[發明專利]基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計方法

有效

• 申請號: 201711082783.2
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN108008361B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 時晨光;汪飛;李海林;周建江
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/38
• 分類號: G01S7/38
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開了一種基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計方法，首先在機載電子干擾系統與分布式MIMO雷達進行電子對抗的情況下，根據先驗知識，獲取目標相對于分布式MIMO雷達的頻率響應、雷達發射信號及接收機噪聲功率譜；然后，以最小化機載電子干擾系統總發射功率為目標，建立基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計模型，通過拉格朗日乘數法對模型進行求解；經二分法迭代計算，選取機載電子干擾系統總發射功率最小的干擾波形作為最優解，即可得到符合約束條件的最小干擾總功率。本發明所達到的有益效果：本方法不僅保證了對分布式MIMO雷達系統的干擾性能，而且有效提升了機載電子干擾系統的射頻隱身性能。

技術領域

本發明涉及一種基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計方法，屬于雷達干擾波形設計技術領域。

背景技術

分布式MIMO雷達系統是一個由多部發射天線和多部接收天線組成并相互協作、緊密關聯的有機整體，實現時域、頻域和空域的協同工作，完成對目標的偵察探測、情報收集、識別跟蹤、干擾壓制、火力引導等功能。同一視場中的目標可被多部發射天線和接收天線探測。為了阻止分布式MIMO雷達對目標的探測跟蹤，僅干擾系統中的部分雷達接收機是不夠的，必須對所有雷達接收機進行有效干擾才能掩護突防目標。而機載電子干擾系統的干擾資源往往是有限的，為達到最佳干擾效果，需要對干擾發射波形進行合理設計。

常用的雷達干擾波形設計主要有兩種準則：一是最小化信干噪比(Signal toInterference plus Noise Ratio，SINR)，以降低雷達系統的目標檢測性能；二是最小化雷達接收回波與目標沖激響應之間的互信息(Mutual Information，MI)，從而降低雷達系統的目標參數估計性能。

然而，日益先進的無源探測系統能夠通過截獲并處理電子干擾機發射的射頻信號對其進行精確的探測、定位、分選和識別，對己方機載電子干擾系統的戰場生存能力構成嚴重威脅。射頻隱身技術通過控制有源輻射系統的輻射能量、波形參數等方法，可顯著降低有源輻射系統被敵方無源探測系統截獲、發現、分選、識別，以及被反輻射導彈攻擊的概率，從而提高其自身及其搭載平臺的戰場生存力和突防能力。

目前，對射頻隱身技術的研究主要集中在雷達與通信系統領域，而針對分布式MIMO雷達的有源壓制性干擾則未見公開報道。現有的關于有源壓制性干擾的研究主要以干擾效能最大化為目標，但增大干擾系統發射功率的同時也增加了敵方無源探測系統對干擾信號的截獲概率，從而大大降低了干擾系統的射頻隱身性能。因此，需要研究基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計問題。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計方法，能夠通過干擾波形優化設計，最小化機載電子干擾系統的總發射功率，提升其射頻隱身性能。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計方法，其特征是，包括如下步驟：

1)根據先驗知識，確立目標頻率響應、MIMO雷達發射信號和雷達接收機噪聲功率譜，并確定干擾系統的輻射參數與干擾性能MI門限參數；

2)以最小化機載電子干擾系統總發射功率為目標，在滿足一定干擾性能的條件下，建立基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計模型；

3)通過拉格朗日乘數法對模型進行求解，在滿足干擾性能門限δ_MI的最小干擾總功率的情況下，確定拉格朗日乘子的最優解；

4)將步驟3)得到的最優解代入卡羅需-庫恩-塔克條件的必要條件獲取分布式MIMO雷達的最佳干擾發射波形，從而形成分布式MIMO雷達干擾波形設計方案。

前述的一種基于射頻隱身的分布式MIMO雷達干擾波形設計方法，其特征是，所述步驟1)具體內容為：