空域分段旁瓣对消对抗灵巧干扰的仿真
灵巧噪声干扰与自适应旁瓣对消对抗的仿真与分析
灵巧噪声干扰与自适应旁瓣对消对抗的仿真与分析JIN S，WANG Y W，LIU Q，et al.Analysis and Simulation of Smart Noise Jamming against Adapt Sidelobe Cancellation[J].72 - 76.DOI：10. 16311/j. audioe. 2021. 01. 018灵巧噪声干扰与自适应旁瓣对消对抗的仿真与分析朔，王玉文，刘 奇，姚昕彤飞行器集群智能感知与协同控制四川省重点实验室，（Adaptive Side-Lobe Canceling，ASLC）如脉冲复制转发干扰和卷积噪声干扰，处理后的几种不同的灵巧噪声干扰信号的干扰效果分别进行仿真和分析。
递归最小二乘算法Analysis and Simulation of Smart Noise Jamming against Adapt Sidelobe CancellationJIN Shuo, WANG Yuwen, LIU Qi, YAO Xintong(School of Aeronautics and Astronautics, University of Electronic Science and Technology of China, Sichuan Key Laboratory of Intelligent Perception and Cooperative Control of Aircraft Clusters, Chengdu 611731, China)Smart noise jamming and Adaptive Side-Lobe Cancellation(ASLC) are two key technologies in the field of electronic counter-measures. This article introduces common smart noise jamming patterns, such as pulse duplication and forwarding jamming and convoluteional noise jamming. Starting from the principle of ASLC, Recursive Least Squares(RLS) algorithm is used to analyze several different types of noise that have been processed by ASLC. The interference effects of smart noise jamming signals weresmart noise jamming; adapt side-lobe cancellation; recursive least squares电子对抗技术在现。
雷达抗干扰技术的实现方法
雷达抗干扰技术的实现方法发布时间：2021-11-08T07:13:10.842Z 来源：《中国电业》2021年第17期作者：马征1 许保卫2 李文学3 [导读] 随着现代电子技术的发展，电磁环境日益复杂，灵巧的干扰样式对雷达的性能构成严重威胁马征1 许保卫2 李文学3西安电子工程研究所陕西西安 710100摘要随着现代电子技术的发展，电磁环境日益复杂，灵巧的干扰样式对雷达的性能构成严重威胁。
雷达抗干扰技术正在成为现代雷达设备领域的一个重要课题。
适应旁瓣相消技术和副瓣匿影技术在现代雷达系统中起着不可或缺的作用，是有效抑制干扰重要技术。
关键词:空域对抗；极化对抗；频率对抗在现代战争情况下，不抗干扰措施的雷达系统再也无法探测、控制敌方目标。
因此，改进和提高抗干扰控制已成为现代雷达系统的优先事项。
当抗干扰技术的有效性也是衡量作战推进系统性能的重要尺度时。
随着集成电路的发展，数字电子技术在雷达系统中的广泛应用，以及新型干扰方法、技术手段和技术系统的出现，雷达抗干扰技术得到了发展。
一、雷达的抗干扰对抗技术1.空域对抗技术。
雷达空域对抗是指尽量减少雷达被另一方探测到并干扰空间的可能性。
也可以说，雷达波束是低扰动空域的对抗方法。
根据相关研究，雷达空域的对抗由天线波束参数决定。
天线束的主波束越窄，旁瓣越低，雷达空域就越坚固。
雷达天线分为主和旁瓣。
主瓣比较窄，但旁瓣比较宽。
如果雷达天线受到严重干扰，接收到的对主瓣的干扰将对雷达产生不利影响，在目标检查时会影响天线的主瓣。
因此，雷达天线旁瓣必须具有良好的抗干扰能力。
事实上，较低的旁瓣可以避免干扰，但理论上可以减少雷达天线旁瓣降低，但实际上很难做到这一点。
如果我们设计低旁瓣天线，会有很多外部干扰，使得低旁瓣天线的设计变得困难。
因此，我们通常采用另一种方法，即消隐和对消技术旁瓣，以消除对旁瓣的干扰。
这些技术使用独立的通道。
此外，不同雷达天线的接收通道也不同。
主天线是主接收信道，次天线自然是次接收信道。
自适应旁瓣对消及其在通信对抗系统中的应用研究
自适应旁瓣对消及其在通信对抗系统中的应用研究杨瑞民;宋长宝;李永生【摘要】In order to improve the inhibiting ability of communication countermeasure system to the interference signal,a method of adaptive side⁃lobe cancellation is proposed in the paper,in which the main receiving antenna is adopted as the log periodic antenna,and the auxiliary antenna as omni⁃directional antenna. Without considering the effects of mutual coupling,the analytic expressions for signal⁃interference⁃ratio of output signals after side⁃lobe cancellation are derived,which can serve as a useful theoretical base for selection of auxiliary antennas gain. The computer simulation the results confirm the inhibiting ability of method to suppress any jamming signal. The method improved the detection capability of communication countermeasure system.% 为了提高通信对抗系统对干扰信号的抑制能力，提出采用主接收天线为对数周期天线、辅助天线为全向天线的自适应旁瓣对消方法，推导出了无互耦条件下旁瓣对消后输出信号信干比的解析表达式，为辅助天线增益的选取提供了理论依据，计算机仿真结果证实了该方法对干扰信号的抑制能力，提高了通信对抗系统的侦察能力。
远距离支援干扰机对抗典型雷达抗干扰措施研究
Ａ辫 ・ ・ ＝ 警
ｇ
（） ６
系统 采用 低副瓣 天线 时 ， 系曲 面如 图 ２ ｂ 所 示 。 关 （）
ｇ
褪 聋Байду номын сангаас 嚣
褪
越
恤
衄
（） 未 采 用低 副瓣 天 线 时受 千扰 后探 测 距 离 ａ
（） 采 用低 副 瓣 天 线 时 探 溯 距 离 ｂ
图 ２ 雷 达 有 无 采 用 低 副瓣 天 线 时 受 到 于 扰 后 的探 测距 离
瓣 对 消抗 干 扰 措 施 的原 理 提 出 了 可 行 的 对抗 方法 。
关键词 ： 远距 离支 援干扰机 ； 低副瓣 ； 旁瓣消隐 ； 旁瓣对消 中图分 类号 ： ９２ ＴＮ ７ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： Ｎ ２１ １ （ ０ １０ —０ ６０ Ｃ ３ —４ ３ ２ １） ２０ ０ —３
结 合公 式 （ ） ３ 和公式 （ ） ４ 可推 出 ３ 干扰 机进行 部
干扰 时的最 小干 扰距离 为 ：
Ｒ
一
１
（） ９
同时 ， 指 向 了干 扰 机 的 主瓣 ， 会 受 到严 重 干 扰 ， 也 便
式 中 ： ， 如 图 ５中所 示 。
无 法发 现 目标 ， 图 ４所示 。 如
（ ）单部 远距 离支援 干扰 机对 低 副瓣 天线 雷达 １
系统 的干扰 研究 当采 用 远距 离 支援 干扰 机时 ， 该 统一 规 划 干 应
扰 机 和 突 防 飞 机 的 时 间 与 航 迹 ， 夹 角 小 于 。 。 使 ． 这 样 为 了探 测 突 防 飞 机 ， 达 主 瓣 指 向 突 防 飞 机 的 雷
当干扰 机 与雷达 间 的距 离为 ２ ０ｋ 时 ， ０ ｍ ２种情 况极 坐标下 的压制 区如 图 ３所示 。
一种有效的灵巧噪声干扰技术
上讲 ， 佳干扰 波 形 式应 具 有 接 收 机噪 声 的特性 。根 最 据 信息 论 ， 高斯 白噪声 （ 密 度 均匀 ） 最佳 的干 扰波 谱 是 型 。因为在平 均 功率一 定 的情 况 下高斯 白噪 声具有任
意一个 随机波 形 的最 大 熵 值 ， 即 最大 不 确 定性 。按 也
