一种基于分布式平台的雷达协同干扰方法与流程

本发明属于雷达协同干扰技术领域，涉及一种基于分布式平台的雷达协同干扰方法。

背景技术：

在一个由多个具有独立干扰雷达能力组成的分布式平台中，由于每个平台的自身干扰能力有限，可能无法起到很好的干扰效果，这时平台间的协同干扰就显得尤为重要。

雷达的工作模式一般包括扫描和跟踪两方面。外出执行任务，敌雷达对我方平台所在区域进行侦察扫描。在压制干扰雷达扫描时，有针对性的选出平台中的几个特定平台压制，可以有效的增大干扰扇面。而且相比于所有平台一起采用压制式干扰的情况，还可以减小多余的干扰辐射源。

当某个平台被雷达发现并跟踪时，其他的平台可以协同被跟踪的平台对雷达进行干扰。但无论压制干扰还是欺骗干扰，都要求协同的平台和被跟踪平台在同一雷达波束范围内，否则无法起到协同干扰的效果。此时就需要根据敌雷达所处的位置，选出具体可以协同的平台，并进一步确定采用压制式干扰还是欺骗式干扰。

目前复合式雷达协同干扰相关的研究成果较少，大部分只是单独基于压制式或欺骗式的干扰策略，并且较少涉及多平台之间的协同。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，在受到雷达威胁时，多平台队伍中的平台之间怎样复合使用压制和欺骗的方式协同干扰雷达。在干扰雷达扫描时，如何以尽可能少的干扰辐射源形成包含所有平台的干扰扇面。当某个平台被雷达跟踪时，根据其他平台的分布情况，划分出其他平台可协同被跟踪平台干扰的区域并最终依据敌雷达所在位置确定具体可协同干扰的平台和应采取的干扰方式；本发明的方法尤其适用于舰载平台使用。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案包括以下步骤：

一种基于分布式平台的雷达协同干扰方法，该方法用于某一平台被雷达扫描跟踪时，根据所有平台的分布情况，划分出其他平台可协同被跟踪平台干扰的区域并依据目标雷达所在位置确定可协同干扰的平台和应采取的干扰方式，每个平台上搭载有干扰机，其特征在于，

被雷达扫描时，包括以下步骤：

s1、获取分布式平台中每一个平台进入雷达接收机输入端的干扰功率：

其中，pj为平台干扰源发射功率；为干扰源天线增益函数；gt(θ)为雷达接收天线的增益函数；λ为干扰信号波长；γj为干扰信号对雷达天线的极化损失；br为雷达接收机带宽；rj为雷达到干扰源的距离；bj为干扰信号带宽；lj为干扰源传输损耗因子；设定干扰天线主瓣始终对准雷达方向，即

s2、获取分布式平台中每一个平台的雷达回波功率：

其中，pt为雷达发射功率；rt为舰船到雷达的距离；ls为雷达信号传输损耗因子；σ为平台的有效截面积；

s3、获取每个平台的有效干扰扇面θs：

根据步骤s1获取的干扰功率和步骤s2获取的雷达回波功率，计算每个平台prj/ps＝kj时对应的雷达接收天线增益gt(θ)：

根据上式计算得到θ，从而获得有效干扰扇面θs为：

θs＝2θ

s4、获取最小干扰扇面：

根据步骤s3获得的每个平台的有效干扰扇面θs，以及平台的实际分布位置关系，根据几何原理获取覆盖所有平台所需的最小干扰扇面ψ，如图2所示；

s5、确定具体实施压制干扰的协同平台：

s.t.f≥ψ

θis为具体实施压制干扰的每个平台的有效干扰扇面，下标i为选择的协同平台编号。

被雷达跟踪时，包括以下步骤：

s6、获取两个平台之间的可协同区和非协同区：

设被跟踪平台为g，协同平台为a，跟踪雷达为b，以被跟踪平台g为坐标原点，被跟踪平台g与协同平台a所在直线为x轴，建立直角坐标系，雷达波束中心指向被跟踪平台g，bg是雷达波束中心线，协同平台a在同一雷达波束内，ba是雷达波束宽度的边界线，是bg和ab两条线的夹角，即是雷达波束宽度的一半，如图3所示。

