当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

低截获概率雷达及其信号检测、分析和分类技术概述


维普资讯 http://www.cqvip.com

20 0 4年第 4期
20 N . 0 4, o 4

电 子 侦 察 干 扰
E e to i Re o n is n e a d J mmi g l r nc c n as a c a c n n

低 截 获 概 率 雷

达 及 其信 号 检 测 , 析 分 和 分 类 技 术 概 述
陶建 义 ( 海微波设 备研 究所 , 上 上海 2 10 ) 082
摘要 : 本文简要介绍目前低截获概率雷达(P) LI的利用及其实现技术, 并通过对数字 L I P 雷达检测器, 利用韦戈纳
( ) WD 分布分析 L I P 雷达信号及利用并联滤波器组和高阶统计 ( O ) H S 进行的 L I P 雷达信号检测 和分类等技术进行了 概述 , L I 达信号 的检测 , 为 P雷 分析和分类提供了一定 的技术途径 .

关键 词 :P 雷达; LI 信号检测; 信号处理; 数字去斜坡; 韦戈纳分布; 高阶统计

O v r i w f t e v e o he LPI Ra a n t i na t c i n,An l ss d r a d Is S g lDe e to a y i
a a sfc to c ni u s nd Cl s i a i n Te h q e i

T oJa —i a in y

( hn h i eerhIstt o co aeE u metS a ga 2 0 ) S a ga R sac ntue f r v q i n ,h nh i 0 2 i Mi w p 1 8
A b t a t h p l aina di lme tt ntc nq e fL Ird raeb if ec b da d sme t h ia a po c e sr c :T ea pi t n mpe nai eh iu so P a a r r l d sr e n o e ncl p ra h s c o o ey i c
s c sL Ir d rd tco ,Wi n rd s b t n,p r l l i e ra sa d hg e r e tt t s t ee t, ay e a d ca sf u h a P a a ee tr g e it u i i r o aa e l r r y n i h ro d rsai i o d tc a l s n lsi l ft a sc n y L Ir d rsg as r n rd c d P a a in ,ae ito u e . l -

Ke y wor s: P a a ;i a eet n;inlpo esn dgt ea d L Irdr sg l d t i sg a rc sig;ii d lmp; in rds b t n hg e re tt t s n c o l a W g e it ui ; h rod rsai i i r o i sc

1 引言
在 现代 战场 上 , 雷达 系统 面临 电子攻 击 和反辐射 导弹 的严重威 胁 .为 了实现必 要 的 目标 检测 和跟踪 ,

术, 然后 介绍 目前 国外 针 对 L I P 信号 的检测 , 析 和 分
分 类所进 行 的一些 研 究 , : 用 去斜 坡技 术 的数 字 如 采

LI P 雷达 检测 器 , 用 WD分 布分析 L I 利 P 雷达 信号 及 利用并 联滤 波器 组和 H S对 L I O P 雷达 信号进 行 检测 和分类 等 , 旨在 对 L I 达 的侦 收 , 获 寻求 切 实可 P雷 截
行 的方法 .

同时又 要保护 自己免遭 敌方 攻击 , 雷达 系统必 须设计 成 L I 达. 白上 一世纪 8 P雷 O年代 开始 对 L I P 雷达进 行研究 到 9 O年 代 开 始 部 署 以来 ,P 雷 达 日益 受 到 LI 重视 .今天 , 多军用 雷达 都将 L I 许 P 定义 为重要 的技 术 和战术要 求 .L I 达 通 常 通 过 采 取 降 低 天 线 旁 P雷 瓣, 频率捷 变 , 复杂 的波 形 设 计 等措 施 来 降 低雷 达 的 可 观察性 , 采用 灵 活 的功率 管理 来 降低雷 达 的截 获概 率, 从而 提高雷 达在 战场环 境下 的反 侦察 能力 和 自身 生存能 力 .而 电子 侦察 一 方 必 须 充分 研 究 L I 达 P雷 的技术 特征 , 针对 性 地采 取 相 应 对 策 , 能赢 得 未来 才
电子 战 的主动权 .

