对应用STAP技术的预警机的干扰研究

发布时间：2020-10-08 23:04

　　本文研究的是关于应用了空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing)技术的预警雷达的干扰方法。首先介绍了空时自适应处理技术的主要作用,是为解决机载雷达下视工作时杂波严重干扰这一难题。通过搭建预警雷达模型——相控阵脉冲多普勒雷达,详细说明了预警雷达的工作原理以及杂波的危害性。接着阐述了空时自适应处理算法的基本原理,空时自适应处理算法的基本思想是信息处理模块同时处理空间和时间两维数据,进行杂波抑制以提取目标信息。其中,空间数据来源于N个阵元,时间数据来源于相干处理时间内的M个脉冲。N个阵元、M个脉冲和L个距离门的数据就构成了三维数据立方体。当运动目标确定时,理论上可以方便得计算出空时二维滤波器的最佳权值,然后得到滤波输出功率。通过构建理想空时自适应处理滤波器模型----全维空时自适应滤波器,详细论述了空时自适应处理算法基本原理,并指出空时自适应处理的局限性----计算量大、需要从复杂环境中获得足够多的与待检测样本数据独立同分布(IID)的训练样本。全维空时自适应滤波器性能最佳,是研究对空时自适应处理技术的干扰的理想模型。随后,对空时自适应处理的干扰可行性以及干扰技术进行了综述。本文使用到的干扰技术有数字射频存储技术以及直接数字合成技术。数字射频存储技术作用是将截获的雷达射频脉冲信号保存一定的时间,需要的时候,再恢复出来;直接数字合成技术的优势是能够产生任意想要的波形信号,是电子对抗设备发生干扰信号的关键技术。随后,采用传统的干扰方法对空时自适应处理进行干扰研究,主要有噪声压制干扰、假目标欺骗干扰两大类。噪声压制干扰是通过对直接数字合成器信号实施噪声混频,产生窄带噪声干扰;假目标欺骗干扰是通过DRFM技术来实现的,文中采用的假目标技术分别是直接射频噪声干扰、延迟转发干扰、前沿复制循环转发干扰、随机移频转发干扰,然后分别对各干扰方法性能进行评估分析。最后针对空时自适应处理噪声压制干扰功率利用率低的问题,本文提出了一种改进的干扰方法——卷积噪声干扰。首先对这种方法的可行性进行分析,然后论述其工作基本原理,最后通过实验对其干扰效果进行评估。评估结果显示卷积噪声干扰技术能够完全欺骗雷达空时自适应处理系统,能够获得完整的的增益,可以彻底实现在预定的位置上生成假目标,并且也能够对目标信号产生很好的压制效果。
【学位单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TN974
【部分图文】：

机载雷达,几何模型,匀速直线运动,俯视图

av匀速直线运动如图2.1 所示：图 2.1 (a) 机载雷达下视工作几何模型图 2.1 (b) 俯视图Figure 2.1 (a) the geometry model of airborne radar under the workFigure 2.1 (b) top view

接收阵,元组

与为方位角和俯仰角，为锥角; 方向上的方向矢量表示为 k ( ) k ( , ) cos sin x cos cos y sin z (2.1x ,y ,z 为直角坐标系的单位矢量，设天线方向用阵元间距矢量d 表示，则第 n个位置可表示为 nr nd (2.2本文只考虑天线水平放置这一情况,即 d dx，并假设天线阵元是理想的，阵元射方向图用f ( , )表示，天线发射发向图为( , )tG 。雷达以一个固定的脉冲重复率(Pulse Repetition Frequency， PRF )rf 发射由 M 个脉冲组成的脉冲序列；1r f表示脉冲重复间隔(PRI )；发射机载频为00f c ；c为电磁波传波速度。接脉冲回波的处理时间间隔通常称为CPI ；一个CPI 长度等于rMT 。每个天线单元后一个下变频模块、匹配滤波模块、A/D转换器。如图 2.2所示：

距离门,匹配滤波

有一个下变频模块、匹配滤波模块、A/D转换器。如图 2.2所示：图 2.2 第 n 个接收阵元组成部分Figure 2.2 the nth receiver array yuan component在进行空时自适应处理之前需要进行信号预处理，主要包括数字下变频，匹配滤，和 A/D 采样。匹配滤波器的边带等于发射脉冲的边带，作用是对每一个脉冲回信号都进行匹配滤波，使在观察距离门上的输出信号的信噪比(Signal to Noise RatioR)最大。之后，使用模数转换器将经过匹配滤波处理的模拟信号转化为数字信，然后传给后续信号处理模块进行空时自适应处理处理。假设在一个 PRI内，接收需要对回波信号进行 L次距离采样。如图 2.3所示：

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