双曲调频波形抑制间歇采样转发干扰效果分析

双曲调频(hyperbolic frequency modulated, HFM)波形具有多普勒不变性, 在宽带雷达对高速目标的成像中具有重要价值。而间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming, ISRJ)作为一种常见的有源干扰, 利用了脉冲压缩雷达的相干特性, 实现了多假目标干扰的效果, 对采用线性调频波形的雷达探测有着极大影响。该文基于对HFM波形和ISRJ的模型分析, 推导出HFM波形参数与ISRJ的效果之间的相关关系; 并经分析表明: HFM波形不仅具有良好的多普勒不变性, 而且较线性调频波形对ISRJ有更好的抑制效果。该结论可为HFM波形抗干扰设计提供理论依据, 数值仿真验证了结论的有效性。     

多种转发干扰下的脉内脉间波形综合优化设计

复杂电磁场景中多种转发干扰并存, 严重影响了雷达的探测效果, 而传统的波形设计方法多针对一种特定的干扰样式进行分析, 面对多种干扰时对抗效果有限。针对此问题, 对脉内线性调频相位编码脉间频率捷变波形进行了综合优化设计。首先, 在分析脉内脉间多种转发式干扰样式的基础上, 兼顾转发干扰与波形本身特性进行代价函数设计。之后, 利用遗传模拟退火算法优化波形参数, 具有良好的抗干扰效果。最终, 数值仿真实验验证了所设计波形的有效性。     

基于分数阶字典的间歇采样转发干扰自适应抑制算法

间歇采样转发干扰是一种对现有体制雷达具备高度威胁的新型干扰,典型样式包括间歇采样直接转发干扰、间歇采样重复转发干扰和间歇采样循环转发干扰。干扰信号与真实回波时频域、分数阶域混叠,常规信号处理方法难以做到有效分离。针对该问题,分析了3种干扰样式时域、最优分数阶域特征,构造了两种分数阶正交字典,即分数阶大字典和分数阶联合字典,区分弱干扰背景回波信号和强干扰背景回波信号,采取不同的干扰抑制方法,从而构建了基于分数阶字典的间歇采样转发干扰自适应抑制算法。仿真结果表明,所提算法适用强弱干扰背景,弱干扰背景下恢复信号与真实回波相似度更高,强干扰背景下恢复信号信噪比(signal to noise ratio, SNR)损失更低。     

间歇非均匀采样转发干扰产生方法研究

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)在接收端匹配滤波后会产生相干假目标群,但是这些假目标在距离和幅度上都呈现出很强的规律性.针对这一问题,依据每一个采样子波形的理论脉压结果,采用间歇非均匀的采样和不定量的转发破坏假目标在脉压后的规律性,使其能在较大范围...     

低多普勒敏感的抗间歇采样转发干扰波形设计方法

针对间歇采样转发干扰,研究了脉内正交的工作波形和保护波形设计方法抑制干扰,考虑到设计波形的多普勒敏感性,以低多普勒敏感约束和互相关函数加权和最小为目标函数、波形恒模为约束条件建立优化问题。由于该问题包含非凸四阶目标函数和非凸约束,难以得到闭式解,因此设计了一种基于循环算法的方法进行求解。最后,通过仿真实验和已有波形进行对比,验证了所设计波形具有较低多普勒敏感性,同时能够有效对抗间歇采样转发干扰。     

频率捷变波形联合时频滤波器抗间歇采样转发干扰

干扰机在一个脉冲内精确复制、快速转发形成间歇采样转发干扰(interrupted-sampling repeater jamming, ISRJ),严重影响雷达工作性能。针对这一问题,从波形设计和滤波两个角度出发,提出一种频率捷变波形联合时频滤波器对抗间歇采样转发干扰的方法。首先,将常规线性调频(linear frequency modulation, LFM)信号划分为若干子段并随机重排,构建脉内频率捷变波形;然后,对回波信号进行时频分析得到时域投影分量,并利用大津(OTSU)算法计算最佳分割阈值,提取未被干扰的信号段;最后,通过卷积运算构建滤波器对脉压输出进行带通滤波,保留真实目标,实现干扰抑制。仿真结果表明,所提方法能够在干扰功率较大、信噪比低的情况下有效对抗间歇采样转发干扰,极大地提升了雷达抗干扰性能。     