2 L I 达 的 性 能特 点 和 利 用 P雷
低截 获概 率雷 达 的性 能可 用 L I 达截 获 因子 P雷
仅来 描述 , 义为 截获接 收机距 离 与雷 达作 用距 离 仅定
之比, 可表示 为 以下式 子0 :
=

卸 篆】 1 【
() 1

本文 首先介 绍 目前 L I 达 的利 用及 其 实 现 技 P雷
· 收稿 日期:0 4 1-8 20 —00

维普资讯 http://www.cqvip.com

2

电子 侦 察 干 扰

2 0 第 4期 0 4年

G为天线 的增益 , 为噪声 温度 , 噪声 系数 , 7 1 为 日为带 宽, £为截 获接收 机损耗 . 当 O>l时 , 获 接 收 机 占有优 势 , 以在 被 雷 t 截 可 达发 现前 发 现 雷 达 ;t O=l时 , 截 获 接 收 机 优 势 持 与
名 称

平, 是一 种临界 状 态 , 记此 时 雷 达 的最 大 探测 距 离 为 R ,t .O<1时 , 达 占有优 势 , 以在 被截 获 接 收机 发 雷 可 现之前 发现截 获 接 收 机 , 将 O <1雷 达 称 作 为 L I 可 t P

雷达 .表 l给 出了 L I P 系统 中常 用的各种 定义 .
定 义

表 1 L I 达 系 统 中 常 用 的各 种 定 义 P雷

相参雷达 频率捷变雷达 LI P 雷达 寂静雷达 随机信号雷达 多相编码连续波雷达

发射信号与发射机 中的振荡器关系有恒相位关 系的雷达 不同频率发射的脉 冲或脉 冲组的雷达 雷达参数很难被 E s发射机准确识别的雷达 雷达可 以探测到位 于 目标可 以探测到雷达信 号相同距离处 的 目标 利用实际上是随机信号 ( 如噪声 ) 波形 的雷达 对发射的连续波信 号具有伪随机相位编码调制的雷达

21 L I . P 雷达 的利 用

已在舰 船 , 艇 , 潜 以及海 岸 和战 场监 视 的 隐蔽 作 战 中 被用 于反 舰 巡 航 导 弹 和反 潜 战 潜 望. 察 的寂 静 瞄 侦 准 , 被用 于机 载 测 高 , 视 , 还 监 导航 和火 控 等诸 多方
面.

基 于上述 特 点 , P 雷 达 已被 广 泛 利 用 和 部 署 , LI 表 2列 出了一些 目前正 在利 用的 L I 达 系统 , P雷 以及 它们 的研发者 和它们所 采用 的技 术 .表 中可见 , 它们
研 制商 H ny e oew ! l N vi aa r 系统 名 称 H( 5 50 G A 2 D R 一0 o

表2 L I P 雷达 系统
所 用技 术 频 率捷 变 L I 途 P用 雷 达 测 高 计 雷 达 测 高计

N v o e neEet n s aC m D f s l r i e coc 汤姆 逊 C F S
BE A Eis n r s eo Sa o r abB f s o Sa ya i abD nmc s S na¥ i al g S nag i al g S na i al g g S nag i al g

A / P 一3 N A N 22 A V.10 H 2 o
A 19 D 90 Eg al e Pl k ,, i t l 23 oM R S1MR B一 5 Sur ql e Pg ae S ot cu
S rL mat .

F W MC
跳 频 快 速 跳 频 FC M W F W MC FC M W

组合测高雷达 雷 达 测 高 计
雷 达 测 高 计 火控 监视 , 导航 雷 达 制 导 的 空一 面导 弹 战场 监 视 便 携 式 地 面 防 空 监视 系统 监 视 , 航 导 监视 .

Se aN vd . ir eaa r T I T I TxrnS s mg et yt o e 雷声
雷 声

T L AS A / P .4 N A S17 L N lN A TR A / P 46 NSN , G. 7 0
A / P .8 N A G11

频率捷 变 频率捷变 频率捷变 频率捷弯 频率捷变
F W MC

战术 自动着陆系统 增强型搜索 , 目标指示 F1C D, 一5 F 1 一6 / F1E,.4机用地形跟随雷达 精密接近 , 着陆 F1E机用多模战术雷达 一5
B2多模 雷达 .

雷声 诺斯罗普 格鲁曼
Cesu c lis Te h

MR R S , G. 1 1
Ha d r

目标识 别和跟踪 F2 一2机用多模 战术雷达
机载 , 舰载 舰载 搜 索 雷 达

C lu eh e i T c ss

C lu eh e i T c ss C lu eh es s c i T

Sue otr R 10 M一o

F W MC

海 面 监视 雷达

3L雷 信 检 , 和 类 术 P 达 号 测 析 分 技 - 分
由于新的 L I P 雷达威胁的性质 , 现代截获接收机
变得 日益无 效 .L I 达 信 号 的 检 测 和 截 获要 求 复 P雷



