[發明專利]一種譜共存下的抗距離欺騙干擾波形設計方法

有效

• 申請號: 202110330652.1
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113075625B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 余顯祥;卜祎;林瑜;邱慧;方學立;張雷;王睿甲;張立東;崔國龍;孔令講
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種譜共存下的抗距離欺騙干擾波形設計方法，包括認知雷達模式獲取先驗信息，建立優化問題模型，求解優化問題并得到優化的波形，根據雷達參數發射優化波形并對回波進行處理。在優化問題建模階段，在已知干擾具體調制類型的基礎上，考慮脈內調制波形集，設計準則為降低雷達波形集的加權自相關積分旁瓣電平和加權互相關積分電平。為了保證功率放大器工作在飽和狀態，且考慮到數字信號發生器有限相位數量，對設計的波形增加恒模約束和離散相位約束條件，建立優化問題模型。在波形優化設計階段，針對建立的四次優化問題用非精確的交替方向懲罰法進行求解，得到的波形能夠在保證頻譜共存的同時抑制距離欺騙干擾，提升雷達探測性能。

技術領域

本發明屬于雷達抗干擾技術領域，特別涉及了波形設計和干擾抑制技術。

背景技術

現代電子戰中，由于雷達對抗技術的不斷進步和頻譜資源日漸匱乏，不同形式的干擾已經嚴重阻礙了雷達對目標的正常檢測，而千方百計提高雷達的抗干擾性能已成為雷達設計者所面臨的嚴峻任務。

對于距離欺騙干擾而言，干擾機通過截獲復制雷達發射信號并轉發給雷達接收機，導致雷達匹配濾波檢測后出現很多虛假目標。同時，隨著軍民用無線通信、遙感探測等電磁設備的日益增多，雷達探測環境中的電磁頻譜越來越擁擠，這使得雷達還面臨著系統之間互擾的問題，且這類干擾不僅來源于敵方，友方甚至己方的電磁設備也會對雷達產生一定的干擾。因此，為保證雷達在出現距離欺騙干擾與頻譜互擾的環境下能夠對目標進行正確檢測和跟蹤，提高雷達系統在譜共存下的抗干擾能力具有重要的理論價值和實際意義。

目前傳統雷達關于抗干擾的研究都是針對信號處理方法展開的，然而在認知雷達模式下，根據已知的先驗信息進行波形設計可以有效地抑制干擾。波形捷變技術是一種利用波形編碼、脈寬、功率、頻譜分布等自由度實時優化設計與當前探測環境相匹配的波形的技術。由于在有源欺騙干擾的產生過程中干擾機存在轉發時延，這使得波形捷變技術成為了雷達對抗有源欺騙干擾的有效措施之一，同時通過對波形的頻譜在干擾所在的頻段內進行約束，可以有效地實現頻譜共存。但是對于雷達發射系統而言，數字信號發生器可用的相位數量有限，如果設計的波形不考慮有限相位的約束，則會發生性能損失，尤其是在相位數量較少時。

發明內容

為了抑制距離欺騙干擾同時保證頻譜兼容，實現雷達對目標的探測和跟蹤，本發明提供了一種譜共存下抗距離欺騙干擾的波形設計方法。

本發明的技術方案為：一種譜共存下的抗距離欺騙干擾波形設計方法，包括以下步驟：

步驟1：根據認知雷達模式獲取先驗信息：

所述的先驗信息具體為：波形集內的波形個數M，波形的子碼片個數N，M個波形的矩陣S＝[s₁ s₂…s_M]，其中，第m個波形為φ_m(n)表示第m個波形的第n個子碼片的相位，(·)^T表示轉置操作；

雷達波形的H個阻帶范圍以及發射信號在阻帶內所能接收的最大能量E_I，其中，f₁^h和f₂^h分別表示第h個干擾頻帶的上下界歸一化頻率，h個頻帶對雷達的影響系數離散相位個數L；

步驟2：建立優化問題模型：

步驟21：建立波形集的自相關加權積分旁瓣電平和加權互相關積分旁瓣電平f(s)：

其中，(·)^H表示共軛轉置操作，J_k為偏移矩陣且k＝0,1,...N-1，|·|為求模運算，I_(N-k)表示(N-k)×(N-k)維的單位矩陣，s＝vec(S)，vec(S)為將矩陣按列排成向量的操作，和分別為自相關函數和互相關函數的控制權值；

步驟22：對發射信號的頻譜能量進行約束：