维普资讯
第２ ２卷第 ３期
航天 电子对 抗
４ １
一
种 有 效 的 灵巧 噪 声 干 扰 技 术
史 军军 姜秋 喜 ， 大平 毕 （ 解放 军 电子 工程 学院 ， 肥 合 ２ ０３ ） ３ ０ ７
摘要 ： 脉 冲 压缩 （ Ｃ 雷达 、 冲 多普 勒 （ Ｄ） 达具 有 复杂 、 巧 的信 号 特征 ， 用 了相 Ｐ ） 脉 Ｐ 雷 精 采 干旁瓣对 消和 旁 瓣 匿影 等技 术 ， 这使 得 传统 的噪 声 干扰 效 能 大打 折 扣 。在 分析 传 统噪 声 干扰 效能的基 础 上 ， 出了一种 兼有噪 声干扰 和欺 骗 干扰特 点的 灵巧噪 声 干扰技 术 ， 给 简述 了其 工作
Ｓ ｉ ｕ ｊ ｎ Ｊ ｎ ｕ ｉ ｉ ａ ｉｇ ｈ ｎｕ ，ｉ ｇＱｉｘ， ｐｎ Ｊ ａ Ｂ Ｄ
（ ｅ ｔｏ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｇ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｔｔ ｔ ｆＰＬＡ ， ｅｅ ３ ０ ７， ｉａ Ｈ ｆｉ ０ ３ Ｃｈ ｎ ） ２
频式干 扰 。 噪声干 扰具 有 的 主要 优 点 是 ： 了需 要 知 道敌 雷 除
普遍 采用 超低 旁瓣 天线 以及 旁瓣对 消 和旁瓣 匿影 等此 迫切需要 研 究新
的干扰方 法 。
本 文在分 析传 统干 扰样 式对 雷达 干扰效 果 的基础
相关法旁瓣对消抗有源压制干扰分析及仿真
交双 通道 相关 法抵 消 干扰 ， 系统组成 如 图 １ 示 。 其 所 图 １中 （） 主 接 收 系 统 输 入 的干 扰 信 号 ， 为 （） 辅助 接收 系统 输 入 的 干扰 信 号 ， 且 （） 为 并
分 ２路输 出 ，一路 加 到放 大 器 １ 另 一 路 则经 过 ９ 。 ， Ｏ 移 相后 再加 到放 大器 ２ 。放 大器 １和 放 大器 ２的放 大倍 数 ｋ。 ｋ 受 控 于 相 关 器 １和 ２的输 出 电压 。 和 。
Ｍ ｅ ｈ ｄ Ｃｏ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｔ ｅＡｃ ｉｅ Ｐｒ ｓ ｉ ｇ Ｊ ｍｍ ｉ ｇ ｔ ｏ ｕ ｔ ｒｎ ｈ ｔｖ ｅ ｓｎ ａ ｎ
ＬＩＰｉ ｎｇ， ＬＵ ｅ— ｏｎ ＹＡＮＧ ａ — ｎ Ｗ ｉｈ ｇ， Ｘｉｎ ｙａ
（ ｎ ｉｅ ｒｎ ｉ ｅ ｓｔ ｆＡｉ Ｆ ｒ ｅ Ｓ ｎ ｕ ｎ ７ ３ ０ Ｃｈ ｎ ） Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｒ ｏ ｃ ， ａ ｙ ａ １ ８ ０。 ｉ ａ ｙ
关键 词 ： 旁瓣对消 ； 源压制干扰 ； 干扰 ； 真 有 抗 仿
中图 分类 号 ： Ｎ ７． Ｔ ９３３
文献 标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：Ｎ ２１１ （０７０—０４ ３ Ｃ ３— ３２０ ）５０３— ４ ０
Ａ ｎ ｌ ｓ ｓａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ Ｓ ｄ —ｏ ｅ Ｃａ ｃ ｌａ ｉ ｎ ｂ ｅ Ｃｏ ｒ ｌ ｔｏ ａ ｙ ｉ ｎｄ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｆＴｈ ｉ ｅ ｌ ｂ ｎ ｅ ｌ ｔｏ ｙ Ｔｈ ｒ ｅ ａ ｉ ｎ
ｓ ｖ ｒ ｌ ｃｉｅｐ ｅ ｓｎ ｍｍｉｇ Ｔｈ ｅ ｕ ｔｓ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｏ ｄｅｆ ｃ ｎ ｔ ｅａ ｔｖ ｒ ｓｉ ｇ ｅ ｅａ ｔ ｒｓ ｉｇｊ ａ ｖ ａ ｎ ． ｅｒ ｓ ｌ ｈ ｗｓｔ ｅｓ ｓｅ ｈ ｓｇ ｏ ｆｅ ｔｏ ｈ ｃｉｅｐ ｅ ｓｎ
灵巧干扰及其对抗技术的研究现状与展望
关键 词 ： 灵巧 噪声 干扰 ； 卷积调制 ； 乘积调制 ； 梳状谱 ； 射频存储器
中 图分类 号 ： Ｔ Ｎ ９ ７ ２
文献标 识 码 ： Ａ
文章编 号 ： Ｃ Ｎ ３ ２ — １ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ １ １ — ０ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｍａ ｒ ｔ Ｊ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ
ｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ｓ ｍａ ｒ ｔ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｊ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ —
ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎｃ ｙ ｓ ｔ ｏｒ ａ ｇｅ
０ 引 言
电子对抗 技 术在 现代 战争 中 的地位 随着 各种 军
通过 在 雷达 中心频 率 附近发 射许 多在 时域上 与真 实 目标 回波重叠 ， 并 且 覆盖 住 目标 回波 噪声 的猝 发 脉 冲来 实 现 。虽 然这 种干 扰波 形没有 真正 的转 发式 干
消（ Ｓ Ｌ Ｃ ） 和旁瓣 消隐 （ Ｓ Ｌ Ｂ ） 抗 干扰技 术影 响 。 ”
在施 莱 赫 提 出灵 巧 干扰 的概 念之 后 ， 国 内外许
多学 者都 对这 一概 念 进 行 了研 究 ， 目前 的研 究 主要 集 中在 干 扰 实 现 方 法 ［ ２ 。 。 ］ 、 干 扰 效 果 分 析＿ ４ ］ 、 对 抗 方法 研究 ｌ ６ 等方 面 。本 文 就 近 年来 灵 巧 干 扰 领域 的研 究做 一探讨 。
空域自适应旁瓣相消的算法及其实现
维普资讯
２
空 域 自适应旁 瓣相 消 的算法及 其 实现
０八 一科 技
天线
１
天线
２
一 主天 线
图１ 自适 应 天线
从 图 １ 以看 出 ，利用 辅助 天线 １ 可 和辅 助 天线 ２的输 出以及主 天线 的输 出可 以计算 出 最 优权 系数 Ｗ Ｗ２ 和 ，然后 利用 Ｗ Ｗ 辅 助天 线 接 收 的信 － Ｊ权求 和 。再 与主 天 线 和 与 ￣） ｎ
的输出相减就可达到消去旁瓣干扰的目的。 很显 然 ，自适应天线旁瓣相 消的关 键问题 是计算最 优化权 系数。计算 的方法 常用
Ｗｉ ｅ— ｏｐ方程 ： ｅ ｒＵ ｔ ｎ
＝
Ｍ Ｓ
（— ） １ １
上式 中 ，
＝
是最 优权 系数矢 量 ： ［ ， ］ Ｗ， ｗ２ （— ） １ ２
第 一 步 ：计 算 ｍ 矩阵 和 ｍｉ 阵 。 ｒ 矩 注意 ：ｍ 和 ｍｉ ｒ 矩阵决 非 上述 的 自相关 矩 阵Ｍ ．它 们仅 仅是 计算 过 程 中 的临时 存储 变 量 ，并 且 所有 数据 均 为频 域数 据 。
ｋ
ｍ０∑ 【ｌ ｒ ： （ ） ｘ）］ Ｘ ＋（ｉ 。
Ｍ 为干扰 协方 差矩 阵 的估 计 ：
Ｍ ＝ １
ｊ
（－ ） １３
ｘ＝ Ｘ］ “ ”表示复共轭转置，Ｋ是估计用的样本数 。 ｊｘ ［ ２， Ｈ
ｓ＝ １ ｘ
３ห้องสมุดไป่ตู้ｊ
（－ ） １４
所 以相 消输 出 ｓ 为
ｓ ｘ一 ＝ ３Ｘ ３ （－ ） １ ５
上式中，
扰信 号副 本 ．将之 与 主天线 对 消从 而抑 制从 旁瓣 进入雷 达 的干 扰信 号 。 有效 抑 制宽带 干 扰 ，如 图 １ 示 的 自适 应天 线旁瓣 相 消器 ，将 各辅 助 天线 接 收 的信 号 所 进行 加权 求 和 ，再 将 求 和信号 与主 天线 接 收的 当前信 号相 减 ，其相 消结 果 主要 是将 干 扰对
灵巧噪声识别与对抗技术研究
采样复制而成的 ， 而真正的雷 达回波则 是雷达信号经过 目标
反射 回波而得到 的， 因此 ， 由于信号产生机理不 同， ２种 信号
特征存在差别 。
２ １ 时域 差 别 ．
１ 灵 巧 噪 声 干 扰 技 术
灵 巧 噪声 这 一 概念 最早 由施 赖 赫 在 其 １９ ９９年 出 版 的 著
图 ３ 真 实 雷 达 回波 信 号
会 产生多普勒频移 ， 即 ＝ ； ０ 而经过 目标 反射 回来 的真 实信
号 一 定 有 多 普 勒 频 移 。 因 此 ， 以利 用 另 外 １组 雷 达 波 测 量 可
２ ２ 频 域 差 别 ．
目标的多普勒频移 与雷达 回波 信号 的 多普勒 是否 一致来 判
恒， ： 等 灵巧 噪 声识 别与 对抗技 术研 究
层 声信号差别 也进 行了详细论述 。
１９ ３
图 ２ 由 Ｄ Ｆ 技 术 产 生 信 号 Ｒ Ｍ
： 艮 ＿ 信 号 一
＇
号
’
＿
一
， ，
｝
ｆ
图 ４ 雷 达信 号 与 Ｄ Ｆ 信 号 在 频 域 上 的 差 别 ＲＭ
判
断
２ ）寄生信号 抽样过程 中 ， 抽样方法将 引入 １组以抽样频率 ． 间隔 为 的多个信号 。在 噪声 干扰的过程 中 ， 干扰 机可 以用 滤波 器将 寄生信号滤 除 ， 但是 受带 宽影 响 ， 彻底 滤 除基带 附近 的 寄生
信 号 比较 困难 。 可 以 通 过 检 测 信 号 中 是 否 存 在 寄 生 信 号 来 识别噪声 。
３ ２ 反移 频 干 扰 ．
四 川 兵 工 学 报
