多站雷达系统抗欺骗式干扰方法研究

摘要

多站雷达系统协同抗干扰技术是提高抗干扰能力的有效途径，系统中各雷达能够链接成网，构成网络化探测系统，协同工作对抗复杂电磁干扰。通过对不同雷达站进行队形优化，占用多个观测角度、多个频段和多种工作模式形成高密集度的信号空间，对多平台多传感器进行信息共享及信息融合，能够对干扰进行有效识别和抑制，极大地提高系统的体系化抗干扰能力；并且通过对各雷达的工作方式进行调度管理，增大了敌方对整个多站雷达系统进行干扰的难度。本论文从数据级、信号级两种层次对抑制欺骗式干扰方法、资源优化方法进行研究，主要成果包含： 1.基于同构多站雷达系统，提出一种欺骗式干扰下多站雷达优化布站方法，实现被欺骗概率最小和雷达网覆盖范围最大的联合优化布站。首先从理论上研究了两个雷达站数据级融合抗欺骗式干扰的能力，通过“取与”法则推导出多站雷达系统理论被欺骗概率；基于理论值分析了多站雷达协同抗欺骗式干扰优化布站问题；最后，对优化布站方法进行仿真分析，得到不同加权分配时多站雷达的分布方式。此外，针对欺骗式假目标干扰，现有模型忽略了各雷达存在的站址误差，从而影响多站雷达系统对目标的鉴别性能。为此，提出一种考虑站址误差的抗欺骗式假目标方法，通过改善多站雷达系统中各雷达之间的数据融合算法，提高了被错误降低的真目标的鉴别概率和多站雷达系统被欺骗概率。纠正了现有算法存在的隐患，提升了模型真实性和实用性。同时，由于对真目标的鉴别概率被恢复，减少不必要的资源浪费。 2.基于异构多站雷达系统，考虑被动雷达站工作在无源模式下这一特点，提出集中式主/被动多站雷达系统对抗欺骗式干扰方法，根据方位角、距离和二维角度三种信息分析主/被动雷达假目标鉴别方法。对三种方法进行仿真分析，结果表明基于二维角度信息的抗假目标方法更有效的提升了抗协同欺骗式干扰的性能。针对分布式主/被动多站雷达系统，提出一种基于分布式融合结构的主/被动雷达抗欺骗式假目标干扰的方法，该方法首先对主动雷达和被动雷达中的点迹信息进行关联检验，在关联成功的情况下，基于主动雷达中的量测值联合被动雷达进行航迹起始，并利用关联结果对真假目标进行鉴别，以剔除部分假目标。对主动雷达中已形成稳定航迹的假目标，进一步利用航迹关联检验的方法进行剔除。 3.基于现有圆形模型相关系数只针对恒定目标孔径这一问题，提出一种利用矩形散射模型来代表由于观测角度不同，目标姿态可发生变化的情况，推导出空间和频率分集多站雷达系统中目标回波相关系数由各雷达站观测角度、目标尺寸、空间和频率间隔等因素共同决定。与原有的圆形模型相比，矩形散射模型可以更好的表现目标姿态变化对目标孔径的影响，进而影响回波相关性。在矩形均匀散射模型的基础上，提出利用强散射点与均匀散射点相叠加的方式，更真实的反映目标顶点、分界线处散射强度较高位置对目标回波相关性的影响。通过仿真分析可以看出，本章提出的模型可以应对更多种目标散射情况，更有效的模仿真实目标。 4.基于目标参数估计信息进行真假目标鉴别的过程中，过多的雷达站数量会严重增加系统资源，产生不必要的能量消耗。可考虑利用部分性能、位置更优的雷达站代替全部多站雷达站系统。针对性能要求限定的情况，提出一种在保证假目标鉴别性能满足系统需求的前提下，有效降低使用雷达站数量的子站选择方法，在大幅降低计算复杂度的同时，节省雷达数量。针对资源有限的情况，考虑另一种雷达站个数恒定条件下，有限数量的雷达站达到最优假目标鉴别概率的子站选择方式，在规定雷达站个数的情况下，迭代选出空间位置较优的雷达站组合，使得资源缺乏条件下，假目标鉴别性能最大化。

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