雷达对抗技术04-2015

未知雷达信号主分选 检测、参数估计、 识别与决策处理等
数据库、知识库 的补充与修订
人工干预及控制、处理结果显示、记录等 信号主处理
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1) 信号预处理
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2）信号主处理
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4．2 对雷达信号时域参数的测量
脉冲到达时间（tTOA）、脉冲宽度（PW）、 脉冲幅度（AP） 1、脉冲到达时间（tTOA）的测量
式中
M ( PDWi )是PDWi 在C j
子空间的投影，
PDW
i, j
m
j 1
为PDWi , j 的剩余（补流）
m j 1
即
i , j j 1 i , j j 1 m m PDWi, j j 1PDWi, j j 1 PDWi i0
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4.5.1 功率谱估计概述
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英国的科学家牛顿最早给出了“谱”的概念 1822年，法国工程师傅里叶提出了著名的傅
里叶谐波分析理论。
由于傅里叶系数的计算是一困难的工作，所
以促使人们研制相应的机器，如英国物理学 家Thomson发明了第一个谐波分析仪用来计 算傅里叶系数 Ak，Bk。 利用该机器画出某一港湾一年的潮汐曲线约 需4小时
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具体如下：
幅度调制类 脉冲调制 连续波(CW) 单频 频率分集 线性调频 频率编码 固定相位 随机相位 相位编码
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频率调制类
相位调制类
工作类型：
雷达的功能、用途、工作体制和工作状态等 可分选和识别的辐射源类型与侦察系统功能和用途有 关： 电子情报侦察(ELINK)： 可分选和识别的辐射源类型多； 电子支援侦察(ESM)： 主要是当前战场上对我方有一定威胁的敌方雷达； 雷达寻的和告警系统(RHAW)： 主要是对我方形成威胁的火控、近炸、制导和末制 导雷达 。
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19世纪末，Schuster提出用傅里叶系数的幅
平方，即 作为函数中功率的 测量，并命名为“周期图”（periodogram）， 这是经典谱估计最早的提法，至今仍被沿用。 只不过我们现在是通过FFT计算离散傅里叶 变换，使等于该傅里叶变换的幅平方。 Schuster鉴于周期图的起伏剧烈，提出了 “平均周期图”的概念，并指出了在对有限 长数据计算傅里叶系数时所存在的“边瓣” 问题，这就是后来我们所熟知的窗函数的影 响。
PDW PDW
m
m

4.3.2 对未知信号的预处理
PW 三参数： 、 f RF 、 D 的生成原则 1、 m 除与 C j j 1的生成原则相同外，还应满足： (1) 完备性和正交性
AOA
n k k 1
D
k 1
n
k
,
Di D j
i, j 1,..., n; i j
PW INT
tTOE tTOA t
sv (t ) UT , 0
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3、脉冲幅度（AP）的测量
溢出 s (t ) V0 AP INT v V 0
Sv (t ) V0 V 2 N V0 V 2 N Sv (t ) V0 Sv (t ) V0
3．信号处理的主要流程
信号处理包括预处理和主处理两部分，如图 示: 信号预处理
已知雷达数据库{Cj} 前端输入
{PDW i }i 0
ห้องสมุดไป่ตู้
雷达信号知识库{Dk}
已知雷达信号预分选
{PDWi , j }
剩余{ PDW i }
未知雷达信号预分选
{PDWi.k }
已知雷达信号主分选 检测、参数估计、 识别与决策处理等
2、预处理的基本算法
对已经生成的
C j
m j 1
，预处理的基本预分选算法：
M ( PDWi ) C j
m m j 1
PDW m i , j j 1 PDWi m PDWi , j j 1
M ( PDWi ) C j
j 1
m j 1
(2) 矩形非均匀分划 工程中实际使用的非均匀分划主要是按照原则和经验 制定的。
3、预处理的基本算法
PDWi PDWi ,k k 1
n
M ( PDWi ) Dk
k 1,..., n
n
Dk k 1 的投影。由 PDW ) PDW 式中 M ( 是 在 i i n D 于 k k 1 满足完备性和正交性，保证了剩余子流 中的任意 PDWi 都将被唯一分选到某一分选数据 缓存区中。
4．1 概述
1．信号处理的任务 侦察系统的前端担任预处理任务，输出实时 脉冲描述字流{PDW}。信号处理的任务是对 {PDW}进行信号分选、参数估计、存储、记 录和其它任务。 实时脉冲描述字流的组成和数据格式与侦 察系统的组成和性能有关。典型情况下为：
PDW (
i
AOA i
