DQN)算法与强化学习算法收敛效果一致。与遗传算法相比,DQN算法最优解的质量提高了13.10%;当编码状态量增大时,相对于遗传算法和强化学习算法,DQN算法的收敛值更优,最优解更稳定。     

雷达探测效能评估与仿真技术的研究

在研究传统单部雷达的探测效能的基础上，重点导出了一些新型雷达与多部雷达的合成探测仿真模型，最后给出了仿真效能评估结果。     

表面波导条件下雷达的探测特征

大气波导会使雷达电磁波传播产生异常现象 ,研究其对雷达探测范围的影响具有重要意义。利用抛物方程模式及分步傅里叶算法对电磁波在表面波导条件下的传播进行数值模拟 ,给出了雷达探测区域的评估模式。结合在福建平潭的试验对模式的正确性加以验证 ,论述了舰载主动雷达在表面波导条件下探测时所产生的超视距、波导顶部盲区和跳跃盲区等现象 ,得出了雷达在表面波导条件下的探测特征。     

隐身目标的双基地雷达探测技术

以F-117A作为典型的隐身目标,提出一种计算隐身目标双基地雷达探测区域的新方法。通过对指定的雷达警戒区域进行网格剖分,在不同的网格节点位置计算隐身目标的双站雷达散射截面,由双基地雷达方程出发,从能量角度得到雷达探测判定不等式,计算目标的雷达探测区域。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明了该算法的可行性。