ｈ ｐ ／ ｓｂ ． ｕｓｌ． ｏ ／ ｔ ：／ ｃ ｇｊ ｒ ｗ ｃｍ ｔ ｏ ｅ
灵巧噪声干扰与雷达SLB和SLC的对抗分析
波 干扰功 率 ， 因此 可 预期 进 入 雷 达接 收机 的超 过 旁 瓣
电平 的功 率 ， Ｉ ｓ Ｂ技 术 可 阻 止 它 进 入 接 收 机 ， 而 使 从 脉 冲干 扰机效 果 降至最 低 。 ｓ Ｉ Ｂ是采 用 主 、 两 天 线 技 术 ， 里 主 天 线 为 定 辅 这
Ｒｅ ｒｓ ｎ ａｉｅＯｆｉｅｏ ． ０ ｃｏ ｙ， ｎｉｇ ２ ０ ０ Ｊａ ｇ ｕ Ｃｈ ｎ ） ｐ ｅ ｅ ｔｔｖ ｆ ｆＮｏ ３ ７ Ｆａ ｔ ｒ Ｎａ ｊｎ １ ０ ６，ｉｎ ｓ ， ｉａ ｃ
Ａｂｔａ ｔ Ｓ ｒ ｎ ｉｅｊｍｍｉｇｉ ｉｏａ ｕ ｄ ｍｅ ａ ｅ ｈ ｉｕ ｎｔ ｅｆ ｌ ｆＥＣＭ ． Ｂ ｓ ｄｏ ｈ ｒ ｆ ｓｒ ｃ： ｍａｔ ｏｓ ａ ｎ ｓａｐｖ ｔ ｌ ｎ ａ ｎｔｌｔｃ ｎｑ ｅｉ ｈ ｉ ｄｏ ｆ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ的概 念 。它 是指使 用 脉 内 灵 典 调 制产 生射 频噪 声带 宽 ， 同时 保 持 组 相邻 干 扰 脉 冲 的 相 干性 ， 而可避 免 干 扰相 干脉 冲雷 达 时 引起 的 额外 从
处 理损 失 。
达干扰 ， 可 以对抗 附近 大 目标旁 瓣发 射 的反射 、 也 杂波
ｊｍｍｉｇ ｈ ｖ ｉ ｂｌ ｙａ ｄ ｅｆｃｉｅ ｅ ｓｏ ｍａ ｔ ｏｓ ａ ａ ｎ ，ｔ ｅａ ａｌ ｉｔ ｎ ｆｅｔｖ ｎ ｓ ｆ ａ ｉ ｓ ｒ ｉｅｊｍｍｉｇａ ａｎ ｔＳ ｎ Ｌ ａ ｅａ ａｙ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｎ ｎ ｇ ｉｓ ＬＢ ａ ｄ Ｓ Ｃ ｒ ｎ ｌｚｄ ｅｒ — ｓ ｉ ｉｄｃｔｓｔ ａ ｈ ｍａｔｎ ｉｅｊｍｍｉｇｎ ｔ ｎｙ ｈ ｓｓ ｐ ｒ ｒｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｄ ｃｐ ｉｎｊｍｍｉｇ ａ ｄ ｎ ｉｅ ｕｔ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｔｔ ｅｓ ｒ ｏｓ ａ ｎ ｏ ｌ ａ ｕ ｅｉ ｅ ｆｒ ｎ ｅｉ ｅｅ ｔ ａ ｏ ｏ ｏ ｎ ｎ ｏｓ
雷达探测距离仿真实验
远距离支援/自卫干扰下雷达探测距离仿真一、实验目的1.定量分析干扰机掩护突防目标或自卫干扰的有效距离。
2.根据抗干扰措施，了解不同抗干扰策略条件下雷达探测探测目标的能力。
3.利用MATLAB可视化雷达的探测能力，更好地理解雷达威力图。
二、实验原理雷达能在多远的距离检测到目标，即雷达的探测能力，由雷达方程确定。
雷达方程将雷达的作用距离和雷达发射、接收、天线和环境等因素联系在一起，决定了雷达检测某类目标的最大作用距离。
2.1无干扰条件下的雷达方程雷达检测能力实质上取决于信号噪声比，设检测信号所需的最小输出信噪比为(SN)omin，并考虑系统总损耗L，则可得无干扰条件下的雷达最大作用距离方程为：R max=[P tσG t G rλ2(4π)3kT0B n FL(S N)omin]14上式中，P t为雷达发射机功率，G t为雷达天线的发射增益，G r为雷达天线的接收增益，λ为波长，σ为目标雷达截面积，B n为雷达接收机带宽，F为雷达接收机噪声系数，T0为噪声温度，k为玻尔兹曼常数。
2.2支援干扰条件下的雷达方程支援干扰条件下，干扰机以其主瓣指向雷达，而雷达则以主瓣指向目标。
只考虑单部干扰机时，雷达作用距离方程为：R max_SJ=[P t G t G rσR j2B j4πP j G j G r′(θ)B n Lγj (SJ)min]14上式中，P j为干扰机发射功率，G j为雷达天线的发射增益，B j为干扰机噪声带宽，G r′(θ)为雷达天线对干扰机干扰信号的接收增益。
γj为干扰信号对雷达天线的极化损失，R j为干扰机到雷达之间的距离。
(SJ)min为最小可检测信干比。
考虑多部干扰机支援干扰时，设干扰机到雷达之间的距离和方位角不同，而其他性能一致，则雷达作用距离方程为：R max_SJ=[P t G t G rσB j4πP j G j B n Lγj(SJ)min∑G r′(θi)R j,i2ni=1]14本实验中，计算干扰下的雷达作用距离时，除干扰机的干扰信号外，考虑其他噪声杂波的影响，则信干比的计算为：(SJ all )=SP N∙P NJ all=SP N∙P NP N+P0j上式中，P N=FkT0B为噪声杂波功率，P0j为雷达接收到的干扰信号功率。
旁瓣对消(SLC相控阵ADSP-TS201硕士论文
某数字阵列雷达旁瓣对消系统设计与实测数据分析【关键词】旁瓣对消(SLC); 相控阵; ADSP-TS201;【英文关键词】Side-lobe Cancellation; Phased Array Radar; ADSP-TS201;【中文摘要】自适应旁瓣对消技术是抑制雷达有源干扰的有效措施之一。
本文结合某米波相控阵雷达信号处理机项目,以该项目旁瓣对消系统为研究对象,建立数学模型进行仿真分析,并讨论了工程实现中的若干问题。
论文首先介绍了旁瓣对消技术的基本原理,讨论了通道不一致、量化误差和孔径带宽积对旁瓣对消的影响。
其次,在相控阵雷达的基础上建立了仿真模型,对辅助天线的选取进行了讨论并对仿真数据进行处理进而验证了最终方案的有效性。
文章对该项目中所用到的数字信号处理平台和相关的旁瓣对消处理模块的软件实现流程进行了介绍,最后对某批次外场实测数据进行处理,讨论了在不同辅助通道条件下的实验结果。
实验结果表明本旁瓣对消系统对干扰有较好的抑制能力,所设计的旁瓣对消模块达到系统指标要求。
【英文摘要】Adaptive Side-lobe Cancellation (SLC) is an effective method to restrain active jamming. This paper studies the SLC system of some VHF phased array radar, then the mathematical simulation model is carried out, and some engineering issues are discussed. Firstly this paper introduces side-lobe cancellation technique. Then several factors which influence the performances of the SLC are discussed, such as channel mismatch, quantized error, the array aperture and interference bandwidth. Secondly, the mathemat...摘要3-4Abstract 4第一章绪论7-131.1 研究背景及意义71.2 数字阵列雷达7-91.3 自适应旁瓣相消技术的发展9-101.4 本文的主要工作10-13第二章自适应旁瓣对消系统的基本理论13-252.1 引言132.2 开环旁瓣对消算法13-152.3 闭环LMS 算法基本原理15-162.4 影响旁瓣对消性能的因素16-252.4.1 主辅通道干扰的相关性对相消性能的影响16-172.4.2 量化误差对相消性能的影响17-182.4.3 孔径带宽积对旁瓣对消性能的影响18-25第三章旁瓣对消系统设计25-373.1 引言253.2 旁瓣对消仿真模型的建立25-283.2.1 回波模型的建立25-273.2.2 干扰模型的建立27-283.3 辅助天线的确立与系统干扰对消比的分析28-343.3.1 辅助天线的个数的选取28-303.3.2 辅助天线不同排列对旁瓣对消性能的影响30-343.4 自适应旁瓣对消仿真结果与分析34-37第四章自适应旁瓣对消DSP 程序设计与数据处理及其分析37-514.1 概述374.2 ADSP-TS201 介绍37-404.3 自适应旁瓣对消系统DSP 软件部分功能实现40-464.3.1 总体说明40-414.3.2 DSP 程序设计41-464.4 自适应旁瓣对消的实测数据处理结果及分析46-51结束语51-52致谢52-53参考文献。
基于DRFM的灵巧噪声干扰波形研究
Ｋ ｙ ｗ ｒ ｓ ｓ ｒ ｎ ｉ ； ｅ ｅ ｔ ｎｊｍｍｉｇ Ｄ Ｆ ｃ ｈ ｒｎ ｍｍｉ ｅ ｏ ｄ ；ｍａ ｔ ｏｓ ｄ ｃ ｐ ｉ ｅ ｏ ａ ｎ ） Ｒ Ｍ）ｏ ｅ ｅ ｔ ａ ｊ ｎ ｇ
ｌ 引言
新 体制雷 达 的出现使 得压 制和欺骗 干 扰等 电子 进
攻 的效 能大 大削弱 ， 就对 干扰 理论 和技 术 提 出 了新 这
雷达 目标 检测 和跟踪 进 行 迷惑 和扰 乱 ， 之不 能 进行 使 有效 的 目标检测 。这 种干扰 没有真 正转发 式 干扰 的全 部效 果 ， 要求 比噪声 干扰 了解更 多 的敌 雷达信 息 ， 并 然 而 它 比噪 声干 扰机更 好 地 利用 了干 扰 能量 ， 且 不大 而 可 能受雷达 旁瓣 匿 隐或旁瓣 对消抗 干扰 技术 的影响 。 从技 术上 ， ３种方法 可 以产 生灵 巧噪声 波形 ： 有 采
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ间隔取样 两种方 法 。