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。     

抗间歇采样转发干扰的认知恒模波形设计方法

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming, ISRJ)是一种相干干扰, 对雷达信号的干扰效果表现为欺骗性。针对ISRJ匹配滤波后形成的高栅瓣问题, 研究了低集成旁瓣电平(integrated sidelobe level, ISL)的波形设计方法。考虑到雷达发射信号的恒模约束, 以最小化ISL为目标函数建立优化问题, 由于该问题包含非凸四阶目标函数和非凸约束, 难以得到闭式解, 因此设计了一种加速优化极小化(majorization-minimization, MM)方法进行求解。最后, 通过仿真实验和已有算法进行对比, 验证了所设计的波形能降低干扰栅瓣, 有效对抗ISRJ。     

对波形捷变SAR的间歇采样快/慢时间调制干扰

提出一种针对波形捷变合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）的新型干扰方法。借鉴间歇采样原理,结合快时间、慢时间调制,形成新型欺骗干扰。利用间歇采样实现在波形捷变SAR当前脉冲内及时转发,利用快时间调制实现距离向迁移,利用慢时间调制实现方位向上的多假目标。该新型干扰为实现对波形捷变SAR有效干扰提供了一种全新的途径。仿真实验验证了该干扰方法的可行性和有效性。     

脉内频率-时延捷变雷达抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰凭借快速准确的采样和转发手段,利用脉压雷达的匹配滤波特性形成假目标群,严重影响目标检测和跟踪性能。针对这一问题,结合波形设计和滤波思想,设计一种脉内频率-时延捷变波形,并在此基础上提出一种基于时频分析的抗间歇采样转发干扰方法。首先,将线性调频信号划分为多个子脉冲,并在子脉冲之间增加随机时延。然后,提取未被干扰的子脉冲进行目标位置的准确判断,结合子脉冲的频率和随机时延等先验信息,利用迭代阈值分割算法去除强干扰信号。最后,通过构造时频域和时域带通滤波器分别进行子脉冲滤波和时域滤波处理。仿真实验结果表明,所提方法在不同干信比、信噪比和非同步采样情况下具有较好的抗间歇采样转发干扰性能。     

复杂场景下间歇采样转发干扰抑制算法

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming, ISRJ)是一种对现代雷达系统构成重大威胁的相干干扰方式。在高干扰时域占空比、弱能量干扰等复杂场景下, ISRJ干扰切片相互遮掩且能量接近真实目标, 这将导致传统时/频域算法干扰抑制效果大幅下降以至失效。针对该问题, 从ISRJ时频耦合机理入手, 提出一种新的针对复杂场景优化的ISRJ抑制算法, 该算法遵循“解耦-滤波-重构”流程处理含干扰回波。首先, 通过时频解耦变换, 将干扰多组转发切片对齐, 以有效降低干扰的时域占空比。然后, 通过噪声区域的划分, 采用低门限原则对时频图进行二值化处理。随后, 采用最保守原则生成时域遮罩, 滤除干扰。最后, 通过间断CLEAN技术处理重构完整目标回波。多组仿真实验验证所提算法的有效性, 分析多组参数变化对其性能的影响, 并评估了算法的实时性。理论分析和仿真结果共同证实, 相较于传统的基于滤波的抗ISRJ算法, 所提算法可以在大干扰时域占空比、弱能量干扰等复杂场景下, 展现出更为优越的干扰抑制性能。     

ECCM scheme against interrupted sampling repeater jammer based on time-frequency analysis

The interrupted sampling repeater jamming（ISRJ） is an effective deception jamming method for coherent radar, especially for the wideband linear frequency modulation（LFM） radar. An electronic counter-countermeasure（ECCM） scheme is proposed to remove the ISRJ-based false targets from the pulse compression result of the de-chirping radar. Through the time-frequency（TF） analysis of the radar echo signal, it can be found that the TF characteristics of the ISRJ signal are discontinuous in the pulse duration because the ISRJ jammer needs short durations to receive the radar signal. Based on the discontinuous characteristics a particular band-pass filter can be generated by two alternative approaches to retain the true target signal and suppress the ISRJ signal. The simulation results prove the validity of the proposed ECCM scheme for the ISRJ.     

