[發明專利]基于TCH分解的STAP雷達分布式干擾信號產生方法

有效

• 申請號: 202110382562.7
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113126039B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 劉高高;王釗;楊文博;鮑丹;蔡晶晶;武斌;秦國棟;李鵬
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/38
• 分類號: G01S7/38
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于TCH分解的STAP雷達分布式干擾信號生成方法，其特征在于，根據干擾機截獲的STAP雷達參數信息判定雷達的威脅等級；根據不同的威脅等級構建的目標函數集合，利用切比雪夫TCH的分解算法對種群中各組初始干擾信號生成解的最優解；該方法的具體步驟包括如下：

(1)獲取雷達參數信息：

在STAP雷達的總數不多于三部且干擾機的總數大于STAP雷達的總數的“多對多”干擾場景中，每個干擾機從接收的每部STAP雷達的信號序列中提取其脈沖信號的帶寬、載波頻率和發射功率；

(2)判定雷達威脅等級：

(2a)將每部STAP雷達發射功率的權重設置為a，載波頻率和帶寬的權重分別為b和c，其中a，b，c分別是取值范圍在(0,1)之間的數值；

(2b)對每部STAP雷達的帶寬、載波頻率和發射功率求加權和；

(2c)利用公式，計算每部STAP雷達的威脅等級值，威脅等級值越大對應雷達的威脅等級越高；其中，ω_i表示第i部STAP雷達的威脅等級值，S_i表示第i部STAP雷達的帶寬、載波頻率和發射功率的加權和，N表示干擾機接收回波信號的所有STAP雷達的總數，因為TCH分解算法適用于目標較少的場景，N的取值范圍為N≤3；

(3)設置約束條件：

設置目標函數集合的約束條件為，每個干擾機的歸一化干擾功率之和均為1；

(4)構建目標函數：

(4a)構建與每個STAP雷達威脅等級值對應的目標函數如下：

f_i(x)＝ω_i·(a_1ip_1i+a_2ip_2i+…+a_jip_ji…+a_Mip_Mi)

其中，f_i(x)表示第i部STAP雷達威脅等級值的對應的干擾目標函數，x表示待優化變量，ω_i表示第i部STAP雷達的威脅等級值，a_1i表示第1部干擾機對第i部STAP雷達的空時干擾因子，a_2i表示第2部干擾機對第i部STAP雷達的空時干擾因子，a_ji表示第j部干擾機對第i部STAP雷達的空時干擾因子，a_Mi表示第M部干擾機對第i部STAP雷達的空時干擾因子；p_1i表示第1部干擾機對第i部STAP雷達的歸一化干擾功率，p_2i表示第2部干擾機對第i部STAP雷達的歸一化干擾功率，p_ji表示第j部干擾機對第i部STAP雷達的歸一化干擾功率，p_Mi表示第M部干擾機對第i部STAP雷達的歸一化干擾功率；

(4b)將所有的目標函數組成一個目標函數集合；

(5)利用TCH分解算法求解最優解；

(5a)設置種群規模大小為K，K＞200，產生滿足目標函數集合的約束條件的K組初始干擾信號生成解，將該生成解作為滿足約束條件的初始種群；

(5b)利用TCH分解算法，求解種群中各組初始干擾信號生成解的最優解；

(6)生成最優分布式干擾信號：

將每個種群最優解中包含的干擾功率分配方案的分布式干擾信號作為在“多對多”干擾場景中針對STAP雷達進行干擾的每個干擾機的發射信號。

2.根據權利要求1所述的基于TCH分解STAP雷達分布式干擾信號生成方法，其特征在于，步驟(5b)中所述的TCH分解算法的步驟如下：

第一步，計算每組干擾信號生成解與其鄰域內各干擾信號生成解之間的歐式距離，將所有歐式距離中最小的歐式距離對應的解作為該干擾信號生成解的相鄰向量，將所有相鄰向量組成相鄰向量索引集合；

第二步，從相鄰向量索引集合中任意選擇兩個索引，利用基于標準遺傳算法對所選兩個索引相對應的干擾信號生成解進行交叉操作，得到中間個體；

第三步，對中間個體執行基于標準遺傳算法的變異操作，得到變異后的個體；

第四步，設置一組干擾生成參考解σ＝(σ₁,σ₂,…,σ_w…,σ_N)^T；當σ_w＜f_w(y^*)時，則將變異后的個體y^*代入到目標函數值f_w(y^*)中，得到更新后的干擾生成參考解；其中，σ_N表示對第N個STAP雷達的干擾生成參考解，T表示轉置操作,因為TCH分解算法適用于目標較少的場景，N的取值與STAP雷達的總數相等，其取值范圍為N≤3；

第五步，如果TCH分解公式g^tch(y^*|η^w,σ)≤g^tch(x^w|η^w,σ)成立，則判定y^*優于相鄰向量索引集合中的任何一個干擾信號生成解x^w，則用y^*替代x^w，得到更新后的干擾信號生成解，其中，g^tch(·)表示切比雪夫分解的操作，η^w表示對第w個STAP雷達的初始干擾信號生成解；

第六步，若目標函數集合F(y^*)中的每一個值均優于F(x^k)中的每一個值：則判定F(x^k)受F(y^*)支配，從種群最優解集中剔除F(x^k)；否則，將F(y^*)加入到種群最優解集中；k表示種群索引序號，k＝1,...,K，K表示種群規模大小，F(y^*)表示受變異后的個體y^*代入目標函數集合得到的一組函數值；

第七步，重復執行第一至第六步直到種群中所有初始干擾信號生成解都得到最優解。