[發(fā)明專利]提高雷達(dá)低截獲性能的功率控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010010759.3
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111142076B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昊飛;黃秀瓊;李明兵;王亞濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所(中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所)
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S7/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 羅強

本發(fā)明提出了一種提高雷達(dá)低截獲性能的功率控制方法，利用本發(fā)明可以在無需對現(xiàn)有雷達(dá)硬件做較大改動的同時有效降低無源探測設(shè)備對雷達(dá)信號的截獲性能。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：以雷達(dá)掃描周期為間隔控制雷達(dá)發(fā)射功率，首先在一個掃描周期內(nèi)增大雷達(dá)發(fā)射功率，針對搜索區(qū)域發(fā)射并不用于探測目標(biāo)的強信號，使無源探測設(shè)備的自動增益控制電路工作從而將接收機(jī)鏈路增益變小，降低無源探測設(shè)備的接收機(jī)靈敏度；然后在下一個掃描周期內(nèi)雷達(dá)根據(jù)探測任務(wù)性能需求發(fā)射探測信號，使雷達(dá)探測信號的功率與強信號的功率差異超過無源探測設(shè)備接收機(jī)的瞬時動態(tài)范圍，從而使無源探測設(shè)備難以截獲雷達(dá)輻射信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于降低雷達(dá)輻射信號被無源探測設(shè)備截獲概率的雷達(dá)功率控制方法。

背景技術(shù)

隨著無源探測技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)面臨的電子干擾軟殺傷以及反輻射導(dǎo)彈硬殺傷的威脅越來越大。雷達(dá)信號一旦被截獲，雷達(dá)就面臨下述兩個威脅：一方面，被無源或有源干擾設(shè)備所干擾，從而失去或削弱正常工作的能力；另一方面，被反輻射導(dǎo)彈(ARM)所攻擊或摧毀，從而使生存能力降至零。傳統(tǒng)雷達(dá)的輻射信號越來越容易被無源探測設(shè)備截獲，從而暴露雷達(dá)平臺的位置，使雷達(dá)平臺的生存受到嚴(yán)重的威脅，因此雷達(dá)需要采取措施來提高雷達(dá)的低截獲性能。當(dāng)雷達(dá)對目標(biāo)的探測距離超過無源探測設(shè)備對雷達(dá)信號的截獲距離時，該雷達(dá)系統(tǒng)可以稱為低截獲概率(LPI,Low?Probability?of?Intercept)雷達(dá)。LPI雷達(dá)是一種新體制雷達(dá)，它以極低的峰值功率探測空間，完成使命。由于輻射的峰值功率很低，極大地降低了被無源探測設(shè)備截獲的概率，可以在暴露前(隱蔽狀態(tài))探測、發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，完成使命。而實現(xiàn)低截獲概率雷達(dá)的低截獲性能需要綜合利用多種技術(shù)，往往需要幾種方法有機(jī)地結(jié)合，才能使低截獲雷達(dá)有最佳的性能。降低雷達(dá)被截獲概率的重要措施之一就是對雷達(dá)的輻射功率進(jìn)行控制，在保證雷達(dá)探測距離的前提下，采用盡可能低的雷達(dá)輻射功率。這種措施雖然可以使無源探測設(shè)備難以對雷達(dá)信號進(jìn)行截獲，但發(fā)射功率減少將影響雷達(dá)作用距離。

當(dāng)前，低截獲雷達(dá)采用的功率控制方法主要有兩大類：第一類功率控制方法是基于雷達(dá)與無源探測設(shè)備的相對位置來進(jìn)行雷達(dá)輻射功率的控制，雷達(dá)根據(jù)先驗信息或者通過雷達(dá)自身探測可以獲得雷達(dá)與目標(biāo)的相對位置，利用獲得的相對位置信息以及雷達(dá)天線反饋的參數(shù)可以控制雷達(dá)輻射功率使其與需要探測的目標(biāo)距離相匹配；另外一類功率控制方法是基于雷達(dá)接收到的目標(biāo)回波信號能量來進(jìn)行雷達(dá)輻射功率的控制，這種方法不依賴于目標(biāo)的位置信息，根據(jù)目標(biāo)回波信號強度來控制雷達(dá)輻射功率，使目標(biāo)回波信噪比剛好能滿足雷達(dá)任務(wù)性能要求。這兩種功率控制方法的基本原理都是根據(jù)當(dāng)前雷達(dá)對目標(biāo)的探測結(jié)果來調(diào)整雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)所需的最小功率，但是在實際場景下目標(biāo)通常存在角閃爍，目標(biāo)回波強度會發(fā)生起伏，從而使根據(jù)目標(biāo)探測結(jié)果來調(diào)整雷達(dá)發(fā)射功率的方法性能下降。

當(dāng)前典型無源探測設(shè)備的接收機(jī)一般采用圖5所示的信道化接收機(jī)體制，對進(jìn)入到接收機(jī)的信號首先利用一組帶通濾波器對偵收帶寬進(jìn)行頻段的劃分，不同頻段的信號分別進(jìn)入不同的信道，通過選擇合適的變頻本振對每個信道進(jìn)行變頻處理，并利用帶通濾波器進(jìn)行濾波處理使每個信道具有相同的中心頻率，經(jīng)過中頻放大以及ADC數(shù)字化采樣以后，進(jìn)行信號的檢測與參數(shù)測量，最后形成脈沖描述字(Pulse?Descriptor?Words,PDW)信息用于后續(xù)處理。影響無源探測設(shè)備檢測性能的指標(biāo)主要有接收機(jī)靈敏度和接收機(jī)動態(tài)范圍，接收機(jī)動態(tài)范圍是接收機(jī)不產(chǎn)生錯誤時所能正確檢測的最大信號功率與最小信號功率(靈敏度)之比，能夠衡量接收機(jī)所能適應(yīng)的信號功率范圍。對于進(jìn)入到接收機(jī)內(nèi)的信號，如果信號功率過強容易引起檢測電路的飽和，使得對信號的檢測性能下降，并且強信號輸入時接收機(jī)內(nèi)的非線性環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的寄生信號容易造成檢測錯誤，提高無源探測設(shè)備的虛警概率，也有可能遮蓋住同時到達(dá)的弱小信號，使無源探測設(shè)備的漏警概率增大；而當(dāng)進(jìn)入到接收機(jī)內(nèi)的信號功率過弱時會低于接收機(jī)靈敏度，從而淹沒在背景噪聲中無法被檢測到。為了擴(kuò)大無源探測設(shè)備接收機(jī)的動態(tài)范圍，需要在接收機(jī)中采用自動增益控制電路，根據(jù)進(jìn)入到接收機(jī)的信號功率的強弱來自動地控制接收機(jī)增益，使其在保證最大信號不飽和的同時盡可能地提高接收機(jī)靈敏度。