基于梳状谱调制和间歇采样重复转发的复合干扰

针对常规间歇采样转发干扰(interrupted sampling repetitive repeater jamming, ISRRJ)存在假目标群幅度递减过快、假目标干扰能量不集中的问题, 提出基于梳状谱调制干扰(comb spectrum modulation jamming, CMSJ)和ISRRJ的复合干扰方法。首先, 分析CSMJ和ISRRJ的特性; 然后, 探讨复合干扰形成密集假目标干扰的条件, 并给出参数控制字的选择方法; 最后, 仿真分析不同参数条件下的干扰效果。理论分析和仿真结果表明, 所提方法参数控制简单, 能够形成幅度均匀分布的密集假目标群。     

捷变频雷达联合脉内频率编码抗间歇采样干扰

间歇采样转发干扰通过对雷达信号进行部分采样并迅速转发, 在当前脉冲重复周期内, 产生相干假目标串, 使得基于传统频率捷变雷达的目标检测面临严峻挑战。因此, 在频率捷变技术基础上提出一种捷变频雷达联合脉内频率编码的抗间歇采样干扰方法。针对间歇采样干扰时域不连续的特点, 通过脉内频率编码-脉间频率捷变实现子脉冲间的相互掩护。脉冲压缩后, 首先利用最大类间方差法(Otsu)自适应计算阈值并抑制干扰, 然后通过二维稀疏重构方法实现目标检测。理论分析和仿真实验证明所提方法可以有效对抗间歇采样干扰。     

基于Logistic混沌映射移频的SAR转发干扰方法

提出了一种距离向混沌序列移频,方位向余弦调相的SAR欺骗干扰方法。分析了距离向固定移频干扰、随机移频干扰结合方位向调相干扰的特点。为了克服这两种干扰方法的不足,采用基于混沌序列的距离向移频结合方位余弦调相干扰方法,既可以大大增加被干扰方对干扰机位置的侦测难度,又可获得部分的压缩增益,在二维方向上形成占据一定宽度的面域干扰,适用于对分布目标的压制。与传统固定移频,随机移频结合方位向调相干扰结果进行仿真对比,验证了所提方法的优越性。     

基于分数阶Gabor变换的LFM回波信号压缩采样方法

针对现有的压缩采样系统在线性调频(linear frequency modulated, LFM)回波信号压缩采样重构过程中存在的重构效果不佳的问题,提出一种基于分数阶Gabor变换的回波信号压缩采样方法。首先,利用不同目标回波信号在时延上的差异性,给出基于分数阶Gabor变换的LFM回波信号稀疏表示方法,并分析了分数阶Gabor变换的完备性条件。然后,根据分数阶Gabor变换低通滤波的实现方式,设计了LFM回波信号压缩采样系统,建立了信号重构模型。最后,通过仿真实验与应用实例分析,验证了所提压缩采样系统的有效性。实验结果表明,与现有压缩采样系统相比,所提压缩采样系统的重构误差更低、重构效果更好。     

基于捷变频联合数学形态学的干扰抑制算法

数字射频存储器(digital radio frequency memory, DRFM)通过截获雷达发射信号并对其进行调制和转发,在距离维上形成欺骗式干扰,严重影响了雷达对目标的检测与跟踪。针对这一问题,提出一种捷变频联合数学形态学的密集假目标干扰抑制算法。首先,采用最大类间方差法(Otsu)对脉冲压缩后的数据进行二值化处理。然后,通过数学形态学中的开运算抑制干扰和噪声。最后,通过二维稀疏重构获得距离-速度二维高分辨,实现对目标的检测。仿真实验与实际雷达和干扰机对抗实验表明,该方法可以获得良好的抗干扰性能和目标检测性能。