本发明涉及雷达信号干扰,具体为用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法及装置。
背景技术:
1、逆合成孔径雷达(inverse的模拟诱饵情况synthetic的模拟诱饵情况aperture的模拟诱饵情况radar,的模拟诱饵情况isar)技术作为一种高分辨率成像雷达技术,已在军事和民用领域得到广泛应用;isar通过分析目标在不同时间点的雷达回波信号,利用目标的旋转或运动特性,实现对目标的高精度二维或三维成像,然而,随着isar技术的不断发展,其对抗技术也日益受到重视;相参干扰技术作为对抗isar成像的有效手段之一,其核心在于通过模拟目标的雷达回波信号,破坏敌方isar的成像过程,从而达到隐身或欺骗的目的;
2、现有相参干扰技术虽然在一定程度上能够干扰isar的成像,但仍存在以下若干不足:
3、首先,传统的相参干扰方法依赖于对敌方雷达信号的精确截获和分析,这在实际操作中存在较大的技术难度和不确定性,其次,现有技术在信号调制和干扰策略上缺乏灵活性和自适应性,难以应对复杂多变的战场环境和敌方雷达系统的动态调整;
4、此外,传统干扰方法在干扰信号的生成和发射过程中,往往忽视了对干扰信号特性的精细控制,导致干扰效果不佳;
5、如何开发一种新型诱饵,该诱饵能够实施对逆合成孔径雷达图像进行破坏的相参干扰方法,具体通过接收并分析敌方雷达波,通过射频存储、延迟转发及调制技术,有效地干扰并破坏敌方雷达的成像能力,并通过电磁波干扰和误导,防止敌方精确识别和跟踪导弹弹头,从而显著提高了导弹的打击成功率和生存能力,并通过降低信噪比和模糊敌方成像,是当下需要改进的方向;
6、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法及装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,具体步骤包括:
4、步骤s1、在待干扰雷达的电磁波覆盖区域释放若干组模拟诱饵,模拟诱饵截获待干扰雷达发射的电磁波信号后进行信号分析,以获得待干扰雷达的电磁波特征数据,并将该数据进行存储,所述电磁波特征数据包括电磁波信号的工作频率和脉冲宽度;
5、步骤s2、获取存储截获的电磁波特征数据并依次进行相位调制和辅助调制,之后任选一个模拟诱饵的天线阵列作为参考阵列,采集所有模拟诱饵的天线阵列相对于参考阵列的相对指数,所述相对指数包括相对位置、相对相位和相对幅度数据;
6、步骤s3、对所有模拟诱饵的相对指数使用自适应波束成形算法进行分析和处理,以生成用于调整模拟诱饵天线阵列发射参数的第一调整策略,同时,对电磁波特征数据进行分析处理,生成干扰噪声信号;
7、步骤s4、采集模拟诱饵的自身特征参数并进行分析和处理,生成用于对第一调整策略进行动态调整的动态评价指数,该动态评价指数能够以动态调整方式生成各个模拟诱饵的最终发射参数,所述自身特征参数包括模拟诱饵的物理位置、相对距离、反射系数、发射功率、频率特征和调制参数;
8、步骤s5、模拟诱饵依据最终发射参数生成调制信号,并在经过特定时间长度延迟后,模拟诱饵向待干扰雷达同步发射基于干扰噪声信号和调制信号生成的电磁波。
9、进一步地,定义所述动态评价指数为edynamic,计算公式如下:
10、
11、参数解释如下,edynamic为动态评价指数;αi′是第i′项参数的权重,共有n′个参数;
12、fi′(rdecoy,δr,γ,pdecoy,fdecoy,mdecoy)是第i′个参数的复杂求和函数;β是调节指数函数的陡峭度的参数,
13、pdecoy是模拟诱饵的发射功率;p0是发射功率的基准值,e为自然常数;γ是归一化函数的调节参数;
14、gj(rdecoy,δr,γ,pdecoy,fdecoy,mdecoy)是第j个参数的复杂信息过滤函数,共有m个参数;
15、对于复杂求和函数fi′:
16、
17、对于复杂信息过滤函数gj:
18、
19、参数解释为,rdecoy[k]表示模拟诱饵的位置向量rdecoy的第k个元素,其元素代表了诱饵在空间中的位置坐标;
20、δr[k]表示位置变化向量δr的第k个元素,代表了位置的相对变化;表示模拟诱饵发射功率pdecoy的平方根;
