一种智能反射面辅助单站雷达抗欺骗式干扰方法、装置、设备及存储介质

本发明涉及一种智能反射面辅助单站雷达抗欺骗式干扰方法、装置、设备及存储介质，属于雷达。

背景技术：

1、欺骗式干扰是雷达有源干扰的重要形式之一。通过对收到的雷达信号的调制、延迟、转发等操作，使雷达回波信号中的包含虚假的目标信息，干扰雷达对真实目标的探测、精确定位及航迹追踪，让敌方雷达产生多个虚假目标使其难辨真假，对敌方雷达完成欺骗，达到掩护真实目标的效果。

2、数字射频存储技术(digital radio frequency memory，drfm)的发展进一步推动了有源欺骗干扰的实施。欺骗式干扰的优点主要是能以较小功率达到满意的干扰效果；其次是可产生多个有源假目标，更有效的干扰跟踪雷达；最后，根据现代科技水平，欺骗式干扰机的重量和体积可以做得很小，具有较高的性价比。因此，欺骗式干扰技术及对抗策略方面的研究引起了国内外学者的广泛关注，如何有效对抗这种高度欺骗性假目标是亟待解决的问题，对提高雷达探测和跟踪能力具有重要意义。

3、虽然单站雷达针对有源欺骗式干扰，已经开发了多种多样的抗干扰措施，如频率捷变、发射信号优化、极化特性差异、弹道轨道运动学信息、drfm量化误差、时频分析以及压缩感知方法等抗欺骗式干扰方法，能够对有源假目标进行有效鉴别。

4、但是现有技术存在以下缺陷：现有单站雷达只能从单一的视角和维度对环境进行感知，得到的环境信息有限，很难达到理想的对抗效果。然而，多站雷达协同需要的条件在实际电子对抗场景下往往较难满足，就算满足还要时刻面临着组网被破坏的分险。因此，尽管多站雷达协同具有优良的抗干扰性能，但单部雷达的抗干扰能力挖掘仍然十分必要。

技术实现思路

1、目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种智能反射面(reconfigurable intelligence surface，ris)辅助单站雷达抗欺骗式干扰方法、装置、设备及存储介质，将多站雷达协同抗干扰的技术架构拓展至单部雷达中，实现单部雷达下的分布式多视角探测，在单站雷达下挖掘多视角探测得益。

2、技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供一种智能反射面辅助单站雷达抗欺骗式干扰方法，所述方法包括：

4、(1)单站雷达探测体系中加入智能反射面进行辅助，构建虚拟多站通道；

5、(2)基于所述虚拟多站通道，计算目标在雷达和目标之间直接接收通道的目标第一位置坐标和第一误差协方差矩阵；

6、(3)基于所述虚拟多站通道，计算目标在雷达到目标到智能反射面再到雷达的间接接收通道的目标第二位置坐标和第二误差协方差矩阵；

7、(4)计算目标第一位置坐标和目标第二位置坐标之间的马氏距离；

8、(5)根据所述马氏距离和设定的鉴别门限进行假目标的鉴别。

9、在一些实施例中，步骤(1)包括：

10、雷达发射波束指向探测目标，接收采用多波束模式，接收到目标回波信号包括两部分：

11、一是雷达直接接收通道，由目标直接到雷达的回波，简称为“直接通道”；

12、二是智能反射面辅助接收通道，由目标到智能反射面，再由智能反射面反射到雷达接收通道的回波信号，简称为“间接通道”；

13、智能反射面与雷达分布式布站，使得雷达直接接收通道和智能反射面辅助接收通道观测目标存在足够的视角差异，以保证目标在不同接收通道间的空间分集特性。

14、在一些实施例中，步骤(2)包括：

15、2a)设雷达的位置坐标为[xr,yr]，智能反射面的位置坐标为[xris,yris]；在虚拟多站系统的探测区域内，存在一个真实目标，其坐标位置为[x0,y0]；直接通道得到的量测值为[r,θ]，分别表示单站雷达通过直接通道得到的目标径向距离和方位角，变换到统一直角坐标系后的目标第一位置坐标为z1＝[x1,y1]t：