２ 灵巧 噪 声 干 扰 波 形 的 设 计
灵 巧噪声信 号作 为一 种新 的干扰 波形具 有 良好 的 干 扰性 质 ， 它与 雷达 发射 波形相 匹配 ， 能够在 雷达 的匹 配滤波器 中产 生 比较好 的响 应输 出 ， 且 具 有一 定 的 而 随机性 ， 造成雷 达检 测 的困 难 。灵巧 噪 声 干扰 通 过 发 射 一种相 干 的似噪声 信 号 ， 雷 达 回波 的 中心 频 率 处 在
维普资讯
６ ２
航天 电子对抗
第２ ３卷第 １ 期
基 于 Ｄ Ｆ 的 灵巧 噪 声 干扰 波 形 研 究 Ｒ Ｍ
沈 华， 王 鑫， 戎建 刚
２０ ０ ） １ ０ ７ （ 国航 天 科 工集 团公 司 ８ １ 中 ５ １研 究所 ， 江苏 南京
基于数字信号处理的自适应旁瓣对消系统设计与仿真
食Ｘ ： ｘ Ｔ食Ｘ： ｘ Ｘ ｘ Ｙ Ｙ
ｙ ｙ ２ ２
由此 ， （ ） 为 ： 式 ６变
Ｗｏ ＝（ Ｘ ） （ Ｙ ． Ｘ ）
（） ７ （） ８
一
１
¨
…
一
墨
这样 ， 消剩余 功 率 的最 小值 为 对
Ｐ ＝ Ｙ — Ｗ 。 ｉ
…
ｗＴ：
●
，
：
Ｉ Ｉ
％
…
２ 基 于数 字 信 号 处 理 的 自适 应 旁 瓣 对 消 系 统
实 现 方 案
自适 应旁瓣 对 消 的运 算 主要是 为 自适应 权值 的计 算 和主辅 通道 的 对 消 ， 自适 应 权 值 计 算 的 过 程是 在 休
２
“ ” 运算 为对 应项相 乘 ， 则有
通道接 目标 信 号 经 过 ｎ次 采 样 得 到 的 数 据 构 造 的矩 阵 ， 中单 个辅 助通 道接 收信号 构造 矩 阵为 Ｘ ＝［ 其 ∽ ］ ｉ ， ， ， ； 则 为各 个辅 助 通 道每 （ ＝１２ … Ｎ） Ｗ 构 造 的矩 阵 ，
１ 旁 瓣 对 消 的基 本 原 理
的 原 理 ， 后 给 出 了基 于 Ｄ Ｐ的 Ａ Ｌ 实现 方 案 ， 然 Ｓ ＳＣ 最后 通 过 仿 真 分析 了 自适应 旁 瓣 时 消 的性 能 。 中 图分 类 号 ：Ｎ ５ ．１ Ｔ ９ ７５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ５ Ｘ（０ ７ ０ － １ － １７ － ４ ２０ ）６０ ００ ６ ０ ３
矢 量来抑 制干扰 ， 过辅 助 接 收 通 道在 干 扰 方 向上形 通
收稿 日期 ：０ ７０ －６ ２０ － ０ ６ 修 订 日期 ：０ ７ ８３ ２ ０ － －１ ０
自适应旁瓣相消算法分析与仿真
自适应旁瓣相消算法分析与仿真刘鸣;黄威【摘要】雷达工作时经常受到各种有源电子干扰.这些干扰会影响雷达的探测能力,严重时甚至使其无法探测目标,因而雷达进行抗干扰处理显得十分重要.本文主要仿真了辅助天线个数、辅助天线延时节的选择等对旁瓣相消性能的影响,并给出了在复杂电磁环境下旁瓣对消的抑制效果.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】4页(P5-8)【关键词】压制式干扰;旁瓣相消;辅助天线【作者】刘鸣;黄威【作者单位】海军驻合肥地区军事代表室,合肥230000;海军驻上海沪东中华造船(集团)有限公司军事代表室,上海201206【正文语种】中文【中图分类】TN973.3作为一种军用装备,雷达用于探测各类目标,可以全天候工作,在现代战争态势感知中起着无可替代的作用。
但是,随着新的电子干扰技术的迅速发展,干扰机先进的电子干扰措施与手段不断涌现,导致现代雷达面临的工作电磁环境日趋复杂。
各类形式多样灵活的干扰对雷达的性能和生存产生了严重影响和威胁。
为了抑制各种干扰,各种雷达抗干扰技术应运而生。
自适应旁瓣相消处理是一种重要的雷达抗有源干扰的技术,可有效提升雷达的处理性能。
一般情况下,雷达接收天线的主瓣很窄,且增益很高,具有极强的方向性,有源干扰信号从接收天线的主瓣进入的概率很小；而天线的旁瓣很宽,因而很容易接收到干扰信号。
为了抑制干扰,通常天线旁瓣增益都很低,但当雷达处于极强的有源干扰环境时,旁瓣接收的干扰信号可能淹没主瓣接收的目标信号,从而导致雷达不能正常工作。
本文主要研究雷达遭受压制式干扰时进行自适应旁瓣相消处理,介绍自适应旁瓣对消工作原理,分析如何合理选择辅助天线的个数、辅助天线延时阶选择等参数,从而提高雷达自适应旁瓣相消的能力。
有源干扰从雷达接收天线进入。
当干扰信号很强时,从天线旁瓣进入的有源干扰信号足以影响天线主瓣对目标的探测,此时应降低干扰方向上天线旁瓣的电平。
但是,干扰方向不可预知,同时天线也在扫描,因此天线的旁瓣相消必须自适应工作。
雷达主瓣有源复合干扰建模及效果仿真分析
雷达主瓣有源复合干扰建模及效果仿真分析宫健;赵强;原慧【摘要】Aiming at the active compound jamming of radar main lobe, which is an urgent problem faced in the field of air defense electronic countermeasure, this paper establishes the models of incoherent/coherent blanket jamming and active deception jamming, and simulates and analyzes the jamming effect of three typical composite styles, which is helpful to solve the related problems in the exploration and design of new electronic countermeasures system and has definite reference value.%针对雷达主瓣有源复合干扰这一防空电子对抗领域面临的极为迫切的问题,建立了非相干、相干压制式干扰和有源欺骗式干扰的模型,并对其3种典型的复合样式的干扰效果进行了仿真分析,有利于解决新型电子对抗系统探索和设计中的相关问题,具有一定的参考价值.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2019(042)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】主瓣干扰;复合干扰;电子对抗;欺骗干扰【作者】宫健;赵强;原慧【作者单位】空军工程大学, 陕西西安 710051;同方电子科技有限公司, 江西九江332007;解放军93436部队, 北京 102604;解放军94259部队, 山东蓬莱 265600【正文语种】中文【中图分类】TN9740 引言空袭电子战中，各种编队战术结合先进的干扰技术，在空间环境和信号环境上，都对防空雷达形成了巨大的优势[1-3]。
灵巧干扰及其对抗技术的研究现状与展望
灵巧干扰及其对抗技术的研究现状与展望金珊珊;王春阳;冯存前;田波【摘要】灵巧干扰是对抗现代雷达新技术和新体制的一种有效干扰方式,首先介绍了灵巧噪声干扰的概念,其次总结了对灵巧噪声干扰对抗技术的现状,分析了灵巧噪声干扰的应用前景和下一步的研究方向.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2013(036)005【总页数】5页(P11-14,19)【关键词】灵巧噪声干扰;卷积调制;乘积调制;梳状谱;射频存储器【作者】金珊珊;王春阳;冯存前;田波【作者单位】空军工程大学,西安710051;空军工程大学,西安710051;空军工程大学,西安710051;空军工程大学,西安710051【正文语种】中文【中图分类】TN9720 引言电子对抗技术在现代战争中的地位随着各种军事技术的发展变得日益重要。
作为现代防空体系的核心传感器，雷达的干扰与抗干扰技术始终是各国最热门的研究课题。
现代新型雷达普遍采用了相参脉冲、脉冲压缩等发射信号形式，具有时宽大、带宽大等特点，并且在接收机里面使用相参接收技术，极大地抑制了杂波干扰和非相参干扰，增大了传统压制干扰和欺骗式干扰对其产生显著干扰的难度。
作为一种新的干扰信号形式，灵巧干扰是通过对雷达信号的脉内特征进行调制产生的，可以有效对抗雷达新体制和新技术，因此受到了广泛的关注和研究。
D.C.施莱赫在其1999年出版的《信息时代电子战》一书中首次提出“灵巧干扰”的概念［1］：“灵巧干扰同时具有压制干扰和欺骗式干扰的特点，干扰通过在雷达中心频率附近发射许多在时域上与真实目标回波重叠，并且覆盖住目标回波噪声的猝发脉冲来实现。
虽然这种干扰波形没有真正的转发式干扰机的全部效果，但是由于其了解的敌雷达信息比真正的噪声干扰机多，因而与真正的噪声干扰机相比，它能够更好地利用干扰能量，而且不易被旁瓣取消（SLC）和旁瓣消隐（SLB）抗干扰技术影响。
”在施莱赫提出灵巧干扰的概念之后，国内外许多学者都对这一概念进行了研究，目前的研究主要集中在干扰实现方法［2-3］、干扰效果分析［4-5］、对抗方法研究［6-7］等方面。
旁瓣对消(SLC)抗干扰技术在SPW上的实现
旁瓣对消(SLC)抗干扰技术在SPW上的实现
宋海英;李立萍
【期刊名称】《实验科学与技术》
【年(卷),期】2004(004)001
【摘要】旁瓣对消技术是用来抑制雷达旁瓣干扰的一种有效手段.本文介绍了实现自适应旁瓣对消的功率倒置自适应算法;利用SPW对其进行仿真,仿真结果证明了在SPW建仿真模块的有效性.
