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基于稳健协方差矩阵的ADS-B压制式干扰抑制

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系统工程与电子技术 2019年第4期41卷 737-743页

作者：王文益刘慎悦吴仁彪卢丹王璐贾琼琼中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

压制式干扰是广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)系统面临的最常见且最有威胁的干扰之一。提出基于稳健协方差矩阵估计的ADS-B压制式干扰抑制算法。首先,考虑了ADS-B信号的脉冲特性,将协方差矩阵的... 详细信息

压制式干扰是广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)系统面临的最常见且最有威胁的干扰之一。提出基于稳健协方差矩阵估计的ADS-B压制式干扰抑制算法。首先,考虑了ADS-B信号的脉冲特性,将协方差矩阵的求解转化成凸优化问题。然后,利用求解凸优化问题得到的稳健协方差矩阵设计最优权矢量。最后,对观测信号进行空域滤波,完成ADS-B的压制式干扰抑制,并对抑制结果进行性能分析。提供的仿真实验结果也验证了算法的有效性,该方法不需要知道ADS-B信号来向,且在非高斯噪声情况下同样有效。

关键词：广播式自动相关监视信号压制式干扰稳健协方差矩阵脉冲特性

压制式干扰环境中GPS信号的载噪比估计算法

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弹箭与制导学报 2014年第3期34卷 209-212页

作者：朱海史文森蔡鹏李广博海军潜艇学院山东青岛266042

针对GPS信号在压制式干扰的环境中载噪比难以测得的问题,分析了在压制式干扰情况下GPS信号的载噪比特性以及压制式干扰信号在GPS接收机1支路和Q支路中的形式,提出了一种适用于压制式干扰情况下的单通道测定信号载噪比的方法,减小了载噪... 详细信息

针对GPS信号在压制式干扰的环境中载噪比难以测得的问题,分析了在压制式干扰情况下GPS信号的载噪比特性以及压制式干扰信号在GPS接收机1支路和Q支路中的形式,提出了一种适用于压制式干扰情况下的单通道测定信号载噪比的方法,减小了载噪比的计算误差。接收机利用该方法可以在信号捕获过程中完成载噪比的测量,无需对硬件扩展,实现过程简单、有效,几乎没有增加信号处理的运算量。

关键词： GPS信号压制式干扰载噪比 I支路 Q支路

压制式干扰对卫星导航信号的误比特率影响研究

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压制式干扰对卫星导航信号的误比特率影响研究

作者：张帆中国科学院研究生院（国家授时中心）

学位级别：硕士

在现代战争中，卫星导航系统成为敌国实施精确打击、精确兵力输送、精确指挥控制的关键。如果能够最大程度的干扰敌方的卫星导航系统，同时提高己方的导航能力，将直接影响整个战争局势。因此，研究对卫星导航系统的干扰技术具有重要的... 详细信息

在现代战争中，卫星导航系统成为敌国实施精确打击、精确兵力输送、精确指挥控制的关键。如果能够最大程度的干扰敌方的卫星导航系统，同时提高己方的导航能力，将直接影响整个战争局势。因此，研究对卫星导航系统的干扰技术具有重要的现实意义。本文以压制式干扰为研究对象，以PSK-R与BOC信号为干扰对象，结合经典的功率谱密度理论和蒙特卡洛仿真方法，分析了最佳压制式干扰对导航卫星信号的误比特率影响。主要研究内容包括： 1）对宽带噪声、部分频带噪声、自回归型、单音、多音、脉冲这些压制式干扰进行建模分析，总结得到它们的自相关函数和功率谱密度特征。分析并概括了PSK-R和BOC自相关函数和功率谱密度特点。 2）针对误比特率提出了起始点、起始线、起始线干信比、起始线功率电平、起始线距、灾难点、灾难线、灾难线干信比、灾难线功率电平、灾难线距、等效点、等效线、等效线干信比、等效线功率电平、等效线距这些概念和指标来评估干扰效果。 3）推导了宽带噪声干扰和部分频带噪声干扰下的PSK-R接收机的误比特率公式。通过仿真确定最佳部分频带噪声干扰，最佳自回归型干扰，最佳单音干扰，次最佳多音干扰和最佳脉冲干扰参数。仿真、分析、比较了最佳压制式干扰对PSK-R和BOC信号的干扰效果。