孝 篇釜 主

佳的滤波器进行信号处理 ; 同时, 高精度的参数测量
算 法也为 完成对 信号 的分析 和分类 提 供 了有 力 的手

维普资讯 http://www.cqvip.com

20 04年第 4期

陶建义 : 低截获概率雷达及 其信 号检测 , 分析和分类技术概述

3

段.现将 国外在 L I P 雷达信号检测 , 分析和分类技术 方 面 的研 究情 况做一 介绍 .
3 1数 字 L I . P 雷达检 测器

接 收机 ( S Q 3 ) 如 L -2 .引用数据 库可 以了解 L I 达 P雷

的 工作模式 , 更宽 频带 的载频进行 频率 扫描 可 以扩 对
展该 系统 的能 力 .数 字 L I 达 检测 器 的软 件可 以 P雷 改进, 包括 对 匹配滤 波 器 的 自动 相 位 同步 , 而 改进 从

文献[ ] 3 介绍了一种采用去斜坡方法的数字 L I P
雷达检 测器 . 图 1示 出 了该 数 字 L I 达 检测 器 的 P雷

信 噪 比.引进 一种 算 法 可 以产 生对 未 知 工作 方式 进
行 处理 的 自适 应 匹配滤 波器 .

方框 图 .试 验 中一 台发 射 机被 制 成 用 来通 过 标 准 喇
叭天 线仿 真 PL T L I 达 的 6个 频段 的 F C 雷 IO P 雷 MW

3 2 利 用 韦戈纳分 布 ( . WD) 分析 L I P 雷达信 号

达信 号 , 后发 射信 号 通过 接 收 喇 叭 接 收 , 中频进 然 与
行 混频 , A D变换 器取 样 , 后 利用 奔腾 2计算 机 被 / 最

LI P 雷达 信 号 采 用通 常 的周 期 信 号 处 理 方 法很
难识别 , 目前 较多 采 用 时频 分析 方 法 , 短 时 间傅立 如

进行 数 字去斜坡 处理 .在 设 计 中要 注意 中频信 号 的 选 择 , 低 中频 应 至少为 所期望 的最 高频率 扫描 中频 最
的 15倍 , . 否则 , 出现谐 波失 真 . 去斜 坡 用 滤波 器 要 的设计 与雷达 工作 模式相 匹配 , 用设置 门 限来确定 利 通道 的恒 虚警 率是 否适合 检 验 F T 滤 波 器组 的输 出 F r
来确 定检测 .产 生初 始 检测 的通 道 具 有 自适 应 变化

叶 变换 (F F , S F ) 连续信 号 ( () 的 WD分布 , x t) 离散数
据 ( () 的 WD分 布 , 散 数 据 ( ( ) 的 平 滑 WD x1) 离 X 1) 分 布( WD) 离 散 数据 ( () 的 乔一 廉 姆 斯 分 布 S 和 X1) 威

( WD 等. 文献 [ 主要 介绍 了利 用 ( () 的 WD C ) 4] X 1)
分 布分析 P I L 雷达 信号 . WD分 布 由韦 戈纳 在 13 9 2年 引 出 , 是 采用 量 它

的特 点 ( 用软件 算法 ) 能 精 调谐 其 匹配 滤 波 器 , 利 , 获

的机理 同时对 空 间的信号 及空 间一 率 的变量 进行表 频
示的一种 方 法 .WD 分 布是 一 种非 常 有 用 的信 号 处

得最佳处理增益.文献 [ ] 3 中给出了该数字 L I P 雷 达 检测 器 的硬 件 和软 件 , 并给 出 了 对 PL T雷 达 6 IO 个频段信 号 的检 测结 果等 相关资 料 . '

理 方法 , 是用 网格 和轮 廓曲线分析 信号 的最佳 工具 .
文献 中介绍 了利用 WD分 布对 I4种信 号 ( l 调频 连续 波( M W) 二进制键 控相 移( P K) Fak码 , FC , B S ,rn P,2P I P , 3和 P 码 各 l 2种 , O T S P K F K 和 C SA S/S P K F K 目标 各 8种 , 试 2种 信 号 ) 行 分析 的情 S /S 测 进 况, 并分别 图 示 了用 此 方 法 对 上述 信 号 检 测 的有 效 性 .附录 1给 出 了 MA L B码 , 录 2给 出 了被检 TA 附 测 的 14种 信号 的 测试 矩 阵 .结 果表 明利用 WD分 1 布可 以成 功地提 取 P K F K跳 频 目标 外 的所 有 L I S/ S P

信 号参数 .对 于那些 可 以检 测 的信 号 , 有些 示 出了在
S R= d N 0 B和 一 d 6 B时 的 参数 , 有些 则 给 出了在 S R N =一 d 6 B的 参 数 .这 就 是 说 , 一 比对 于 L I 号 信 噪 P信 分 析来说 是事 关重要 的.除 了信 噪 比外 , 还有一些 其

它的重要 特性 需要 重视 .对 于 B S PK信 号 , 巴克 位位 数仅在 每 巴克 位 的周期 数 是 1 N B 1 时 显示 清 (PB ) 楚 .对 于 F C 信 号 , 数在 调 制 周 期 小 于 或 等于 MW 参 由取样 频率 分配 的取 样 点 的一 半 时 和 当调制 带 宽小
.