【总页数】3页(P5-7)
【作者】宋海英;李立萍
【作者单位】电子科技大学,成都,610054;电子科技大学,成都,610054
【正文语种】中文
【中图分类】TN973.35
【相关文献】
1.雷达旁瓣相消和旁瓣匿影抗干扰技术 [J], 于杨
2.雷达自适应旁瓣对消抗干扰性能分析 [J], 祝飞; 林强; 李飞
3.一种相控阵雷达自适应旁瓣对消的工程实现方法 [J], 刘亮
4.雷达相干旁瓣对消技术的性能分析与干扰实现 [J], 牟梁;李洪兵;杨海逗
5.一种新的天线旁瓣对消抗干扰技术的实现 [J], 张平定;王睿
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种消除旁瓣对消器中目标效应的新方法
一种消除旁瓣对消器中目标效应的新方法吕波【摘要】针对旁瓣对消中出现的目标效应问题,将基于斜投影算子的极化滤波技术引入到旁瓣对消系统,提出了一种消除旁瓣对消系统中目标效应的新方法.实时估计出强干扰的极化参数,计算获得斜投影算子并作用于辅助通道回波,利用斜投影算子的优良性能便可完全消除辅助通道的目标信号,同时完整保留辅助通道的干扰,再利用旁瓣对消技术可大幅度抑制主通道的干扰而保持信号无损失.相比于传统的极化滤波方法,该方法仅需获取强干扰的极化参数,便可完全抑制辅助通道中微弱的目标信号,大幅度提高旁瓣对消比,解决旁瓣对消系统中的目标效应问题.理论分析和仿真结果验证了这种方法的有效性.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2013(028)003【总页数】6页(P547-552)【关键词】旁瓣对消;目标效应;斜投影算子;极化滤波【作者】吕波【作者单位】军械工程学院电子与光学工程系,河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TN97引言旁瓣对消是一种空域抗干扰手段，其抗干扰原理是假定干扰存在于主天线和辅助天线中，目标信号主要出现在主天线内，选择最佳加权值使辅助天线的干扰输出尽可能接近主天线，从而抵消主天线通道的干扰.然而，在实际情况下目标信号也会进入到辅助天线，这将导致主通道的目标信号也被抵消.由于这种目标效应的存在，旁瓣对消器的对消比在理论上不超过辅助天线干信比[1-2].文献[1-2]提出将极化滤波技术引入到旁瓣对消系统，用以消除辅助通道的目标信号.他们利用二维、三维的极化滤波方法，减小辅助天线内的目标信号分量以提高干信比，达到提高自适应旁瓣对消系统性能的目的.但是，这些方法存在去除目标信号效应不彻底的问题.在目标极化和干扰极化正交时，该方法的改善效果较好；当两信号极化状态非正交时，目标效应将不能彻底消除，特别当二者的极化状态非常接近时，改善效果几乎与常规旁瓣对消器的效果一样.针对这些常规极化滤波方法出现的问题，分析了其中的原因，进而提出了一种新的消除目标信号效应的方法——基于斜投影算子的极化滤波方法.该方法完全克服了文献[1-2]的传统方法缺陷，大幅度提高了对消比，且可操作性较强.1 旁瓣对消中的目标效应分析旁瓣对消系统是通过一定数量的辅助通道来采集干扰信号，并对各个辅助通道收到的干扰信号进行复数加权求和，进而得出主通道中收到的干扰信号的复本，然后再在主通道收到的信号中减去这个复本，从而达到保留主通道中的目标信号而抑制干扰的目的[3].理想的情况是辅助通道只收到干扰信号而没有目标信号，这样得出的复本才最接近主通道中的干扰信号，达到最好的对消效果.典型的自适应旁瓣对消系统的原理图如图1所示.M个辅助通道使系统具有M个自由度，因此可对消M 个干扰源.图1 自适应旁瓣对消系统自适应旁瓣对消系统根据阵列的输入数据，在一定的算法约束下不断地调整权矢量W来抑制干扰.建立在最小均方误差准则下的自适应算法有最小均方(Least Mean Square， LMS)算法(即闭环算法)和矩阵求逆算法(即开环算法).采用闭环算法的系统不但要利用输入数据而且要利用输出信号，而采用开环算法的系统仅需要利用输入数据便实现权系数的调整.开环系统的权系数收敛速度快，闭环系统的权系数收敛速度较慢，但是闭环系统一般设备较为简单，并且能对系统误差实现一定的补偿[4].对图1所示的系统，假设M=2，并设主通道输入为d(n)，辅助通道输入为X，权系数为W，输出为e(n)，则有e(n)=d(n)-WTX，(1)式中：在使输出信号e(n)的功率E{|e(n)|2}最小的条件下，可得到闭环算法的权值为(2)开环算法的权值为(3)式中：(4)(5)由上述分析可见，旁瓣对消的抗干扰原理总是假设干扰存在于主天线和辅助天线中，而目标信号仅出现在主天线中.实际情况下，辅助阵不但会收到干扰信号，同样会收到目标信号，这会导致系统对干扰信号对消性能的下降，而且还会对消主通道中的一部分目标信号，这就是目标信号效应.在只有一个辅助通道的情况下，由于目标信号效应，系统的对消比近似为(RC)dB=(RJS0)dB+(RJS1)dB(6)式中： RJS0为主通道的干信比; RJS1为辅助通道的干信比.进一步分析表明，对消比只与辅助通道的干信比和干扰信号的入射方向有关，而当干扰的入射方向确定时，就只取决于辅助通道的干信比了[3].因此，当存在目标信号效应时，要提高旁瓣对消比，必须提高辅助通道的干信比，也即降低辅助通道的信号功率.对于脉冲体制的雷达而言，降低辅助通道信号功率的一种常用方法是选取雷达重频的回扫期对辅助通道进行采样，由于此时已超出雷达的最大作用距离，所以目标回波信号几乎为零.我们将此采样样本作为相邻重频周期的干扰信号，用于旁瓣对消，在一定程度上可以提高旁瓣对消性能.但是，上述方法仅适用于干扰状态变化较为缓慢的情况[5]，实际雷达工作时常会遇到干扰参数、状态快速变化的情况，例如文献[6]中提到的复杂调制假目标干扰，这种干扰信号的非实时取样方法会带来较大的误差，降低甚至完全达不到对消的目的.对于参数快速变化的干扰，我们必须要在信号存续期间对干扰进行采样，旁瓣对消算法才能达到理想的效果.由此可见，辅助通道如何在实时采样的同时，去除其中的目标信号，是目前亟待解决的一个关键问题.2 传统极化滤波方法消除目标效应的原理及存在的问题文献[1-2]提出利用极化滤波技术滤除辅助通道中的目标信号，以提高干信比，从而改善旁瓣对消系统对消性能的方法.通常情况下由于敌方实施的干扰功率很大，因此辅助通道的干信比很大.考虑到干扰的极化状态通常固定不变，该方法首先通过估计获得干扰的极化状态，再令辅助通道的接收极化矢量与干扰的极化矢量共轭匹配，从而实现干扰的最大接收；同时，考虑到真实目标回波的极化不同于干扰的极化状态，目标信号会被部分甚至完全抑制，通过这种极化滤波方法实现了去目标效应的目的.文献[1-2]提出的方法虽然在一定程度上可以削弱辅助通道的目标效应，但显然存在去除不彻底的问题.真实目标回波极化参数随自身姿态角、照射角度不同而快速变化，同时存在交叉极化，所以目标信号的极化通常不会与干扰互为正交极化.此极化滤波方法虽然完全保留了辅助通道的干扰功率，但是仅仅部分衰减了辅助通道的目标信号，而非完全抑制，因此不能完全消除目标效应对旁瓣对消系统的影响.具体分析如下.假设辅助通道的目标信号和干扰信号分别为：S(t)=Escos(ωst)[cos εs sin εsejδs]T=AsS，(7)J(t)=Ejcos(ωjt)[cos εj sin εjejδj]T=AjJ.(8)式中:Es、Ej分别表示辅助通道接收到的信号与干扰的强度，ωs和ωj表示信号与干扰的频率，Es≪Ej，ωj≈ωs；S=[cos εs sin εsejδs]T，J=[cos εj sin εjejδj]T，εs和δs表示信号的极化参数；εj和δj表示干扰的极化参数；As=Escos(ωst)，Aj=Ejcos(ωjt).文献[1-2]提出的方法，在估计出干扰的极化参数和后，令接收极化为(9)则辅助通道极化滤波后的输出目标信号、干扰分别为：Sf(t)= Es[cos εscos εj+sin εssin εjej(δs-δj)]cos(ωst)，(10)Jf(t)=Ejcos(ωjt).(11)显然，极化滤波后干扰信号得到了最大化输出.但是，目标信号只是被移相和幅度调制，并没有被完全消除掉.易求得极化滤波后目标信号的衰减系数A为(12)显然A≤1.