关键词：压制式干扰 PSK-R BOC 误比特率最佳

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双基SAR压制式干扰功率特性分析

现代雷达 2010年第2期32卷 22-26页

作者：刘昉王建国电子科技大学电子工程学院成都610054

从双基SAR干扰方程出发,将发射功率等与发射机有关的参数之积等效为干扰机在目标处探测到的回波功率强度,简化了干信比方程。推导了一定干信比下的干扰机等干信比覆盖区域,详细分析了此区域的特性及其与干扰机参数的关系。最后,从接收... 详细信息

从双基SAR干扰方程出发,将发射功率等与发射机有关的参数之积等效为干扰机在目标处探测到的回波功率强度,简化了干信比方程。推导了一定干信比下的干扰机等干信比覆盖区域,详细分析了此区域的特性及其与干扰机参数的关系。最后,从接收机已知角度讨论了有效干扰时,干扰机的等效辐射功率、干信比及干扰机到接收机距离三者之间的关系。仿真验证了理论分析的正确性。

关键词：双基SAR 压制式干扰干信比覆盖区域等效辐射功率

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压制式干扰信号对卫星导航接收机的影响研究

信息技术 2024年第8期48卷 139-143,150页

作者：武智佳贾赞杰焦海松于合理代桃高耿泽淇中国人民解放军63883部队河南洛阳471000

针对缺少不同样式、带宽和频偏参数压制式干扰信号对卫星导航接收机作用效果的全面分析,文中基于卫星导航接收机跟踪门限和码跟踪误差,采用仿真方法分析了不同干扰参数信号对跟踪过程的影响,分析出BPSK和QPSK调制信号的干扰样式效果较好... 详细信息

针对缺少不同样式、带宽和频偏参数压制式干扰信号对卫星导航接收机作用效果的全面分析,文中基于卫星导航接收机跟踪门限和码跟踪误差,采用仿真方法分析了不同干扰参数信号对跟踪过程的影响,分析出BPSK和QPSK调制信号的干扰样式效果较好,且最佳干扰带宽、中心频率并不一定等于导航信号带宽和中心频率。文中通过搭建室外、室内实验环境,进一步验证了不同干扰信号参数对卫星导航接收机的影响,其结果与仿真结论基本一致。

关键词：压制式干扰干扰信号参数干扰样式干扰带宽干扰频偏

对MUOS卫星通信系统的压制式干扰仿真与分析

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对MUOS卫星通信系统的压制式干扰仿真与分析

作者：苏煜哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着通信技术的飞速发展,卫星通信以其传播距离远、覆盖区域广、不依赖地面基础设施等特点,在无线通信特别是军事通信领域中发挥着非常重要的作用。美国的军事卫星通信技术一直是世界卫星应用技术的前沿,其中的移动用户目标系统(MUOS)... 详细信息

随着通信技术的飞速发展,卫星通信以其传播距离远、覆盖区域广、不依赖地面基础设施等特点,在无线通信特别是军事通信领域中发挥着非常重要的作用。美国的军事卫星通信技术一直是世界卫星应用技术的前沿,其中的移动用户目标系统(MUOS)是目前最先进的军用战术移动通信系统,它是一种针对单兵、飞机、舰船用户的全球覆盖UHF移动通信系统。本文以MUOS卫星通信系统为研究对象,主要研究了卫星通信干扰技术与干扰效果的问题。论文讨论了宽带噪声干扰、部分频带噪声干扰、单音干扰、多音干扰、脉冲干扰5种压制式干扰方式,分析了不同干扰方式对MUOS系统误码率性能的影响。第一,论文从MUOS系统的工作原理出发,介绍了MUOS系统的组成、工作方式,建立了MUOS系统的发射机和接收机模型,并利用软件实现了发射与接收过程,仿真分析了不同信噪比下,MUOS系统的误码率性能。第二,论文围绕各种压制式干扰信号进行了建模与仿真,并分析了各种干扰的时域和频域特点。第三,研究了各种干扰方式对MUOS系统的干扰效果,这一部分是文章的重点,论文利用MATLAB软件仿真平台对MUOS系统在不同干扰方式下的干扰效果进行了仿真分析,得到了JSR-BER曲线,并讨论了干扰信号带宽、中心频率偏移等信号参数对干扰效果的影响。最后,借助仿真曲线图对比分析了在相同信噪比条件下,不同干扰样式对MUOS系统的干扰效果。