, f RFi , tTOAi , PWi , APi , Fi
式中[V0，V0 V 2N ]为A / D变换器的输入动态范围；V0为最低量化电平； N为幅度量化位数；V 为幅度量化单位。
4.3 雷达侦察信号的预处理
4.3.1 对已知雷达信号的预处理
C 的生成 1、
m j j 1
要求：
1）构成 C 的各维参数特征及参数的具体描述都必须与 侦察接收机前端输出的PDW参数特征及参数的具体描述保 持一致。 2） C j 必须表现出已知雷达j在PDW的多维特征参数空间中 详细的、具体的性质，以便于预处理能够尽快、准确地实 现信号分选。
T Tr max
t为时间计数器的计数脉冲周期，T t 2 N 为时间计数器 的最大无模糊计数范围，t为sv (t )发生过门限U T的时间，Trmax 为雷达侦察系统最大无模糊可测的雷达脉冲重复周期。
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2、脉冲宽度（PW）的测量
tTOE D mod(T , t, t ) sv (t ) UT
见信号类型的频率调制类 检测跳频范围、频点和频率转移概率矩阵 见信号类型的相位调制类 检测调制类型、范围和周期转移矩阵 检测脉宽调制数值和脉宽转移概率矩阵 检测扫描周期、照射时间、扫描调制方式等
3)
信号处理时间
两类信号处理时间： 对指定雷达信号的处理时间TSP 是从前端输出指定的脉冲描述字流开始， 到产生对该辐射源分选和识别结果，并达 到指定的分选和识别概率、参数估计精度 所需要的时间。
4．4 对雷达信号的主处理
4.4.1 对已知雷达信号的主处理
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4.4.2 对未知雷达信号的主处理
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4．5 雷达侦察信号的谱分析
信号谱分析在无线电侦察信号分析与处理中具 有重要作用。它的主要任务是对所截获的信号 频谱或功率谱进行分析，以获得无线电信号的 谱结构信息。这些关于信号谱结构的信息，对 无线电侦察中判定信号的调制种类、恢复谱对 称结构带通信号的载波，以及提取数字带通调 制信号的符号码元调制速率(等于符号宽度的 倒数)等，都起着直接的支持作用。归纳起来， 谱分析在无线电侦察中的直接用途主要是：(1) 信号检测；(2)信号调制种类识别；(3)信号带 宽估计；(4)已调信号的载波估计；(5)数字通 信信号的符号调制速率估计。
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4）可处理的信号流密度
可处理的信号流密度是指不发生数据丢失的条件下， 单位时间内信号处理机允许前端输入的最大脉冲描述字 流的平均数max。 主要取决于信号环境中辐射源数量、侦察系统前端 的检测范围、检测能力以及每个辐射源的脉冲重复频率、 天线波束指向和扫描方式等。 如： 星载、机载的ELINK： max＝几百万个脉冲/秒 机载的ESM、RHAW： max＝几十万个脉冲/秒 地面、舰载侦察设备： max＝几万～几十万个脉冲/秒 9/39
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他猜想如果太阳黑子的运动只有一个周期分
量，那么黑子数可用如下方程来产生， x k ax k 1 x k 2 e k
第4章 雷达侦察信号分析与处理
典型处理过程： 1 、侦察天线 —— 实时检测和参数测量电路 —— 脉冲描述 字PDW 脉冲描述字PDW（Pulse Discreption Word）: 对射频脉冲以指定长度（定长）、指定格式（定格）、指 定位含义（定位）的数字形式的信号参数描述字。 雷达侦察系统的前端：从侦察天线到射频信号实时检测和 参数测量电路的输出端。 2 、前端输出 —— 信号处理设备 —— 辐射源分选、参数估 计、辐射源识别、威胁程度判别、作战态势判别 雷达侦察系统的后端：从信号处理设备至显示、存储、记 录设备。
sv (t )
tTOA D mod(T , t, t ) sv (t ) UT
sv (t ) UT , 0
T
t t INT T D mod(T , t , t ) INT t
为避免周期测量模糊，应保证
以保证任意输入的PDW，都必将被唯一地分选到 一个 PDWi,k 中。 (2) 尽可能使同一部雷达、在同一种工作方式下的 PDW在信号预分选后处于同一个分选子流 PDWi,k 中。
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2、常用的
Dk k 1
n
(1) 矩形均匀分划 优点：预处理十分简单。 缺点：没有充分利用雷达信号参数非均匀分布的一般 知识，显然不是最合理的。
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Sk Ak2 Bk2
Schuster用周期图计算太阳黑子活动的周期，
以1749～1894年每月太阳的黑子数为基本数 据，得出黑子的活动周期是11.125年，而天 文文献记载是11年。 周期图较差的方差性能促使人们研究另外的 分析方法。 Yule于1927年提出了用线性回归方程来模拟 一个时间序列，从而发现隐含在该时间序列 中的周期性。