辅助通道的目标信号在经过极化滤波后通常会被衰减，但是衰减的程度就要取决于干扰与信号极化状态的相互关系了.当且仅当信号极化与干扰极化互为正交极化，即εs=εj±π/2，δs=δj时，A=0，目标信号效应才能够被完全消除.但是，绝大部分情况下，这一条件并不满足，因此辅助通道的信号只是被部分衰减而已.针对传统极化滤波方法无法完全消除目标信号效应的问题，提出一种新的极化滤波方法，它可以完全消除目标信号效应.3 一种新的消除目标信号效应的极化滤波方法首次提出将斜投影极化滤波技术引入到旁瓣对消系统，用以消除目标信号效应.基于斜投影算子的极化滤波技术性能优良，我们只需要获取感兴趣信号的极化参数，便可求得极化滤波的斜投影算子，作用于接收到的混合信号就能够实现感兴趣信号与其它信号的分离，同时不影响所分离信号的幅相特性，便于后续的对消处理. 3.1 基于斜投影算子的极化滤波技术由式(7)、(8)可见，矩阵S和矩阵J均为2×1的列满秩矩阵.假设干扰与目标的极化状态不同但不要求正交，即S和J列向量间线性无关，则合成矩阵[J S]也为列满秩矩阵，且秩为2.沿着与子空间〈S〉平行的方向到子空间〈J〉的斜投影算子定义为(13)式中：为矩阵的广义逆；H为矩阵的共轭转置.那么，求得的斜投影算子具有如下性质：(14)即斜投影算子的值域空间是与其相对的投影空间〈J〉，子空间〈S〉是斜投影算子零空间的一个子集.因此，如果我们忽略随机噪声的影响，则辅助通道接收的回波经过斜投影算子处理后将得到如下结果：y(t) =ESJ(AsS+AjJ)=As(ESJS)+Aj(ESJJ)=AjJ=Ejcos(ωjt)[cos εj sin εjejδj].(15)式(15)说明:只要目标信号与干扰信号的极化状态不同,那么经过斜投影后目标信号就能被完全抑制,同时干扰的幅度和相位不会发生任何改变,保持与主通道干扰的相关性.斜投影极化滤波的关键是求解斜投影算子.由式(13)可见，斜投影算子的求解需要同时获取信号的极化状态矢量和干扰的极化状态矢量.但当干扰的极化状态已知，目标信号的极化状态未知时，斜投影算子也可通过下式求解[8]：(16)式中RA=(JΛJ)，Λ为干扰和目标的功率构成的对角形矩阵.3.2 基于斜投影极化滤波的目标效应消除方法由式(15)的计算结果可见，斜投影极化滤波可实现对目标信号效应的完全抑制.基于这一新方法的辅助通道组成原理图如图2所示，具体实施步骤如下：第一步，干扰极化参数和的估计；第二步，利用式(16)的推导得到斜投影算子EJS；图2 基于斜投影极化滤波的旁瓣消除系统原理图第三步，将得到的EJS作用于辅助通道的接收信号，抑制其中的目标信号，只保留干扰；第四步，利用开环或闭环算法求解最优权值Wopt，实施旁瓣对消.其中第一步对整个算法的实施效果起着至关重要的作用.只有准确实时的估计出干扰的极化参数，求解出的斜投影算子才能够充分消除目标信号效应，最终的旁瓣对消比才能够达到最大值.通常情况下，目标信号和干扰是叠加在一起进入雷达接收机的，且干扰功率远大于目标信号功率，因此对这样混合信号的极化状态估计可以近似认为是对干扰的极化状态估计[9].对于脉冲雷达，如果干扰的极化状态不变或缓变，也可以在每个脉冲周期内大于最大回波延迟范围外进行采样，估计干扰的极化状态，这时信干比非常小，对于干扰极化状态的估计比较精确.我们可以利用卡尔曼滤波技术来实时估计干扰的极化参数，它的收敛速度快，且估计精度高.图2给出了基于斜投影极化滤波方法的旁瓣对消系统组成框图,其中M=1，即只有一个辅助通道.辅助通道具有水平和垂直两个正交极化的接收天线，用于实施极化滤波；主通道只有一个固定极化的天线.4 实验与仿真为验证新方法的正确性和有效性，进行了典型情况下的计算机仿真实验.假设主天线为水平线极化，最大波束指向增益为25 dB，第一旁瓣增益为0 dB；辅助通道天线增益为0 dB，采用水平、垂直极化的两个天线接收.目标信号为正弦连续波，极化为斜45°的线极化，Jones极化矢量为[cos 45° sin 45°]，即εs=π/4，δs=0；雷达遭受噪声压制式干扰，且干扰的极化状态为左旋圆极化，极化矢量为[cos 45° sin 45°exp(jπ/2)]，即εj=π/4，δj=π/2.目标位于主通道天线主瓣的最大值方向，同时在天线第一旁瓣最大值方向有一个强干扰.主通道干信比为5 dB，信噪比10 dB.采用开环直接矩阵求逆(Direct Matrix Inversion,DMI)算法进行旁瓣对消，利用Matlab编程进行仿真.图3给出了采用新提出的极化滤波方法进行旁瓣对消的结果.图3(a)为主通道无干扰时的波形，为目标信号的正弦连续波；当受到敌方实施的噪声压制干扰时，目标信号已经无法识别，如图3(b)所示；采用斜投影极化滤波消除辅助通道的目标信号，然后再实施开环对消后主通道的波形如图3(c)所示.仿真利用了卡尔曼滤波方法来估计干扰参数，随着迭代次数的增加，干扰极化参数估计精度越来越高，旁瓣对消的效果也越来越好，大概迭代到25步左右时已经只剩下纯净的目标信号，且信号幅度仍为原来的1 V，表明旁瓣对消后主通道的目标回波毫无损失.图3的仿真结果证明利用提出的新方法进行旁瓣对消是可行和有效的，而且这种方法消除了旁瓣对消中的目标效应.(a)无干扰时主通道波形(b)噪声压制干扰时主通道波束(c) 旁瓣对消后主通道输出信号波形(斜投影极化滤波方法)图3 旁瓣对消仿真结果图4给出了不同情况下旁瓣对消系统的对消比RC的情况，RC参见式(6)定义.如果辅助通道不采取措施以消除目标信号效应，则旁瓣对消比只有35 dB；若辅助通道采用传统的极化滤波方法，旁瓣对消比可提高至50 dB左右；采用提出的斜投影极化滤波方法，整个系统的旁瓣对消比可大幅度提高至350 dB.图4的仿真对比结果进一步证明了提出的新方法在消除目标信号效应时的优良性能.这种新方法之所以具有如此明显的效果，主要是由于斜投影算法可以完全消除辅助通道的目标信号，因此极化滤波后辅助通道的干信比理论上可以达到无穷大，那么旁瓣对消比也就可以达到一个非常大的值.图4 对消比仿真结果需要特别说明的是，上述仿真结果的前提条件是目标回波极化状态稳定不变(极化为斜45°的线极化)，旁瓣对消比RC相比于传统方法得到了极大幅度的提高.实际情况下，运动目标的姿态是不断变化的，其回波信号的极化不可能恒定不变，受噪声的影响，辅助通道的干扰极化参数估计也必然存在误差，因此新方法的对消性能不可能这么理想，但是它所表现出的优良性能还是非常值得期待的.5 结论旁瓣对消技术可以有效对抗支援式干扰，消除从雷达旁瓣进入的强干扰信号.极化滤波技术与旁瓣对消技术的结合，进一步提高了雷达系统的抗干扰性能.首次将基于斜投影算子的极化滤波技术引入到旁瓣对消系统，克服了传统极化滤波方法存在的缺陷，大幅度提高了旁瓣对消的对消性能.因此，所研究的极化滤波方法具有极高的应用价值，可进一步提高我军雷达的电子对抗能力.参考文献[1] 李佳佳.极化雷达旁瓣对消技术研究[D].长沙：国防科技大学，2005：12-34.LI Jiajia.The implement of side lobe canceller in the orthogonal polarization radar system [D].Changsha:National University of DefenseTechnology,2005，11：12-34.(in Chinese)[2] 王珂.极化理论和相关极化技术在阵列信号处理中的应用[D].成都：电子科技大学，2009：33-53.WANG Ke.Polarization theory and its applications in array signal processing [D].Chengdu: University of Electronic Science and Technologyof China,2009，5：33-53.(in Chinese)[3] 常晋聃，易正红，甘荣兵.旁瓣对消系统的对消比上限分析[J].电波科学学报，2009，24(1)：132-135.CHANG Jindan,YI Zhenghong,GAN Rongbing.Upper limit of cancellation ratio of sidelobe canceller [J].Chinese Journal of Radio Science,2009,24(1): 132-135.