于或 等于载 频 的 2倍 时显 示 有 意义 .对 于 多相 位信
号 , 括 Fa k码 , ,P , ,和 P 包 r n P , P 4码 , 们 的相 位 长 它

图 1 数字 L I P 雷达检测器的方框图

度( N或 N ) 每个 相 位 的周 期 数 是 1 C P1 时可 在 ( P 一) 精 确获得 .C P越 高 , 越难 获得 正 确 的相关 长 度 . P 就 最后 , 率交叉 项是 C SA 频 O T S跳频信 号或 多频信 号 中 不能去 除 的.交 叉项具 有与载频 相 同的幅 度 , 并且它 们 的频 率是 任何 两个 真正 的载频 的平 均值 .采 用乔一
威廉姆 斯分 布的 最重要 优点是 它能 消除频率 交叉项 ,

已经表 明 ,P 雷达 信号 可 以 利用 该 检测 器 的数 LI 字 去斜坡 的方法从 背景 信号 被提取 出来.此外 , 系 该 统 尚可 以检 测在 有 效作 用 距 离 内失 配 的线性 F W MC 信 号 , 可以通过 对 脉 冲信 号 短 暂 遮 蔽 , 除脉 冲信 并 消 号来实 现在 脉 冲雷 达环 境 的 L I 达检 测 . 随着 数 P雷

字 LI P 检测器的试验成功 , 该装 置可用手现有 的 E s
'

-

但在文献 [ ] 4 中未进行试验.



'

● ● ●

'

维普资讯 http://www.cqvip.com

4

电子侦察干扰

20 04年第 4期

3 3 利 用并 联 滤 波 器 组 和 高 阶统 计 ( OS) L l . H 对 P
雷达信 号 的检测 和分 类

域使 信 息 的 利 用 超 过 了 传 统 信 息 处理 测 量 的 范 围 ( 如功率 谱 和相 关 函数 ) .这一 附 加信 息 可被 用来 对 噪声环境 的参 数进 行 更好 地 评 估 .并联 滤 波 器组 的 目的是 将输入 信 号分成子 频带 , 提供对未 知信号 完整 的 时频描述 , 并最 终 在相 关 处理 期 间保 持 信号 相 位 .
最后 , 的矩 阵进 入 特征 提取 模 块 , 信 号 的最 终特 总 其 性 被用来 确定哪 类 调制 已被 测得 . 图 2为并 联 滤波
器 和 H S的示意 图 . O

时间一 频率数据分析可以利用复杂的仪器通过计 算机 分析来 进行 .计 算 机 算法 正 在 被研 究 用 来 为用 户解释分析和图示数据 的结果.文献 [ ] 5 将并联滤 波器阵和 H S O 作为对 L I P 雷达信号进行检测和分类 的有效 的技术 方法 . H S是统 计信 号处 理领域 , 一 种时 频 检测 L I O 是 P
信号 的方法 , 在 过 去 的 l 中 已非 常普 及 .该 领 其 5年

滤波器 组

图 2 并 联 滤 波 器 和 H S的 示 意 图 O

文献[ ] 5 对利用并联滤波器和 H S检测每一种 O 被分析 的调 制信 号 和提 取 不 同未 知信 号 参 数 的效 果 进行 了 总结 , 给 出效 果 图 .该 方法 的效率 根 据 L I 并 P 雷 达 信 号 所 用 调 制 的 方 法 而 变 化 . 对 B S 和 PK
F W 信号表 现 出 了高效 的检 测 和识 别 能 力 .对 于 MC

蔽 , 于 >12的超 低截获概 率雷达 ( L I即隐形 关 / U P) 雷 达也 已有示例 报导 .与此 同时 ,P 雷 达信 号 的检 LI
测, 分析 和分类 方法 也层 出不 穷 , 如神 经 网络 已经被