21、log(fdecoy·mdecoy[k])表示对fdecoy和mdecoy[k]的乘积取对数;mdecoy[k]代表模拟诱饵调制参数的第k个元素;
22、αi′k表示第i个参数的第k个子参数的权重;δr[l]表示位置变化向量δr的第l个元素;
23、表示fdecoy和mdecoy[l]的乘积的平方的负数次方,即指数衰减函数;
24、αjl表示第j个参数的第l个子参数的权重;
25、获取动态评价指数edynamic,以调整天线阵列的权重向量w,并得到以下最优权重向量wopt:
26、
27、并设定动态评价指数值域取值范围为edynamic∈[0,10];
28、当edynamic越接近0时,表示模拟诱饵参数对波束成形的影响越小,最优权重向量调整量越小;
29、当edynamic越接近10时,表示模拟诱饵参数对波束成形影响越大,最优权重向量调整量越大。
30、进一步地,将edynamic∈[0,10]划分为以下各区间,并针对各区间进行判断标准和规则,以及交互规则描述;
31、区间1,edynamic∈[0,2);在此区间内,模拟诱饵参数对波束成形的影响极小;发射功率pdecoy低于5dbm,相对距离δr超过50米,导致干扰信号微弱;
32、技术效果上,天线阵列的调整需求较低,保持现有配置;设定该区间的edynamic阈值为1,并进行判断,当edynamic小于1时,不需要调整;当edynamic在1至2之间时,进行微调;参数变化对edynamic的影响较小;动态指数调整规则如以下公式:
33、δedynamic=0.1·δpdecoy+0.05·δfdecoy+0.02·δγ
34、参数解释,δedynamic是动态评价指数的变化;δpdecoy是发射功率的变化量;δfdecoy是频率特征的变化量;δγ是反射系数的变化量;
35、区间2,edynamic∈[2,5),在此区间内,模拟诱饵参数对波束成形有10%至25%影响;发射功率pdecoy在5到10dbm之间,相对距离δr在20到50米;设定edynamic阈值为3.5,对干扰强度进行动态判断和调整;当edynamic小于3.5时,进行15%以内的参数调整;当edynamic在3.5至5之间时,进行35%以内的显著调整;此区间参数变化对edynamic的影响较明显;
36、动态指数调整规则表达式如下:
37、δedynamic=0.15·δpdecoy+0.10·δfdecoy+0.05·δγ
38、参数解释,δedynamic是动态评价指数的变化;δpdecoy是发射功率的变化量;δfdecoy是频率特征的变化量;δγ是反射系数的变化量;
39、区间3,edynamic∈[5,7),此区间表示模拟诱饵参数对波束成形影响较大,影响占比在25%之上;发射功率pdecoy在10到15dbm之间,相对距离δr在10到20米;设定edynamic阈值为6,并对干扰强度进行动态判断和调整;当edynamic小于6时,进行30%以内的调整;当edynamic在6至7之间时,进行30%之上的调整;各参数变化对edynamic的影响显著;
40、动态指数调整规则表达式如下:
41、δedynamic=0.2·δpdecoy+0.15·δfdecoy+0.1·δγ
42、参数解释:δedynamic是动态评价指数的变化;δpdecoy是发射功率的变化量;δfdecoy是频率特征的变化量;δγ是反射系数的变化量;
43、区间4,edynamic∈[7,10],此区间表示模拟诱饵参数对波束成形影响极大;影响占比在65%之上;发射功率pdecoy超过15dbm,相对距离δr在0到10米之间;设定edynamic阈值为8.5,对干扰强度进行动态判断和最大调整;当edynamic小于8.5时,进行全面调整;当edynamic大于等于8.5时,进行最大幅度调整;参数变化对edynamic的影响极大;
44、动态指数调整规则表达式如下:
45、δedynamic=0.25·δpdecoy+0.20·δfdecoy+0.15·δγ
46、参数解释,δedynamic是动态评价指数的变化;δpdecoy是发射功率的变化量;δfdecoy是频率特征的变化量;δγ是反射系数的变化量。