(in Chinese)[4] 白渭雄，张文，苗淼.旁瓣干扰对抗技术研究[J].系统工程与电子技术，2009,31(1)：86-90.BAI Weixiong,ZHANG Wen,MIAO Miao.Study on the countermeasure technology against side-lobe interference [J].System Engineering and Electronics,2009,31(1): 86-90.(in Chinese)[5] 刘爱军，毛兴鹏，杨俊炜，等.基于FrFT的高频雷达信号极化状态估计方法[J].电波科学学报，2010，25(5)： 815-822.LIU Aijun,MAO Xingpeng,YANG Junwei,et al.Polarized state estimation methods based on FrFT for HF radar [J].Chinese Journal of Radio Science,2010，25(5)： 815-822.(in Chinese)[6] 常宇亮，李永祯，戴幻尧，等.全极化复杂调制假目标的鉴别方法[J].电波科学学报，2010，25(4)：651-657.CHANG Yuliang,LI Yongzhen,DAI Huanyao,et al.Distinguish method of polarimetric complicated modulation decoy [J].Chinese Journal of Radio Science,2010，25(4)：651-657.(in Chinese)[7] 张俊平，宋万杰，张子敬，等.自适应旁瓣相消的性能分析与仿真[J].雷达科学与技术，2008，6(6)：486-491.ZHANG Junping,SONG Wanjie,ZHANG Zijing,et al.Performance analysisand simulation of adaptive sidelobe canceller [J].Radar Science and Technology,2008，6(6)：486-491.(in Chinese)[8] 张钦宇，曹斌，王健，等.基于斜投影的极化滤波技术[J].中国科学：信息科学，2010，40(1)：91-101.ZHANG Qinyu,CAO Bin,WANG Jian,et al.Polarization filtering technique based on oblique projections [J].Scientia Sinica Informationis,2010，40(1)：91-101.(in Chinese)[9] 张国毅，刘永钽.高频地波雷达多干扰的极化抑制[J].电子学报，2001，28(9)：1206-1209.ZHANG Guoyi,LIU Yongtan.Polarization suppression of multidisturbance in HF ground wave radar [J].Acta Electronica Sinica,2001，28(9)：1206-1209.(in Chinese)。
基于低频通信系统的预编码性能分析与应用评估
基于低频通信系统的预编码性能分析与应用评估吴迪;孙宜军;马哲锐;马涛【摘要】在通信系统中,受限于信道相关性的影响,一般情况下,天线系统工作频段越低,其天线阵元间距越大,而较大的阵元间距不利于通信设备物理尺寸的降低.分析了一种阵元间距为λ/4的天线系统,其相对于常规阵元间距为λ/2的天线系统,可以实现更小的物理尺寸.选取了3种天线系统进行性能对比:8天线λ/4系统、与其尺寸相当的4天线λ/2系统以及具有相同阵元数的8天线λ/2系统,并从波束成形效果、干扰抑制能力及信道容量3个角度进行分析.仿真结果表明,λ/4天线系统在实现较小物理尺寸的同时可获得较为理想的传输性能.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2019(035)001【总页数】8页(P121-128)【关键词】低频通信系统;阵元间距;预编码【作者】吴迪;孙宜军;马哲锐;马涛【作者单位】中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司,河南郑州450052;中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司,河南郑州450052;中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司,河南郑州450052;中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司,河南郑州450052【正文语种】中文【中图分类】TN929.53中华人民共和国科学技术部与国家广播电影电视总局签署的《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》，以有线电视网数字化整体转换和移动多媒体广播电视的成果为基础，实现建设下一代广播电视网（next-generation broadcast network systems，NGB）的目标。
其中无线系统（NGB-W）的核心任务就是有效利用700 MHz重要频谱资源，实现无线广播和双向交互通信的融合共存，促进广电向无线全业务服务方向发展[1]。
中国电信经过多年建设，已经建成一张广域覆盖的CDMA网络，现阶段正依托完善的CDMA 网资源，快速高效地建设LTE 800 MHz 网络，从而形成 LTE 在广域上的覆盖，满足中国电信当前的网络发展要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 无线移动瓦斯监控系统功能无线移动瓦斯监测系统实现了井下信号的全方位覆盖，有效解决了固定式瓦斯传感器存在的监控盲区问题，同时实现了联网监测，解决了传统便携式瓦斯检测仪存在的数据滞后及人为现象严重的问题。
各个监测点的数据，可以及时上传，由各个井下监测分站将数据进行汇总，其主要的系统功能有：第一、瓦斯监测数据实时上传，监控区域覆盖于整个煤矿井下。
第二、便携式瓦斯检测仪与井下监测分站及井上调度中心形成联网体系，可以第一时间将数据信息反馈给地面调度部门。
第三、监测数据可以进行自动的分析及保存，有利于井上分析处理相关问题，当瓦斯浓度超标时，具有自动闭锁及声光报警等功能。
第四、具有一定的定位功能，方便地面调度中心对瓦检员的井下移动轨迹，进行相关的跟踪，进行移动线路间数据的相互对比，防止人为因素现象产生。
第五、无线移动瓦斯监控系统具有双向通信功能，如果地面调度中心有紧急事件需要通知时，可以通过收发短信的形式，将信息发送到单个或整体的瓦斯监测仪上，煤矿井下人员当遇到突发事件时，也可以反向向地面调度中心发出求救信号，以获得及时的救援。
4 无线移动瓦斯监测仪关键问题分析4.1 煤矿井下信号覆盖问题煤矿井下的巷道结构复杂，巷道里面有错综复杂的分支、拐弯以及各个工作面，还有生产设备、皮带车辆等障碍物的存在，所以要实现井下信号的全方位连续覆盖，其实并不容易。
首先要在大巷中设立瓦斯监测分站，并且数量要进行保障，同时这些分站的位置要相对固定，分站与分站之间用有线电缆进行连接，作为信号处理的中转站，从每个分站中引出多个无线信号收发器，充分分布于分站周边的各个区域，如：工作面、掘进面、分支巷道等，分站与无线信号收发器之间也采用有线电缆进行连接，以方便后期无线信号收发器的日常维护。
当无线信号收发器铺设完成后，需要从无线收发器中引出多条信号电缆作为信号天线，沿着所需要覆盖的区域进行铺设，有信号电缆的地方就有无线信号，总体来说只要人可以进驻的地方，信号电缆就可以铺设到哪，没有区域的限制，同时信号也不会随着巷道的分支及拐弯而受到影响。