16、

17、2b)量测值转换到统一直角坐标系后，各节点雷达的量测误差dz近似服从零均值的高斯分布，即dz1～n(0,p1)，第一误差协方差矩阵p1为：

18、p1＝e[dz1dz1t]＝t1λ1t1t                     (2)

19、其中，是转换矩阵，σr、σθ分别表示虚拟多站系统直接通道的测距及测角误差。

20、在一些实施例中，步骤(3)包括：

21、3a)雷达的位置坐标为[xr,yr]，智能反射面的位置坐标为[xris,yris]；间接通道得到的量测值为dsum，由于雷达到智能反射面的距离已知，其表示为雷达到目标到智能反射面的距离和信息，由于是单站雷达处理间接接收通道的信号，所以测距误差和直接接收通道相同为σr；通过压缩感知中稀疏重构的方法估计目标到智能反射面的到达角为通过这种方法的测角误差为变换到统一直角坐标系后的目标第二位置坐标为z2＝[x2,y2]t；

22、

23、3b)求解式(3)得目标第二位置坐标z2＝[x2,y2]t为：

24、

25、其中，单站雷达通过间接接收通道得到的目标相对于智能反射面的距离r2：

26、

27、3c)虚拟多站系统的间接接收通道的距离误差为σr，其和通过压缩感知中稀疏重构的方法测的目标相对于智能反射面的测角误差是零均值、彼此不相关的高斯白噪声，则目标第二位置坐标z2的第二误差协方差矩阵p2为：

28、

29、其中，σx、σy分别表示x轴测量差异的精度和y轴测量差异的精度；

30、

31、

32、

33、

34、

35、

36、其中，|c|2为中间参数，cr1和cr2分别表示目标相对于雷达的角度θ的正弦和余弦；cris1和cris2分别表示目标相对于智能反射面的角度的正弦和余弦。

37、在一些实施例中，步骤(4)包括：

38、4a)对于真实目标，直接通道和间接通道中的量测值在统一直角坐标系下的位置坐标之差近似服从零均值的高斯分布，即:

39、

40、协方差矩阵σ为：

41、σ＝＝e[d(z1-z2)d(z1-z2)t]＝p1+p2   (14)

42、4b)目标第一位置坐标和目标第二位置坐标之间的马氏距离d为：

43、d＝(z1-z2)tσ-1(z1-z2)   (15)

44、其中，z1为目标第一位置坐标，p1为第一误差协方差矩阵，z2目标第二位置坐标，p2为第二误差协方差矩阵。

45、在一些实施例中，步骤(5)包括：

46、

47、其中，d为目标第一位置坐标和目标第二位置坐标之间的马氏距离，η为鉴别门限。

48、在一些实施例中，所述鉴别门限的设定方法包括：

49、在目标对应真实目标的条件下，马氏距离d服从自由度为2的卡方分布，

50、因此，预设鉴别方法对真实目标期望误判概率为α，作为假设检验的显著性水平，则鉴别门限

51、第二方面，本发明提供了一种智能反射面辅助单站雷达抗欺骗式干扰装置，包括处理器及存储介质；

52、所述存储介质用于存储指令；

53、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述的方法。

54、第三方面，本发明提供了一种设备，包括，

55、存储器；

56、处理器；

57、以及

58、计算机程序；

59、其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现上述第一方面所述的方法。

60、第四方面，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

61、有益效果：本发明提供的智能反射面辅助单站雷达抗欺骗式干扰方法、装置、设备及存储介质，具有以下优点：

62、1、智能反射面没有接收机与射频通道，不进行信号处理，具有低成本、低功耗等特点。

63、2、目标回波信号通过智能反射面反射后，由雷达站接收波束进行接收，无需通过数据传输链传输量测或回波数据，使得整体结构简单，易于部署。

64、3、在实际装备条件下，多站雷达协同抗欺骗式干扰技术的应用条件较为苛刻，在实际电子对抗场景下往往较难满足，对于满足协同工作条件的多站雷达，也时刻面临着组网被破坏的情况，而智能反射面低成本，且无法被探测，减少了虚拟多站系统被破坏的风险。