[发明专利]警戒雷达抗同型干扰方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达与电子对抗技术领域，尤其涉及一种基于克隆选择的警戒雷达抗同型干扰方法。

背景技术

干扰与抗干扰问题自雷达诞生之日起就是雷达与电子对抗技术领域最为重要的课题之一，相关的技术一直伴随着雷达自身的发展而发展。现代空间电磁环境错综复杂、瞬息万变，雷达面对的干扰源和干扰类型也日趋多样，其中同型雷达相互间干扰(简称为同型干扰)是较为严重的一种。同型干扰是多部同类型雷达在近距离内同时工作带来的相互间干扰。雷达是通过发射一定形式的电磁波、接收目标回波来工作的，当多部雷达在近距离内同时工作、发射波形参数相同或者近似的电磁波时，一部雷达发射的电磁波会被周围雷达接收，同时也会接收到周围雷达发射的电磁波，这些电磁波的强度可能大于甚至远远大于目标回波的强度，掩盖甚至完全淹没目标，从而形成严重的同型干扰。同型干扰分为同步干扰和异步干扰，在雷达显示画面上，前者表现为同心圆，后者表现为螺旋线，这些干扰可使雷达发现和跟踪目标的能力大大降低乃至完全失效。特别是在舰艇编队中，由于同型舰艇往往配备同型雷达，并且舰艇之间通常相距较近，同型干扰尤为常见，一般来说编队规模越大，同型雷达数量越多，同型干扰越严重。

为使多部同型雷达能够在近距离内同时正常工作，必须设法尽可能地减小同型干扰。几十年来，各种抗同型干扰方法在国内外雷达与电子对抗技术领域的专著中不断被提出和改进。国内南京船舶雷达研究所、海军大连舰艇学院等单位开展了相关研究，较有代表性的如陈正禄等于2006年、2008年、2009年在《雷达与对抗》期刊上发表的文章。目前，较为成熟、应用较多的抑制或消除同型干扰的办法大都可以概括为以下两类：

1)不同雷达采用不同波形参数，在接收机中配合采用相应的信号处理技术，实现抑制干扰、增强目标。这些技术通常关注的波形参数有雷达工作频率(载频)、脉冲重复频率(重频)、调频斜率(对于线性调频信号)等。例如，若不同雷达采用不同载频，则接收机采用相应的带通滤波；若不同雷达采用不同重频，则接收机采用相应的相关积累；若不同雷达采用不同调频斜率，则接收机采用相应的匹配滤波。

2)各部雷达采用时分或空分方式协同工作，从源头上减少干扰的产生。这类办法通常着眼于同时、近距、天线相互指向等造成强干扰的关键因素，有针对性地予以去除。例如，采用时分工作方式，即各部雷达根据一定的顺序规则依次工作，保证任一时刻只有一部雷达处于工作状态；采用空分工作方式，即增大各部雷达之间的相互距离、减小干扰强度，或者使用低副瓣天线(或应用抑制天线副瓣的信号处理技术)、通过空间分集避免天线主瓣对指。

上述措施作为雷达抗同型干扰方法、特别是对于舰艇编队雷达抗同型干扰来说或多或少都存在问题。错开载频结合带通滤波可以消除或减少进入接收机的干扰能量，但是很大程度上限制了雷达性能的发挥，同时需要占用较多的频谱资源，并且由于实际滤波器非理想、系统非线性等因素，干扰很难彻底滤除；错开重频结合相关积累可以先将同步干扰变为异步干扰，再进一步通过方位向反异步处理消除异步干扰，但是这种处理影响到系统相参积累，将导致系统信噪比和雷达探测概率的下降；不同雷达采用不同的调制编码方式或参数，如线性调频下采用不同的调频斜率等，一般都涉及比较复杂的技术，需要重新设计装备或对现役装备进行较大的技术改造；错开各部雷达的工作时间或拉开各部雷达的相互距离均与雷达协同、组网工作的战术要求相悖，大大降低系统效能，这些措施实际上是在回避问题而没有解决问题；使用低副瓣天线(或应用抑制天线副瓣的信号处理技术)，通过空间分集避免天线主瓣对指，需要各部雷达接受统一调度，即失去工作的独立性，同时也需要重新设计天线，不适合现役雷达。

现役雷达通常都具备多套可选的参数配置，如多个工作频点，上述抗同型干扰方法一般都要限制特定雷达只能在其中的特定范围内选择，这使得每部雷达的性能都得不到充分发挥，特别是参数捷变体制的雷达(如频率捷变雷达)工作时需要在各套参数配置间捷变，限制越严则其性能损失越大。为充分发挥每部雷达的性能，应允许每部雷达独立工作，并且能够充分利用各套可选的参数配置。只要各部雷达在选用各套参数配置时尽量避开形成强同型干扰的条件，即可实现抗同型干扰同时不降低每部雷达性能的目标。因此，需要为各部雷达设计最优的工作序列，即选用各套参数配置的次序表，使得平均同型干扰最小。文献检索表明，目前国内外关于这个问题还没有专门的论述，特别是当系统中雷达数量和可选参数配置数目较多时，上述问题的解空间很大，目前还没有提出有效的计算方法，如果直接进行全局的搜索，计算效率非常低。