由正弦定理可得：

设∠bga＝θ，代入上式中可得：

由于a、g平台的位置是已知的，所以上式中ag为已知量，得到的是bg和θ的关系式；其中bg是当前θ值下a、g舰刚好在同一雷达波束内时雷达与被跟踪平台的临界距离，小于该值则a、g平台不在同一雷达波束内进而无法实现协同干扰，大于该值则a、g在同一雷达波束内进而可以实现协同干扰；

令：

即可得到当前角度θ下a、g平台刚好在同一雷达波束内时敌雷达的坐标值；

s7、令角度θ从0到2π依次等间隔取值并代入bg的计算式中，将每个角度θ得到的点连接，即得到a、g平台的可协同区和非协同区的分界线；仿真结果如附图4所示，其中“o”代表中心舰g，“*”代表护卫舰a，两侧的两个圆形即是a、g舰可协同区和非协同区的临界线。当敌雷达位于两个圆域内时，a、g舰不在同一雷达波束内，不可协同干扰；当敌雷达位于两个圆域外时，a、g舰在同一雷达波束内，可协同干扰。将附图4放大可得到附图5；

s8、求出被跟踪平台和任一平台的可协同区，并组合在一起；

s9、根据敌雷达所处的区域，确定具体可以协同干扰的平台；

s10、确定协同干扰方式，具体为：

s101、雷达接收机输入端的干扰压制比j/s为：

其中，pt(w)、gt(db)分别为雷达发射功率和天线增益；σ(m²)为目标的雷达截面积；rj(m)为雷达与干扰机之间的距离；pj(w)、gj(db)分别为干扰发射功率和天线增益；gt(db)为雷达天线在干扰方向的增益；γj为干扰信号与雷达信号的极化失配损失系数；rt(m)为雷达与目标之间的距离；

s102、计算雷达接收端的总干扰压制比

式中，i为一起协同干扰的平台数量，一共有n个，在上式中只有rt为未知数，当雷达来向确定后rji可以表示成rt的函数；

s103、令反解出rt作为压制干扰和欺骗干扰的分界点；

s104、当雷达和被跟踪平台间距大于rt时采用压制式干扰，小于rt时采用欺骗式干扰。

本发明的有益效果是，在受到雷达威胁时，给出了多平台队伍中的平台之间复合使用压制和欺骗的方式协同干扰雷达的方法。

附图说明

图1本发明方法流程图

图2覆盖所有平台所需最小扇面说明图

图3步骤(二)中被跟踪平台、协同平台和敌雷达位置关系图

图4a、g平台的协同/非协同区划分图

图5a、g平台的协同/非协同区划分局部放大图

图6仿真一平台分布图

图7仿真一结果图

图8仿真一结果局部放大图

图9仿真一90°范围区域划分示意图

图10仿真二平台分布图

图11仿真二结果图

图12仿真二结果局部放大图

图13仿真二45°范围区域划分示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步阐述本发明。

以将本发明的方法应用于舰载平台为例，这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

仿真一

假设敌雷达为机载火控雷达，雷达波束宽度为3°，天线增益在波束宽度内“平坦”，即gt(θ)＝gt。我方舰队队形如附图6所示，以a舰为圆心，其他6艘舰等间隔分布于半径为50km的圆上，敌机载火控雷达在舰队前方200km处。假设每艘舰船的干扰功率、干扰天线增益也一样。每艘舰船的有效干扰扇面θs都等于雷达波束宽度的两倍，即6°，整个舰队所需的最小干扰扇面ψ＝arcsin(50/200)≈15°。由式(5)可知，舰队中至少需要3艘舰压制雷达才能使干扰扇面包含整个舰队，从舰队的具体队形可以得出b、f、g三艘舰采用压制干扰来对抗雷达扫描。

假设a舰被敌雷达跟踪，其他舰协同a舰进行干扰。首先求出b～g舰各自和a舰的可协同区，并组合在一起，仿真结果如附图7所示。由于视距传播等条件的限制，敌雷达工作距离不可能无限大，假设最大工作距离为360km。将附图7以a舰为圆心，360km为半径的区域放大得到附图8。从附图8可见，由于舰队队形具有对称性，最终得到的区域划分也具有对称性，只取其中90°范围内的区域进行分析，其他区域可以类比得出结果。取出的90°范围区域共被分割成6块小区域，分别编号①～⑥并画成示意图的形式，如附图9所示。下面来分析每块小区域中具体可协同a舰进行干扰的舰船。

①号区域在g舰对a舰的可协同区和d舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在①号区域时，g、d舰可以协同a舰进行干扰。

②号区域在d舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在②号区域时，d舰可以协同a舰进行干扰。

③号区域不在任何一艘舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在③号区域时，没有其他舰可以协同a舰，只能a舰自身采取干扰措施。

④号区域在e舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在④号区域时，e舰可以协同a舰进行干扰。

⑤号区域在b舰对a舰的可协同区和e舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑤号区域时，b、e舰可以协同a舰进行干扰。

⑥号区域不在任何一艘舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑥号区域时，没有其他舰可以协同a舰，只能a舰自身采取干扰措施。

每个区域内具体的干扰方式，根据实际情况代入式(10)计算即可得出。

仿真二

雷达参数同仿真一，我方舰队队形如附图10所示，以a舰为圆心，b～e舰等间隔分布于半径为13km的圆上，f、g舰分布于半径为45km的圆上，敌机载火控雷达在舰队前方200km处。假设每艘舰的干扰功率、干扰天线增益都一样。每艘舰的有效干扰扇面θs都等于雷达波束宽度的两倍，即6°，整个舰队所需的最小干扰扇面ψ＝arcsin(45/200)≈13°。由式(5)可知，舰队中至少需要3艘舰压制雷达才能使干扰扇面包含整个舰队，从舰队的具体队形可以得出e、f、g三艘舰采用压制干扰来对抗雷达扫描。

假设a舰被敌雷达跟踪，其他舰协同a舰进行干扰。首先求出b～g舰各自和a舰的可协同区，并组合在一起，仿真结果如附图11所示。敌雷达的最远工作距离同仿真一一样，设为360km。将附图10以a舰为圆心，360km为半径的区域放大得到附图12。从附图13可见，划分出的小区域较多，只取其中45°范围内的区域进行分析，其他区域可以类比得出结果。取出的45°范围区域共被分割成11块小区域，分别编号并画成示意图的形式，如附图13所示。下面来分析每块小区域中具体可协同a舰进行干扰的舰船。

①号区域不在任何一艘舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在①号区域时，没有其他舰可以协同a舰，只能a舰自身采取干扰措施。

②号区域在f舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在②号区域时，f舰可以协同a舰进行干扰。

③号区域在d舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在③号区域时，d舰可以协同a舰进行干扰。

④号区域在d舰对a舰的可协同区内也在f舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在④号区域时，d、f舰可以协同a舰进行干扰。

⑤号区域在c舰对a舰的可协同区、d舰对a舰的可协同区和f舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑤号区域时，c、d、f舰可以协同a舰进行干扰。

⑥号区域在d舰对a舰的可协同区、e舰对a舰的可协同区和f舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑥号区域时，d、e、f舰可以协同a舰进行干扰。

⑦号区域不在任何一艘舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑦号区域时，没有其他舰可以协同a舰，只能a舰自身采取干扰措施。

⑧号区域在c舰对a舰的可协同区、d舰对a舰的可协同区、e舰对a舰的可协同区和f舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑧号区域时，c、d、e、f舰可以协同a舰进行干扰。

⑨号区域在b舰对a舰的可协同区、c舰对a舰的可协同区、d舰对a舰的可协同区、e舰对a舰的可协同区和f舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑨号区域时，b、c、d、e、f舰可以协同a舰进行干扰。

⑩号区域在c舰对a舰的可协同区、d舰对a舰的可协同区和e舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在⑩号区域时，c、d、e舰可以协同a舰进行干扰。

号区域在b舰对a舰的可协同区、c舰对a舰的可协同区、d舰对a舰的可协同区和e舰对a舰的可协同区内，所以当敌雷达在号区域时，b、c、d、e舰可以协同a舰进行干扰。

每个区域内具体的干扰方式，根据实际情况代入式(10)计算即可得出。