阅读说明：本技术 一种基于多级判定的有源干扰检测方法 (Active interference detection method based on multi-stage judgment ) 是由 韩喆 应凡 王能顺 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及抗干扰领域,特涉及一种基于多级判定的有源干扰检测方法。本发明对于噪声压制干扰和密集假目标干扰分别采用不同的特征同时进行检测,同时满足两种特征的即判定为组合干扰。为解决干扰过强时门限设置不合理导致的来自副瓣的虚假检测,本方法通过主辅天线的匿影比较判断当前干扰方位是否位于副瓣,从而避免虚假干扰指向。(The invention relates to the field of anti-interference, in particular to an active interference detection method based on multi-stage judgment. The invention adopts different characteristics to simultaneously detect noise suppression interference and dense false target interference respectively, and judges that the interference meets the two characteristics simultaneously, namely the interference is combined. In order to solve the problem of false detection from the side lobe caused by unreasonable threshold setting when the interference is too strong, the method judges whether the current interference direction is located in the side lobe or not through the shadow comparison of the main antenna and the auxiliary antenna, thereby avoiding the false interference direction.)

一种基于多级判定的有源干扰检测方法

技术领域

本发明涉及抗干扰领域，特涉及一种基于多级判定的有源干扰检测方法。

背景技术

在现代战争中，电子对抗技术与反对抗技术所占据的地位愈发重要。各种干扰技术层出不穷，对雷达探测性能造成的影响愈发严重。目前最常用的干扰手段包括噪声压制干扰和密集假目标干扰。在雷达反对抗手段中，首先需要做到的即是对干扰源进行检测。能够第一时间知道雷达受到了干扰并准确定向才能有针对性的采取对抗措施。经过近几十年发展，有源干扰检测方法主要有以下几类：

1)基于平均功率的干扰检测

首先对雷达接收到的信号进行采样，其次截取一段长度为雷达发射信号脉冲重复周期的信号并计算其能量的大小，通过比较该段信号的平均功率大小是否超过设定的门限值，来判断接收到的信号是否存在噪声压制干扰。该方法对噪声压制干扰的检测有效，但无法对密集假目标干扰进行有效检测。其对干扰源定向时往往根据平均功率检测过门限的区域中功率最强方位作为干扰源定向结果，一旦门限设置不合理，则可能导致副瓣区域出现较多虚警。

2)基于脉压后的峰均值比的干扰检测

大带宽的雷达发射信号，经过脉冲压缩后，其输出信号会出现了能量聚集现象。其具体表现为输出结果会出现较大的幅度起伏，而噪声压制干扰信号经过脉冲压缩后一般不会出现这种现象，以此为特征计算接收到的信号脉冲压缩后的起伏度，来判断接收信号中是否存在雷达噪声压制干扰。该方法对噪声压制干扰有一定检测概率，但其对干扰源定向无能为力。

3)基于分形特性的干扰检测

分析有源压制干扰的分形特性，并通过盒维数和信息维数来描述这种特性，最后用其来检测干扰信号。这种方法的计算量较大，硬件实现较为复杂。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明利用能量域特征，既能完成噪声压制干扰的检测，又能兼顾密集假目标干扰的检测。对于噪声压制干扰和密集假目标干扰分别采用不同的特征同时进行检测，同时满足两种特征的即判定为组合干扰。为解决干扰过强时门限设置不合理导致的来自副瓣的虚假检测，本方法通过主辅天线的匿影比较判断当前干扰方位是否位于副瓣，从而避免虚假干扰指向。

本发明的技术方案是：基于多级判定的有源干扰检测方法，包括以下步骤：

步骤一、同时进行两种特征的比较，分别检测噪声压制干扰与密集假目标干扰。通过绝对门限和比例门限保证两种干扰形式能够同时被检测。

步骤二、进行主辅通道数据比较，确保饱和攻击下不会导致副瓣方向出现干扰检测虚警。

步骤三、对判定为主瓣方向真实干扰的回波信号进行划窗凝聚处理，得出所有干扰指向的中心方位。

步骤四、进行帧间关联处理，将多帧的干扰源指向线进行关联处理，满足一定准则的干扰源指向才会被认定为真实干扰源，进一步降低虚警概率。

本发明的优点在于：本发明的方法能够同时检测噪声压制干扰、密集假目标干扰以及组合干扰；具有方位定向能力和较高的方位指向精度；可抑制副瓣方向的虚假干扰检测并具有较低的虚警概率。针对传统方法仅寻找能量最大方位作为干扰指向方位带来的指向精度不高的问题，本方法采用划窗凝聚的思路，将来自主瓣方向真实干扰的所有PRI的方位进行加权凝聚，找到所有PRI的重心，避免了最大能量法的指向不稳定。为了进一步提升干扰侦察的稳定性，本方法采用了帧间关联的办法，通过多圈比对将相邻方位的干扰指向凝聚成一条，剔除某些短暂出现的干扰指向，进一步降低干扰检测的虚警概率。

附图说明

图1为基于多级判定的有源干扰检测方法的原理框图。

具体实施方式

名词解释：PRI：雷达重复周期。

保护单元：为防止噪声估值不准确而将当前单元左右直接相邻的若干个单元去除(一般取2至3)，不参与噪声估值。

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明的方法包括以下步骤，步骤一，分析雷达脉压后数据，每个PRI为一个样本，统计当前样本的每个数据单元的绝对值。

对每一个PRI内的数据单元进行门限判定和统计：合理设置绝对门限和比例门限即可保证噪声压制式干扰和密集假目标干扰均被检测到。一般而言，绝对门限设置为比雷达机内噪声高30dB，比例门限设置在0.1至0.2。噪声压制式干扰的特点是将大部分数据单元的幅度均抬高，而密集假目标干扰的特点是获得脉冲压缩的得益，使得假目标所在数据单元的幅度大幅提高，但不存在假目标的数据单元幅度则基本不提升或者仅仅只是小幅度提升。因此，仅仅通过绝对门限的比较无法有效检测两种干扰形式。加入比例门限后，可将绝对门限设置较高，同时通过统计过绝对门限的数据单元比例保证密集假目标干扰能够被正确检测，避免噪声的起伏带来的虚警。如果当前PRI的数据能够过绝对门限和比例门限，则标记当前PRI为有干扰。进一步通过提高比例门限，将干扰初步区分为噪声压制干扰(过绝对门限点比例达到0.4)和其他干扰(过门限点比例未达到0.4)。通过初步区分，可以判定当前PRI是否带有噪声压制干扰特征。

对判定为有干扰的PRI数据按如下规则进行处理。通常一个PRI有4000-6000个数据单元。将其顺序排列，取i到i+500个数据进行处理，设S_i代表当前PRI第i个数据单元的幅度值，N_i代表S_i的噪声估值。N_i由下式计算得出：

式中，S_j代表当前PRI第j个数据单元的幅度值。一般取当前PRI第i个数据单元左右各k个单元(除保护单元外)，分别计算其均值，取较大值作为S_i的噪声估值N_i。计算S_i/N_i，如大于10dB，则判定当前PRI第i个数据单元存在假目标。分三段统计i到i+500的数据单元，i取值一般为2000、2500、3000。如三段中有一段存在假目标的数据单元个数≥10，则判定当前PRI带有密集假目标干扰特征。

分析当前PRI，如判定为有干扰，则进一步查找其干扰类型。如初步区分时判定为带有噪声压制干扰特征，而不带密集假目标干扰特征，则判定当前PRI为噪声压制干扰；如初步区分时判定为其他干扰，而后续进一步判定为带有密集假目标干扰特征，则判定当前PRI为密集假目标干扰；如初步区分时判定为带有噪声压制干扰特征，而后续进一步判定为带有密集假目标干扰特征，则判定当前PRI为组合干扰；如初步区分时判定为其他干扰，而后续进一步判定时不带有密集假目标干扰特征，则判定为不明干扰，对于不明干扰最终不给出干扰类型。

步骤二，分析主辅通道的脉压后数据。针对判定有干扰的PRI，对每个PRI进行噪声估值。通常一个PRI有4000-6000个数据单元。将其顺序排列，取a到b的数据进行处理，a一般取2000，b一般取为当前PRI最大数据单元个数。设S_k代表当前PRI第k个数据单元的幅度值，PN代表当前PRI的噪声估值。PN由下式计算得出：

设PN₁代表当前PRI主通道的噪声估值，PN₂代表当前PRI辅助通道的噪声估值。对主辅通道噪声估值按如下方式处理：

当α＜15dB时，则判定当前PRI带有的干扰是主天线副瓣方向进来的虚假干扰，给当前PRI打上虚假标识，不进行后续处理，即认为当前PRI所在方位不是干扰源所在方位。否则，判定当前PRI带有的干扰是主天线主瓣方向进来的真实干扰，给当前PRI打上真实干扰标识，进行后续方位凝聚的处理。

步骤三，对上一步骤中判定为主天线主瓣方向进来的真实干扰指向的PRI进行方位凝聚处理，获得干扰源中心方位。当外部干扰进来时，往往引起连续多个周期的PRI被判定为主天线主瓣方向进来的真实干扰。偶尔少量不连续的PRI被判定为主天线主瓣方向进来的真实干扰时，在本阶段处理中将被滤除。雷达扫描一圈，一般可得到3000-10000个PRI，以正北方位为起始点将其顺序排列并编号。采用划窗处理，窗长设定一般为15个PRI。在一个窗长内，即15个连续PRI内有10个PRI被判定为主天线主瓣方向进来的真实干扰，即判定当前电磁环境中存在有源干扰，记录本窗长内第一个被判定为主天线主瓣方向进来的真实干扰的PRI编号，记录为干扰起始编码。在一个窗长内，如果有连续6个周期的PRI未被判定为主天线主瓣方向进来的真实干扰，则判定当前窗长内已无天线主瓣方向进来的真实干扰，记录本窗长内最后一个被判定为主天线主瓣方向进来的真实干扰的PRI编号，记录为干扰结束编码。为了得到干扰源的准确方位，采用重心法计算干扰的中心方位。中心方位由下式计算得出：

式中，AC代表干扰的中心方位码，A_i代表第i个PRI的方位码，PN_i代表第i个PRI的噪声估值。L代表干扰起始编码，K代表干扰结束编码。位于L和K之间的PRI为干扰持续期间的PRI。运用其噪声估值的强度进行加权计算，得出中心方位AC。

步骤四，对每一圈扫描检测到的干扰指向进行帧间关联处理。统计每一圈干扰指向的中心方位，将不同圈出现的中心方位相近的干扰指向进行关联统计。一般对不同扫描圈间，干扰中心方位位于正负一个波束宽度(3dB宽度)内的干扰指向，认为是同一个干扰指向。在一个统计周期内(3圈)能够连续出现2圈以上的才认为是真实干扰指向。通过帧间关联处理，进一步剔除虚假干扰。