一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统及其控制方法，属于雷达领域；一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统，包括：监测单元、信号处理单元、信号比对单元、数据存储单元、定位单元；本发明通过对雷达工作时，与其他雷达和通信、监测设备产生电子对抗时，进而己方雷达的电磁频谱削弱、破坏电子设备的使用效能时，对雷达电磁频谱进行监测，同时对监测信号进行调制，从而进行监测的电磁频谱的频段进行分段，从而提取特征的干扰，同时在进行数据存储时，会根据监测信号中电磁频谱的存在的特征不同，进行分类存储，且进行压缩存储，从而可以有效的节省存储空间。

说明书

技术领域

本发明公开了一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统及其控制方法，属于雷达领域。

背景技术

随着信号处理及组网技术的高速发展,雷达组网已经成为对抗电子干扰、隐身飞机、低空突防目标、反辐射导弹等的重要手段。雷达组网之后在战场上可以构成多体制、全方位和高精度的探测体系,与单雷达相比其测量精度和识别能力大大提高。

在电子对抗方面,雷达组网后加强了数据的互联互通,能充分发挥多体制对抗和协同对抗的优势,提高雷达网的抗干扰能力,以至于单一的干扰资源已经不能有效的对雷达网进行干扰。为了提高对雷达网的干扰效果,可以通过协同干扰技术将众多不同类型的干扰资源进行组网,统一调度达到最优干扰目的。

但现有技术中的雷达在进行工作时，会与其他雷达和通信、监测设备产生电子对抗，进而己方雷达的电磁频谱削弱、破坏电子设备的使用效能时，同时由于雷达在进行工作时，工作人员会进行监控，监测信号为电磁频谱信号，而电磁频谱的信号中存在这多种数据信息，如果进行同一存储，会造成数据紊乱，同时由于工作环境的不同，监测的信号中存在大小不同的干扰信号，从而影响数据质量。

发明内容

发明目的：提供一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统及其控制方法，以解决上述问题。

技术方案：一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统包括：

监测单元，用于雷达工作时，与其他雷达监测设备产生交互对抗时，从而敌对双方为削弱、破坏对方电子设备的使用效能时，对己方雷达的电磁频谱进行监测控制；

信号处理单元，进行提取监测信号的中电磁频谱特征提取和去除监测信号的干扰杂波；

信号比对单元，进行工作条件的指定几个特定信道，告知设备这几个信道的标准最大电平，设备开始周期性监测这几个信道并按照固定时间间隔返回哪几个信道超出其最大值；

数据存储单元，进行电磁频谱数据的存储；

定位单元，进行对存在对己方雷达造成干扰、性能削弱的设备和障碍进行目标定位。

在一个实施例中，在定位单元中，主要进行方位确定与位置确定；方位确定又分为单频测向和宽频测向两个功能，其中单频测向是对单个电磁信号频率点进行的测向处理，而宽频测向是对一定带宽频率范围内的所有电磁信号频率的测向处理；定位功能是对测向得到的原始测向数据进行交汇定位，得到被监测信号源的定位信息。

在一个实施例中，在进行信号处理时，系统接收信号数据且进行干扰分析，通过对保存的监测数据进行分析得到关于干扰信号相关信息，包括干扰信号的频率、干扰信号的功率和干扰出现 的时间等信息；同时确定某一频率在一次测量频率段中的占用百分比。

在一个实施例中，在进行数据存储时，数据存储单元将数据进行压缩若干个序列，每个序列包括字节；包括：未匹配串长度、未匹配串字节、匹配串长度及匹配偏移量；进行读取4个字节，并计算其值；并记录上次字节流数组中的位置；将上次字节流数组中的位置与此次数据的字节流数组中的位置进行匹配；如果匹配成功，那么就扩展当前匹配的成果；如果发生了冲突，则表示找到一个可压缩的数据段，从而进行数据的编码存储。

一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统的控制方法，在进行电磁频谱控制系统控制时，需要先进行信号处理，从而进行监测信号中的干扰以及特征提取，从而进行后续工作；具体步骤如下：

S1、进行电磁频谱监测信号处理；

S2、进行信号电平比对，从而判断电磁频谱的准确性，以及提取非正常信号；

S3、进行分类存储信号；

S4、进行造成干扰、性能削弱的设备和障碍进行目标定位.

在一个实施例中，当系统进行工作时，电磁频谱监测信号输入控制系统，从而进行信号处理工作，具体步骤如下：

步骤101、进行将监测信号调制，之后每次振荡的幅度会有变化,把每次振荡信号的最高点和最低点分别用虚线连接起来,虚线的形状就是脉冲信号的包络；

步骤102、进行提取包络峰值；

步骤103、首先对监测的电磁频谱的频段进行分段；

步骤104、进行将分段进行排序，从而提取峰值分段特征；

步骤105、进行提取峰值分段中的能量分布特征提取；即得出：

式中，W表示峰值分段中的能量总和，(t)表示峰值分段中的采集时间；

步骤106、根据步骤105中的峰值分段中的采集时间与电磁能量未相对性关系，且电磁能量随着频率的分布进行变化，所以公式可以进一步得出：

式中，

步骤106、进行提取特征的干扰识别与稳定检测；

步骤107、将提取的特征进行整合，建立数据集合A；

步骤108、数据集合A只代表一个峰值分段中的数据集合，而对整个频段中的数据进行整合，从而可以得到矩阵T；根据每个分段数据存在的干扰和干扰特征可以得到：

其中，m为特征数据的个数，n表示峰值分段个数；

步骤109、进行归一化处理，减小测试距离；

步骤110、由于每个特征对干扰识别的判断是不同的，进而赋予不同特征不同的权值；

步骤111、在每个特征判定的模板基础上进行权值判定，进而建立模板中心矩阵；

步骤112、将特征矩阵中的每一行对应一个点，进而建立高维空间；

步骤113、利用均值和均方差进行限定模板的阈值；

步骤114、输入一个待测信号，进行提取特征集合和权值矩阵；

步骤115、测试信号中的频谱与模板中心值的距离小于阈值所表示的高维空间区域半径，则判定为对应的干扰源。

在一个实施例中，根据完成的电磁频谱监测信号，进而提取监测信号中的特征提取，同时设置多个特定信道，同时根据信道的最大电平值进行与监测信号进行比对，进而完成判断电磁频谱的准确性，同时进行提取非正常的监测信号。

在一个实施例中，在进行数据分类存储时，需要将采集的信号数据进行本地缓存，同时监测节点通过网络与监测系统进行建立连接，且从监测节点中进行获取本次采集的数据，同时执行数据传输协议的解包，根据消息头提供的信息判断消息内容是否是经过压缩处理的，以及经过哪一种压缩编码处理的；并做出相应的处理。

有益效果：本发明通过对雷达工作时，与其他雷达和通信、监测设备产生电子对抗时，进而己方雷达的电磁频谱削弱、破坏电子设备的使用效能时，对雷达电磁频谱进行监测，同时对监测信号进行调制，从而进行监测的电磁频谱的频段进行分段，从而提取特征的干扰，同时在进行数据存储时，会根据监测信号中电磁频谱的存在的特征不同，进行分类存储，且进行压缩存储，从而可以有效的节省存储空间；从而本发明可以有效的保证监测信号的稳定性，同时可以准确判断干扰设备的位置，从而进行可靠的电磁频谱控制。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

图2是本发明的数据存储流程图。

图3是本发明的信号处理单元流程图。

具体实施方式

如图1所示，在该实施例中，一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统及其控制方法，包括：

监测单元，用于雷达工作时，与其他雷达监测设备产生交互对抗时，从而敌对双方为削弱、破坏对方电子设备的使用效能时，对己方雷达的电磁频谱进行监测控制；

信号处理单元，进行提取监测信号的中电磁频谱特征提取和去除监测信号的干扰杂波；

信号比对单元，进行工作条件的指定几个特定信道，告知设备这几个信道的标准最大电平，设备开始周期性监测这几个信道并按照固定时间间隔返回哪几个信道超出其最大值；

数据存储单元，进行电磁频谱数据的存储；

定位单元，进行对存在对己方雷达造成干扰、性能削弱的设备和障碍进行目标定位。

在进一步的实施例中，在定位单元中，主要进行方位确定与位置确定；方位确定又分为单频测向和宽频测向两个功能，其中单频测向是对单个电磁信号频率点进行的测向处理，而宽频测向是对一定带宽频率范围内的所有电磁信号频率的测向处理；定位功能是对测向得到的原始测向数据进行交汇定位，得到被监测信号源的定位信息。

在进一步的实施例中，在进行信号处理时，系统接收信号数据且进行干扰分析，通过对保存的监测数据进行分析得到关于干扰信号相关信息，包括干扰信号的频率、干扰信号的功率和干扰出现 的时间等信息；同时确定某一频率在一次测量频率段中的占用百分比。

在进一步的实施例中，在进行数据存储时，数据存储单元将数据进行压缩若干个序列，每个序列包括字节；包括：未匹配串长度、未匹配串字节、匹配串长度及匹配偏移量；进行读取4个字节，并计算其值；并记录上次字节流数组中的位置；将上次字节流数组中的位置与此次数据的字节流数组中的位置进行匹配；如果匹配成功，那么就扩展当前匹配的成果；如果发生了冲突，则表示找到一个可压缩的数据段，从而进行数据的编码存储。

一种基于通用雷达的电子对抗电磁频谱控制系统的控制方法，在进行电磁频谱控制系统控制时，需要先进行信号处理，从而进行监测信号中的干扰以及特征提取，从而进行后续工作；具体步骤如下：

S1、进行电磁频谱监测信号处理；

S2、进行信号电平比对，从而判断电磁频谱的准确性，以及提取非正常信号；

S3、进行分类存储信号；

S4、进行造成干扰、性能削弱的设备和障碍进行目标定位.

在一个实施例中，当系统进行工作时，电磁频谱监测信号输入控制系统，从而进行信号处理工作，具体步骤如下：

步骤101、进行将监测信号调制，之后每次振荡的幅度会有变化,把每次振荡信号的最高点和最低点分别用虚线连接起来,虚线的形状就是脉冲信号的包络；

步骤102、进行提取包络峰值；

步骤103、首先对监测的电磁频谱的频段进行分段；

步骤104、进行将分段进行排序，从而提取峰值分段特征；

步骤105、进行提取峰值分段中的能量分布特征提取；即得出：

式中，W表示峰值分段中的能量总和，(t)表示峰值分段中的采集时间；

步骤106、根据步骤105中的峰值分段中的采集时间与电磁能量未相对性关系，且电磁能量随着频率的分布进行变化，所以公式可以进一步得出：

式中，

步骤106、进行提取特征的干扰识别与稳定检测；

步骤107、将提取的特征进行整合，建立数据集合A；

步骤108、数据集合A只代表一个峰值分段中的数据集合，而对整个频段中的数据进行整合，从而可以得到矩阵T；根据每个分段数据存在的干扰和干扰特征可以得到：

其中，m为特征数据的个数，n表示峰值分段个数；

步骤109、进行归一化处理，减小测试距离；

步骤110、由于每个特征对干扰识别的判断是不同的，进而赋予不同特征不同的权值；

步骤111、在每个特征判定的模板基础上进行权值判定，进而建立模板中心矩阵；

步骤112、将特征矩阵中的每一行对应一个点，进而建立高维空间；

步骤113、利用均值和均方差进行限定模板的阈值；

步骤114、输入一个待测信号，进行提取特征集合和权值矩阵；

步骤115、测试信号中的频谱与模板中心值的距离小于阈值所表示的高维空间区域半径，则判定为对应的干扰源。

在进一步的实施例中，根据完成的电磁频谱监测信号，进而提取监测信号中的特征提取，同时设置多个特定信道，同时根据信道的最大电平值进行与监测信号进行比对，进而完成判断电磁频谱的准确性，同时进行提取非正常的监测信号。

在进一步的实施例中，在进行数据分类存储时，需要将采集的信号数据进行本地缓存，同时监测节点通过网络与监测系统进行建立连接，且从监测节点中进行获取本次采集的数据，同时执行数据传输协议的解包，根据消息头提供的信息判断消息内容是否是经过压缩处理的，以及经过哪一种压缩编码处理的；并做出相应的处理。

工作原理：在进行电磁频谱控制系统控制时，需要先进行信号处理，从而进行监测信号中的干扰以及特征提取，从而进行后续工作；首先进行电磁频谱监测信号处理；其次进行信号电平比对，从而判断电磁频谱的准确性，以及提取非正常信号；同时进行分类存储信号；最后进行造成干扰、性能削弱的设备和障碍进行目标定位；将监测信号调制，之后每次振荡的幅度会有变化,把每次振荡信号的最高点和最低点分别用虚线连接起来,虚线的形状就是脉冲信号的包络，进行提取包络峰值；首先对监测的电磁频谱的频段进行分段；进行将分段进行排序，从而提取峰值分段特征；进行提取峰值分段中的能量分布特征提取，进行提取特征的干扰识别与稳定检测；将提取的特征进行整合；将特征矩阵中的每一行对应一个点，进而建立高维空间；利用均值和均方差进行限定模板的阈值；输入一个待测信号，进行提取特征集合和权值矩阵；测试信号中的频谱与模板中心值的距离小于阈值所表示的高维空间区域半径，则判定为对应的干扰源根据完成的电磁频谱监测信号，进而提取监测信号中的特征提取，同时设置多个特定信道，同时根据信道的最大电平值进行与监测信号进行比对，进而完成判断电磁频谱的准确性，同时进行提取非正常的监测信号；

根据完成的电磁频谱监测信号，进而提取监测信号中的特征提取，同时设置多个特定信道，同时根据信道的最大电平值进行与监测信号进行比对，进而完成判断电磁频谱的准确性，同时进行提取非正常的监测信号；在进行数据分类存储时，需要将采集的信号数据进行本地缓存，同时监测节点通过网络与监测系统进行建立连接，且从监测节点中进行获取本次采集的数据，同时执行数据传输协议的解包，根据消息头提供的信息判断消息内容是否是经过压缩处理的，以及经过哪一种压缩编码处理的；并做出相应的处理。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。