关键词：移动用户目标系统压制式干扰 MATLAB仿真干扰效果分析

基于深度学习的压制式干扰环境下SAR目标识别方法研究

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基于深度学习的压制式干扰环境下SAR目标识别方法研究

作者：任锴电子科技大学

学位级别：硕士

SAR成像由于其相比于光学成像具有全天时、全天候的优势,在军事和民用等领域具有不可替代的作用。近年来,随着深度学习技术的飞速发展,利用卷积神经网络对SAR目标识别方法被广泛研究,并产生了诸多成果。在雷达对抗中,SAR系统处于压制干... 详细信息

SAR成像由于其相比于光学成像具有全天时、全天候的优势,在军事和民用等领域具有不可替代的作用。近年来,随着深度学习技术的飞速发展,利用卷积神经网络对SAR目标识别方法被广泛研究,并产生了诸多成果。在雷达对抗中,SAR系统处于压制干扰的环境下,成像质量大大下降,SAR目标识别系统的识别率也将随之下降。本文针对这一问题,研究了在压制干扰环境下基于深度学习技术有效提升目标识别分类准确率的方法,具体研究内容如下:本文首先介绍了SAR的成像模型,成像算法;描述了SAR图像的基本特征,讨论了SAR目标识别的基本流程;分析了有源压制式干扰几种重要干扰模式的基本原理。当SAR系统处于压制干扰的环境下,目标信号被压制式干扰信号所淹没,SAR图像将丢失大量目标有用信息,这给目标的识别和分类造成较大的影响。本文基于MSTAR数据集,分析了在光学图像去噪中取得良好表现的两种基于深度卷积神经网络的图像去噪模型,并对其进行了改进以应用到SAR图像处理中。深度学习网络的性能不仅取决于网络结构,也受到数据集和参数调优的影响。通过对比实验表明,两种基于深度学习的去噪网络相比于传统的去噪方式具有良好的效果。经改进后的卷积-反卷积对称式神经网络能够实现更高的峰值信噪比但图像较模糊,对目标边缘细节丢失较多。采取残差学习和批归一化策略的DnCNN能够在去噪的同时保留更多目标特征,并具有更快的学习速度,适合作为干扰条件下SAR图像去噪的深度CNN模型。目前获得的SAR图像数据集种类较少,并且没有在压制干扰条件下的SAR图像数据集,本文基于MSTAR数据集对其进行扩充,得到在多种噪声干扰条件下的十类目标数据集。经实验验证,当干信比达到或超过10dB时,基于深度学习的SAR目标识别系统的识别准确率显著降低。本文利用DnCNN网络对被噪声干扰的SAR图像进行了去噪处理,并分别使用不添加噪声、添加噪声及去噪后的数据,分别训练网络模型并进行了对比实验。根据实验结果,本文提出了能够在干扰条件下显著提高SAR目标识别效果的方法。本方法能够显著改善在干信比小于30dB的识别效果,实现在一定强度的噪声干扰条件下的SAR目标有效分类识别。

关键词： SAR 目标识别深度学习压制式干扰

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多信号识别与压制式干扰测向技术研究

多信号识别与压制式干扰测向技术研究

作者：韩强强哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

有源诱偏技术和干扰技术的广泛应用对信号分选和检测提出更高的要求。有源诱偏技术通过设置诱饵源，使多个信号在时频域、调制域重叠，无法进行信号分选。压制式干扰是常用的干扰方式之一，它利用噪声或类噪声形式的干扰信号遮盖对方有... 详细信息

