相控阵雷达抗有源混合干扰算法研究

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在电子对抗技术迅速发展的今天,随着新型雷达的不断发展和电磁干扰的不断复杂化,为了能够最大限度地提高雷达的抗干扰能力,减小干扰对雷达探测性能的影响,对雷达抗干扰技术进行相应的研究具有深刻的意义。本文以相控阵雷达为研究对象,利用其特点着重围绕对抗由压制式干扰和欺骗式干扰叠加而成的有源混合干扰算法开展研究。首先,在推导出相控阵雷达关于有源混合干扰模型的基础上,通过对常规相控阵雷达分步抗干扰算法分析和仿真发现,传统的相控阵雷达信号处理流程存在当强压制式干扰混合欺骗式干扰的情况下不能将欺骗式干扰有效抑制掉的问题。进而针对该问题,本文提出了一种辅路加权对常规分步抗有源混合干扰的改进算法,并通过仿真验证可以看出,该算法不仅有效的解决了相应问题,还使得雷达在弱压制式干扰叠加欺骗式干扰的情况下可以准确识别到真实目标。其次,论文利用相控阵雷达空域置零的特性,针对复杂环境下,相控阵雷达被混合干扰严重迷惑视听的问题,提出了一种基于最小方差无失真响应和样本矩阵求逆(MVDR-SMI)的抗有源混合干扰算法和一种基于子空间投影(SP)的抗有源混合干扰算法。以上两种算法都是利用天线阵元接收的信号估计出相关协方差矩阵,再利用相应算法得到自适应权矢量对回波信号进行加权而得到的。通过推导和仿真验证可知,这两种算法可使得天线方向图在主波束方向形成较强的功率而在干扰方向上形成较深的凹口,在对抗两种混合干扰的过程中,算法简单且自适应性强。经对比分析可知,辅路加权对常规分步抗有源混合干扰的改进算法在压制式干扰方面的功率方向图对比其他两种算法产生的凹口最深;而在保证可有效估计出天线回波信号的干扰子空间的前提下,基于SP的抗有源混合干扰算法在干扰对消比方面优于其它两种算法;在干噪比较高时,辅路加权对常规分步抗有源混合干扰的改进算法的抗干扰改善因子优于另外两种算法,而在低干噪比情况下,基于SP的抗有源混合干扰算法的抗干扰改善因子则更优;此外,在算法局限性方面,辅路加权法限用于有辅助天线且辅助天线数量大于等于3的雷达;MVDR-SMI法限用于一个脉冲重复周期(PRT)中采样点数大于等于二倍的天线阵元数量的雷达;SP法限用于处在混合干扰增益大于目标信号、目标信号增益与噪声增益大小相当的环境下的雷达。
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