47、一种用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰装置,所述装置用于执行所述的用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,包括:
48、数据截获模块:用于在待干扰雷达的电磁波覆盖区域释放若干组模拟诱饵,模拟诱饵截获待干扰雷达发射的电磁波信号后进行信号分析,以获得待干扰雷达的电磁波特征数据,并将该数据进行存储,所述电磁波特征数据包括电磁波信号的工作频率和脉冲宽度;
49、数据调制干扰模块:用于获取存储截获的电磁波特征数据并依次进行相位调制和辅助调制,之后任选一个模拟诱饵的天线阵列作为参考阵列,采集所有模拟诱饵的天线阵列相对于参考阵列的相对指数,所述相对指数包括相对位置、相对相位和相对幅度数据;
50、自适应调整模块:用于对所有模拟诱饵的相对指数使用自适应波束成形算法进行分析和处理,以生成用于调整模拟诱饵天线阵列发射参数的第一调整策略,同时,对电磁波特征数据进行分析处理,生成干扰噪声信号;
51、指数评价模块:用于采集模拟诱饵的自身特征参数并进行分析和处理,生成用于对第一调整策略进行动态调整的动态评价指数,该动态评价指数能够以动态调整方式生成各个模拟诱饵的最终发射参数,所述自身特征参数包括模拟诱饵的物理位置、相对距离、反射系数、发射功率、频率特征和调制参数;
52、发射模块:用于模拟诱饵依据最终发射参数生成调制信号,并在经过特定时间长度延迟后,模拟诱饵向待干扰雷达同步发射基于干扰噪声信号和调制信号生成的电磁波。
53、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
54、1、通过射频存储、延迟转发及调制技术,有效干扰并破坏敌方雷达成像能力,数据截获模块释放模拟诱饵,截获并存储敌方雷达电磁波特征,包括频率、工作频率、脉冲宽度;延迟转发改变信号时序特性,数据调制干扰模块通过相位调制pm和辅助调制,改变回波信号频率和相位;自适应调整模块优化干扰信号发射方向和特性,指数评价模块动态调整策略,干扰噪声信号降低信噪比,模糊敌方成像;
55、2、弹头释放的模拟诱饵具有两种工作模式,第一种是噪声工作模式,其通过生成噪声破坏图像,降低信噪比;第二种是调制模式,其通过模拟诱饵接收并分析敌方雷达波特征,利用光纤射频信号存储技术存储信号,调制放大后转发,进一步通过自适应调整模块优化干扰信号发射方向和特性,使用指数评价模块动态调整策略,提高对弹头成像模糊处理的效果,这一策略通过电磁波干扰和误导,防止敌方精确识别和跟踪导弹弹头,显著提高导弹打击成功率和生存能力。
1.用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,其特征在于,具体步骤包括:
2.根据权利要求1所述的用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,其特征在于:所述模拟诱饵通过预置的天线阵列实现接收和发送电磁波的功能;且该模拟诱饵通过预置的射频存储器来对敌方雷达电磁波进行存储;
3.根据权利要求2所述的用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,其特征在于:所述采集模拟诱饵的自身特征参数并进行分析和处理,生成用于对第一调整策略进行动态调整的动态评价指数,该动态评价指数能够以动态调整方式生成各个模拟诱饵的最终发射参数,所述自身特征参数包括模拟诱饵的物理位置、相对距离、反射系数、发射功率、频率特征和调制参数,具体包括以下内容:
5.根据权利要求4所述的用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,其特征在于:将edynamic∈[0,10]划分为以下各区间,并针对各区间进行判断标准和规则,以及交互规则描述;
6.根据权利要求5所述的用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,其特征在于:
7.一种用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰装置,其特征在于:所述装置用于执行权利要求1-6任意一项所述的用于逆合成孔径雷达图像破坏的相参干扰方法,包括: