一种有源和无源相结合的电磁环境感知方法与流程

本发明属于电子工程系统，具体涉及一种有源和无源相结合的电磁环境感知方法。

背景技术：

电磁干扰是影响无线电设备工作性能的一个重要因素，以雷达的工作环境为例，若雷达外部存在有意或无意的电磁干扰，且干扰进入雷达接收机，必然会对目标回波的解析产生一定的影响。因此，雷达或通信设备需要具备监测外界电磁频谱的功能。

对于外部干扰环境的监视，往往采用无源的工作方式，雷达不辐射电磁波，通过在工作频带内形成宽的接收波束，完成外部电磁环境频谱的监测。但是，该方法无法获取干扰的强度、干扰方向以及干扰样式等，也不适于复杂电磁干扰环境的监控，比如存在有意干扰的工作环境。

由于有意干扰是通过转发和调制雷达信号再辐射出来的，在被动接收模式下并不能监测到，多在有源探测收到干扰之后对干扰数据进行分析。对雷达干扰数据分析一定程度上能分析出收到了干扰，但是由于杂波、其他雷达同频干扰或者其他的因素，可能会抬升雷达的噪声基底，因此对干扰的测量和分类并不准确。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种有源和无源相结合的电磁环境感知方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种有源和无源相结合的电磁环境感知方法，针对两维相控阵雷达，在雷达每个搜索波位的起始时刻增加被动接收时间窗口，从初始搜索波位开始，每个搜索波位先用无源模式，判断该波位指向上是否有噪声干扰；再用有源探测模式，判断该波位指向上是否存在欺骗干扰。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：本发明综合两种模式，在无源探测的时间窗口判断雷达是否在该频率点和该方向上受到噪声干扰，在有源探测的时间窗口判断雷达是否收到转发式虚假欺骗干扰，能够在完成全空域搜索的同时，完成雷达责任空域内的电磁干扰的测量和分类，指示出干扰所在的波束指向以及干扰的类型等参数。

附图说明

图1是雷达搜索过程中感知干扰环境的原理图。

图2是本发明结合无源模式和有源探测感知电磁环境的原理图。

图3是本发明有源和无源相结合的电磁环境感知方法的流程图。

具体实施方式

两维相控阵扫描雷达通过笔形波束逐行或逐列顺序扫描遍历责任空域，完成责任空域搜索的同时，为实现外界电磁环境的精细化测量提供了条件。针对两维相控阵雷达，本发明提出一种有源和无源结合的电磁环境感知方法，能够精确获取干扰源方向和干扰类型。

如图2-3所示，本发明在雷达每个搜索波位的起始时刻增加被动接收时间窗口，从初始搜索波位开始，每个搜索波位先用无源模式，雷达不辐射电磁信号，侦收该波位指向上的噪声干扰信号，若存在记录波位号和干扰类型；再用有源探测模式，侦听该波位指向上是否存在欺骗干扰，若存在记录波位号和干扰类型。随着搜索波位的变化，可以实现对下一个波位的电磁环境进行感知，在完成全空域搜索的同时，完成雷达工作频段内责任空域内的电磁环境感知。

考虑到在搜索空域时，雷达的波束指向每一个新方向时，增加一小段被动接收时隙，由于在每个搜索波位需要增加一个小的时间窗口，为避免过多增加雷达的搜索时间，该时间窗口的时间设定为该波位驻留时间的1/200~1/100。

实施例

为了验证本发明方案的有效性，进行如下仿真实验。

以某固定阵面的两维相控阵雷达为例，假定其扫描责任空域方位角是-50°~50°，俯仰角是0°~40°。搜索波位排布按逐列顺序扫描，即完成最左侧一列的空域扫描后，方位指向更新，完成第二列的逐列顺序扫描，以此类推，完成责任空域内所有波位的扫描。

在每个搜索波位的无源模式下，雷达采用被动接收模式，采集该波位指向上的外部信号。假设在该波位上存在着覆盖雷达频点的噪声干扰信号，则该干扰信号会进入雷达接收机，抬高雷达的噪声基底，通过设定一定的检测门限可判断出是否存在噪声干扰。若在该波位方向存在欺骗干扰，由于欺骗干扰是通过转发和调制雷达信号再辐射出来，因此在被动接收模式下并不能监测到，需要在有源探测阶段通过判断是否存在多个能量尖峰有效识别出欺骗干扰。结合有源和无源两种模式，以及雷达的搜索过程，可实现对责任区域的干扰方向的测量和干扰样式的识别，具体的步骤如下：

步骤1、在雷达搜索波位的起始时刻增加被动接收时间窗口，相应的后端处理程序中增加干扰识别功能。

步骤2、从搜索的初始搜索波位开始，先用无源模式，判断在该初始波位指向上是否有噪声干扰；若存在噪声干扰记录波位号和干扰类型；再用有源探测模式，判断是否存在欺骗干扰，若存在记录波位号和干扰类型；

步骤3、波位号依次增加，重复步骤2，完成所有波位号的遍历；

步骤4、统计步骤2和3记录的存在干扰的波位编号和干扰类型，得到责任空域内的干扰源在空间分布以及其干扰类型。

为避免过多增加雷达的搜索时间，增加的被动接收时间窗口的时间设定为该波位驻留时间的1/200~1/100，例如该波位的驻留时间为200us，则该无源模式时间窗口为1~2us，这样总的搜索周期只增加了0.5~1%，对系统性能影响不大。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种有源和无源相结合的电磁环境感知方法，针对两维相控阵雷达，在雷达每个搜索波位的起始时刻增加被动接收时间窗口，从初始搜索波位开始，每个搜索波位先用无源模式，判断该波位指向上是否有噪声干扰；再用有源探测模式，判断该波位指向上是否存在欺骗干扰。本发明综合两种模式，能够在完成全空域搜索的同时，完成雷达责任空域内的电磁干扰的测量和分类，指示出干扰所在的波束指向以及干扰的类型等参数。

技术研发人员：沈伟
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2019.03.29
技术公布日：2019.07.16