4.2 便携式瓦斯检测仪的定位问题信号收发器可接收的范围往往涉及几百米的空间，在同一个范围区域内，有时有可能会出现多台便携式瓦斯检测仪同时上报数据，因此需要对每一台便携式瓦斯检测仪进行数据定位，这就需要通过定位装置来得以完成，定位器是由电池供电的小型无线设备，通过事先在地面数据库中进行输入位置，它会不断地向外发送其特有的位置数据信息，当瓦检员到达一个区域后，在它附近的定位设备就会向地面调度中心把当前的位置信息及瓦斯数据信息一起进行上报，并由地面上的瓦斯监控计算机统一处理。
5 结语通过以上的分析，我们发现无线移动瓦斯监测系统对个人便携式瓦斯监测仪进行了统一集中的管理，整个系统在实时数据上传方面及双向数据通信方面有着无可比拟的优势，所以在2009年全国煤炭瓦斯防治工作会议中，将无线移动瓦斯监测系统定位为先进适用技术。
目前，煤矿井下的无线移动瓦斯监控系统已经完成了相关的开发及准备工作，相关行业部门已经得到了充分的认证，并且已经在一些大新型煤矿中得以实际运用。
该系统的推广，必然会对煤矿瓦斯监测及瓦斯事故预防提供积极方面的意义，对我国整个煤炭行业的安全生产提供坚强的保护。
参考文献：［1］基于ZigBee技术井下瓦斯无线监测系统的设计［J］.袁志强.工业安全与环保. 2013 （06）.空域分段旁瓣对消对抗灵巧干扰的仿真杨 越，陈 钟，李 青（武汉滨湖电子有限责任公司技术中心信号处理研究室，湖北 武汉 430205）摘 要：文章通过阐述灵巧类干扰的特点，指出了传统旁瓣对消方法在应对此类干扰时的不足，并基于此提出分段的改进方法使其能有效应对灵巧类的干扰。
为了适应实际雷达系统的需要，分段策略予以分析和说明，通过详细的仿真实验证明了该改进方法应对灵巧类干扰的有效性。
关键词：灵巧干扰；灵巧噪声干扰；时域分段；旁瓣对消0 引言抗有源干扰依然是现代战争中雷达需要应对的挑战。
随着PD雷达信号处理手段的完善，传统的白噪声压制式干扰的优势正在被削弱，而能利用雷达发射信号衍生得到的灵巧类别的干扰正在走向实战。
因此，研究这种新体制干扰的抗干扰手段显得非常必要。
雷达抗有源干扰的思想无非是要么不被干扰机截获，要么就在时、频、空、极化、编码域中的一者或多者联合的情况下能将干扰与有用信号区分开，从而达到抗干扰的目的。
1 传统旁瓣对消算法旁瓣对消是利用干扰与雷达主瓣观测方向不同的空域差别完成干扰与目标回波的区分，从而达到抗干扰的目的。
旁瓣对消可以使用最小均方误差准则。
旁瓣对消最优的加权系数W x0为：（1）其中：为辅助阵列信号的自相关矩阵，（·-1）为求逆运算，为主通道和辅助通道信号的互相关矩阵。
在图1中，Y为雷达主通道的阵列信号，A为DBF的导向矢量，d为DBF后的主通道待对消信号，X为辅助通道的阵列信号，W x0为自适应旁边对消系数，X0为辅助通道加权后的滤波器输出，ε为最终的旁瓣对消输出。
在工程实现中，为了防止目标被对消掉和保证对消效果，因此干扰样本的选取往往是雷达量程远端的洁净区。
但这却不适用于猝发式的灵巧类干扰。
原因在于所选取的训练样本不能保证其中所含的干扰样本的有效性。
其次，若使用非封闭式的收敛算法，由于滤波器收敛的暂态时间较长，而这将严重影响到旁瓣对消的性能。
图1 旁瓣对消结构图2 分段旁瓣对消算法针对传统旁瓣对消面对灵巧类干扰的问题，本文提出了一种分段式的旁瓣对消干扰方法。
分段式旁瓣对消的思想是在整个距离段上分段取样进行旁瓣对消。
由于采用低增益的天线阵元，使得主瓣方向的目标在辅助通道所构成的子空间内投影分量较少，从而确保在对消后的目标损失远小于干扰的损失。
分段式旁瓣对消依然采用传统旁瓣对消的准则，但实现方法上须采用封闭式的算法，以保证结果直接收敛到稳态。
工程上可以采用直接矩阵求逆算法（SMI）或信号子空间算法等改进型算法实现。
分段旁瓣对消计算权系数时的数据块划分方法如图2所示，其横轴表示距离单元，数据块划分用数字标示。
使用标示为偶数的数据块计算各自对应的对消权系数W x0。
为了以示区别，用不同方向的斜线表示相邻的偶数数据块得到的权系数是不同的。
相邻的奇数数据块不用计算权系数，而是直接使用其左右相邻的偶数数据块得到的权系数。
例如奇数块3数据等分为左右各1份，用数据块2生成的权系数对消数据块3左边的一份数据，用数据块4生成的权系数对消数据块3右边的一份数据，于是得到了奇数数据块最终的对消数据结果。
而偶数数据块则直接使用其自身生成的权系数进行一次数据对消。
图2 分段对消取样示意图以SMI算法为例来考虑计算量。
设辅助通道数量为K，每个PRI的全距离单位分段数为b，每段数据长度为N。
以复乘为基本运算量单位，计算R x需要NK2，求逆运算需要K3，计算r xd需要NK，计算R x与r xd的乘法需要K2，计算W x0与辅助通道数据相乘需要NK。
全距离单元分段的计算量为：（2）图2所示的间隔分段对消的计算量为：（3）比较式（2）和式（3单元分段对消的计算量可有效降低。
假设回波中的信号为，参考信号为，干扰调制信号为，脉压后的结果为，有：（4）式（4）的频域表达式为：（5）其中，、、、分别为、、、的傅里叶变换。
两种干扰的脉压结果如图3（b）、图4（b）所示。
由于灵巧干扰为了在全距离单元进行压制，使得本文提出的分段旁瓣对消样本块划分方法可有效获取干扰样本信息。
在灵巧噪声干扰的情况下，虽然干扰猝发的起始距离单元是随机的，但为了尽可能获得脉压的增益，干扰信号是与的卷积，其长度不小于的长度。
通过合理的分配数据块的长度N（例如块长度小于等于长度的一半），依然可以保证对消效果。
因此，本文提出的分段旁瓣对消反复既减少了求取自相关矩阵的计算量，又保证了对消效果。
3 仿真分析仿真雷达水平机械扫描时受灵巧干扰时的情景，参数设置：雷达转速6r/min，PRI 2.56ms，信号带宽2MHz，LFM信号长度256点，回波长度4096点，干扰方向-40°和20°，干噪比35dB，目标方向-8°，径向速度12m/s，信噪比-30dB，主天线3dB波束宽度2.8°，辅助天线为3元阵，MTD使用32点FFT，4点划窗。
通道间的幅相误差为1dB和5°的标准正态分布。
图3标回波位于95.43dB，噪底电平峰值约为88dB。
d Brange unit图3（b） 目标+噪声+灵巧干扰的时域波形图3（b）是图3（a）的基础上加入密集灵巧干扰后的脉压时域结果。
可以看到目标回波完全被干扰压制。
干扰峰值约为120dB。
图3（c）是图3（b）在1258距离单元进行MTD 的频域结果。
可以看到目标的多普勒信息完全被灵巧干扰掩盖，无法检测到目标。
图中的横线表示该距离单元当前多普勒的均值。
图3（d）是对密集灵巧干扰对消后的脉压时域结果。
对比图3（a）可以看到，时域回波的噪底电平峰值约为88dB，无明显干扰剩余，目标回波强度有0.3dB的减弱。
图3（e）是对图3（d）进行MTD 的频域结果。
可以看到由于干扰被对消，该距离单元的目标多普勒信息被明显的显现，而且整个多普勒的均值较图3（c）约有6dB 的提升。
d Bm/s图3（c） 有干扰时目标所在距离单元的MTD 结果仿真雷达水平机械扫描时受灵巧噪声干扰时的情景，参数设置：雷达转速6r/min，PRI 2.56ms，信号带宽2MHz，LFM信号长度256点，回波长度4096点，干扰方向-40°和20°，信干比0dB，干扰为每个PRI内发射和一range unit图3（d） 对消干扰后的时域波形d Bm/s图3（e） 对消干扰后目标所在距离单元的MTD 结果图4（a）是在雷达转动到-8°时，仅有白噪声和目标进入雷达主瓣时的脉压时域结果。
可以看到目标回波位于1258距离单元，未归一化的相对强度为95.43dB，噪底电平峰值约为88dB。
d Brange unit图4（a） 目标+噪声的时域波形ゅ 㻌㻙㻤㻚㻜㻜㻡㻝㻠㻝d Brange unit图4（b） 目标+噪声+灵巧噪声干扰的时域波形图4（b）是图4（a）的基础上加入灵巧噪声干扰后的脉压时域结果。
可以看到由于干扰使用了信号的波形作为载体，使得脉压对干扰的抑制是透明的。
需要说明的是灵巧噪声干扰在每个PRI 内所处的距离单元是随机的。
当前一个干扰波形正好将目标回波脉压后的时域波形掩盖。
干扰强度约为103dB，强于目标回波脉压峰值。
dBm/s图4（c） 有干扰时目标所在距离单元的MTD结果图4（c）是图4（b）在1258距离单元进行MTD的频域结果。
可以看到目标的多普勒信息并未完全被灵巧干扰掩盖。