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【期刊】脉间-脉内捷变频雷达抗间歇采样干扰(视频)| 雷达学报

蔻享学术 2022-09-26

以下文章来源于雷达学报 ,作者刘智星,杜思予




背景介绍




间歇采样干扰可以在一个脉冲内对雷达信号进行多次采样和转发,利用脉压雷达的匹配滤波特性,干扰可以获得部分处理增益并形成逼真的相参假目标串,在时域、频域覆盖真实目标,给雷达系统造成了严重的威胁。

频率捷变通常是指雷达在脉冲间或脉组间改变雷达载频的能力,它能使雷达的载频以随机或伪随机的方式在较宽的频带内做较大范围的捷变,是频域对抗最有效的措施之一。通过载频在宽频带内快速跳变,使雷达能够“主动”规避干扰覆盖频段,难以被干扰机截获,可有效对抗窄带瞄准式干扰和距离前拖式干扰等。然而,间歇采样干扰能够在脉冲内对雷达信号进行多次采样和转发,使得脉间/脉组频率捷变抗干扰方法失效。因此,对于间歇采样干扰,则需采用脉内频率捷变,基于子脉冲交替掩护的思想,来增强间歇采样转发干扰和目标信号的区分度,从波形设计角度避免干扰和目标多域重叠,有效提升雷达的抗干扰能力。




团队工作


面向国家重大需求,西安电子科技大学全英汇教授团队长期致力于敏捷雷达电磁对抗、复杂电磁环境感知等技术的研究。

在抗间歇采样干扰方面,课题组利用脉间-脉内捷变频波形的“主动”抗干扰优势,来增强干扰和目标信号的区分度,并提出了一种基于分数阶傅里叶变换的并行干扰抑制方法。首先在时域对被干扰的子脉冲进行提取,并将提取到的信号进行切片处理,然后在分数阶傅里叶域利用窄带滤波器组对干扰进行抑制。最后,构造匹配滤波器组进行分段脉冲压缩实现子脉冲积累。该方法可以有效对抗典型的间歇采样转发干扰样式,在高干信比条件下依然具有良好的抗干扰性能,极大提升了雷达的抗干扰能力。

该工作已发表在《雷达学报》网络优先出版的论文“脉间-脉内捷变‍频雷达抗间歇采样干扰方法”(刘智星,杜思予,吴耀君,沙明辉,邢孟道,全英汇*)。




论文介绍




根据间歇采样转发干扰时域不连续特点,基于子脉冲交替掩护的思想,该文首先构建了脉间-脉内捷变频雷达信号模型。如图1所示,当干扰机对前一个子脉冲进行转发时,由于脉内频率的跳变,转发的干扰信号与同时段的雷达回波信号的区分度增强,显著降低了干扰信号对雷达回波信号的影响,并为后续的干扰抑制提供了便利。

图 1 脉间-脉内捷变频雷达信号模型

在波形设计的基础上,该文综合考虑子脉冲频率捷变特点、间歇采样转发式干扰非连续特性以及LFM信号分数阶傅里叶域频谱聚集特征,提出了一种基于FrFT的间歇采样转发干扰抑制方法。如图2所示,在干扰抑制时,首先对被干扰的信号段进行提取,并以子脉冲宽度为单元对其进行切片,分散干扰能量的同时,使每个切片中尽可能只保留一个完整的子脉冲。然后对每个切片进行分数阶傅里叶变换,并在分数阶傅里叶域通过窄带滤波器提取目标回波信号。最后通过逆分数阶傅里叶恢复出时域信号。



图2 分数阶傅里叶域干扰抑制流程图

在典型的间歇采样干扰场景下,该文对所提的脉间-脉内捷变频雷达抗间歇采样干扰方法进行了仿真验证。


图3 间歇采样直接转发干扰抑制前后对比图

图4 间歇采样重复转发干扰抑制前后对比图

图5 间歇采样直接转发干扰+间歇采样重复转发干扰抑制前后对比图



作者介绍




刘智星,男,博士研究生,主要研究方向为捷变相参雷达信号处理及其抗干扰。
杜思予,女,硕士研究生,主要研究方向为雷达波形优化及抗干扰。
吴耀君,男,博士研究生,副研究员,主要研究方向为捷变雷达抗干扰、雷达目标特性识别、新体制雷达。

全英汇,男,博士,教授,主要研究方向为敏捷雷达、雷达遥感等。



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