完 全用 于识别 和分类 , 它似 乎是 L I P 信号提 取 和准确 分 类 的好 方法 .
参 考文献
( ]吕镜清 . 1 低截获概率雷达信 号侦收 .中国电子学 会电子
对抗分会第十三届学术年会论文集 , 5— 9 3 9 38

多相编码信号的检测和识别是稳定的, 虽然还有一些 参数不 能全部 识 别 出来 .对 于 不 同 的多 相 编码 信 号 如 Fa k P .: P 和 P 等也表 现 出了很好 的鉴别 能 rn , P , 力.对于 C s s ot 信号和 FK P K C s~ a S / S o a 信号进行检 t 测 和提 取是 有效 的 .而 对 F K P K 目标 检测 性能 很 S /S
低, 仅测得 了带宽 的参 数 .此 外 , 如所证 明 的 , 技术 该 单 独使用 不足 以处理 多种现 用 的 L I P 雷达 信号 波形 , 但 将此技 术 与 WD分布 , 期稳定 处理 和积 分镜象 滤 周 波器等 组合起 来 , 以获 得所期 望 的反响 . 可

( ]张 国京 , 2 严宜泰 .战术 F W 雷达 .网上资料 MC ( ]Dg a L I aa e c r D 3 ii l P drD t ~ .A A报告 t R e ( ]A ayio o rbb i f ne et aa i a s g 4 nl s f wPoait o Itr p dr g l U i s L ly c R S ns n
teWigr ir uo . D h ne s i t n A A报 告 D tb i

( ]D t tn adcas ctn o o rbblyo tcp 5 ee i n l i ao fLw Poait f I e e t co sf i i i n r
Ra a Usn P rall i e Ar y a d Hih r dr ig a rl F l r e t r s n g e One a lr

4 结语
新的雷 达体制, 信号调制方法使得雷达 日益 隐

Sasc.A A报 告 ttts D ii

相关文章:
雷达信号模糊函数理论研究与仿真_pdf
低截获波形设计技术.分析了这种雷达信号波形的统计...仿真表明组合脉压信号是一类较好的低截获概率雷达信号...建立一个分类合理、种类齐全、性能完善宽带雷达信号...
雷达原理及测试方案
低 截获概率雷达技术、动态目标显示脉冲多普勒技术...图 测量回波信号的多普勒频移, 可得到目标速度信息 ...1.4 雷达分类 军用雷达主要分类: 雷达种类 预警雷达...
雷达技术
雷达利用它们之间多普勒频率不同能从干扰杂波中检测...④发展低截获概率雷达,实行分布式雷达新体制雷达升...《雷达信号处理技术》 【3】陈志杰 《雷达系统分析...
一种海杂波背景下雷达信号检测方法的研究
《现代电子技术》2012 年第 07 期 摘要:结合相位编码信号和步进频率信号各自特点,提出了一种脉内相位编码 脉间步 进频率组合调制低截获概率雷达信号(PCSF) ...
雷达原理与对抗技术 复习资料
P12 13、按照干扰信号的作用原理分类,干扰分为遮 盖性干扰、 。欺骗性干扰。...(3)低截获概率雷达信号以及诱饵雷达和虚假 雷达信号日益增多。 技术特点:1、...
雷达技术实验报告
雷达技术实验报告_信息与通信_工程科技_专业资料。报告内容: 1.产生仿真发射信号...也能解决雷达作用距离距离分辨力 之间矛盾;在对低截获概率雷达信号处理中将有...
基于DMFT的LFM信号参数估计
来源:《现代电子技术》2009 年第 01 期 摘要:线性调频信号低截获概率雷达常用的一种信号形式,如何在低信噪比情况下检测 线性调频信号一直是人们研究焦点之一。...
线性调频信号仿真和性能分析
线性调频信号仿真性能分析_信息通信_工程科技_专业...是一种十分有效的低截获概率雷达信号,在抗干扰性...《空间电子技术》2007 年第一 期 57-87 [2]李勇...
雷达发展史
分析和识别敌方雷达发射的信号,查明敌方雷达的工作 ...(1)低截获概率雷达技术 为减少雷达被发现的可能性...进行目标分类、识别和判别目标属性。多部雷达组网,...
GPS干扰及其反制措施
分析通道可对侦察到的 信号进行分选,实现对多个 目标进行相关识别与跟踪,给...2.2 基于光纤调制解调复制技术的超低截获概率雷达 被动定位技术的 优点很多,但...
更多相关标签:
低截获概率雷达 | 低截获概率 | 截获概率 | 雷达对抗原理概述 | 合成孔径雷达概述 | 雷达探测概率 | 雷达检测概率 | 雷达分类 |