有源诱偏技术和干扰技术的广泛应用对信号分选和检测提出更高的要求。有源诱偏技术通过设置诱饵源，使多个信号在时频域、调制域重叠，无法进行信号分选。压制式干扰是常用的干扰方式之一，它利用噪声或类噪声形式的干扰信号遮盖对方有用回波信号，妨碍或阻止对方通过回波信号检测目标。本文围绕多信号识别和压制式干扰测向展开的。针对多信号识别问题，提出了一种基于阵列信号处理的多信号识别方案。针对压制式干扰，提出了一种改进的互谱宽带信号测向方法。阵列信号处理分为空间谱估计和自适应波束形成技术(adaptive beam-forming,ABF)两个方面。本文提出的多信号识别方案中，利用空间谱估计对多信号进行到达角度(direction of arrival，DOA)估计，利用ABF在多信号中提取出单一信号用于特征提取。这两项技术结合指纹识别技术达到对时域、频域、调制域重叠的多信号的正确识别。针对空间谱估计的经典算法——多重信号分类(multi-signal classification,MUSIC)算法，研究了其原理和常用的解相干算法。并提出了一种新的二维MUSIC算法，该算法将二维MUSIC角度估计分解为四个一维MUSIC角度估计，实现了用一维解相干算法进行二维相干信号的角度估计。此外，由于MUSIC算法对通道幅相误差非常敏感，文中给出了窄带信号阵列通道幅相误差模型，由此推导出窄带信号的幅相误差校正方法。针对Capon波束形成器，研究了算法原理，详细的分析了各种误差对算法性能的影响，并论述了常用的经典稳健性算法。并根据多信号识别方案实际情况提出一种改进的LCMV算法，利用前端MUSIC算法估计出的信号角度信息来构造虚拟协方差矩阵，非常适合完成在多信号中提取单一信号的工作。本文利用实测数据对方案进行了验证，结果表明了该方案能到对时域、频域、调制域都重叠的多信号进行正确的识别。噪声调频信号是常用的压制式干扰信号形式，本文最后给出了对噪声调频信号的模型。对于噪声调频信号的方向角估计，讨论了互谱算法的原理与缺陷。并提出用两频率点的频率差和对应于两频率点的互谱密度函数相位差值的关系来解相位模糊，突破了互谱法中阵元间距不能大于信号最小波长一半的限制，有效的提高了测角精度，用两个阵元即可实现解相位模糊。通过仿真验证了该算法的有效性。

关键词：多信号识别压制式干扰阵列信号处理互谱算法

多站雷达系统组网融合抗欺骗式和压制式干扰技术研究

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多站雷达系统组网融合抗欺骗式和压制式干扰技术研究

作者：于川淼哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着雷达有源干扰技术的发展,电磁环境日益复杂,单站雷达的生存环境和工作性能受到严重威胁,多站雷达系统具有高维度的信息,可以通过共享以及组网协同,联合处理各雷达站的探测数据,从而提升抗干扰性能。本文主要从数据级和信号级融合两... 详细信息

随着雷达有源干扰技术的发展,电磁环境日益复杂,单站雷达的生存环境和工作性能受到严重威胁,多站雷达系统具有高维度的信息,可以通过共享以及组网协同,联合处理各雷达站的探测数据,从而提升抗干扰性能。本文主要从数据级和信号级融合两个方面,对多站雷达系统组网协同抗欺骗式和压制式干扰进行研究,主要工作分为以下四个部分:一、介绍典型雷达有源干扰,并对典型的压制式和欺骗式干扰进行建模仿真,分析了不同干扰在实际电子战应用中的优缺点。二、研究数据级融合的抗欺骗式干扰方法。针对现有的基于位置信息抗欺骗干扰方法在远区鉴别性能不好,提出基于和速度信息鉴别假目标,利用真假目标的空间和速度相关性存在差异,从而建立假设检验模型鉴别假目标。在主/被动雷达系统下,针对利用方位角的鉴别方法性能较差,提出利用联合利用方位角和俯仰角进行鉴别,推导鉴别统计量和卡方分布的检验门限鉴别假目标。三、研究信号级融合的抗欺骗式干扰方法。理论分析真假目标空间散射特性的差异:当雷达站之间基线长度满足空间独立性条件时,真实目标的复包络互相独立,而假目标的复包络相关,通过多个脉冲回波定义目标的慢时间复包络序列。选择各雷达站目标慢时间复包络之间的相关系数实部作为鉴别统计量,设置经验门限进行鉴别。选择雷达站目标慢时间复包络序列的互相关实部作为鉴别统计量,在保证恒虚警概率下,根据检测目标功率设置自适应门限,通过比较鉴别统计量和自适应门限鉴别假目标。四、研究信号级融合的抗主瓣压制式干扰方法,根据真假空间散射特性差异,提出基于噪声子空间投影处理抑制主瓣干扰,利用投影矢量统计模型推导了广义似然比检测器用于目标检测,并通过仿真对噪声调频干扰和灵巧卷积干扰进行抑制,证明检测器的有效性且具有自适应性。

关键词：多站雷达系统欺骗式干扰压制式干扰数据级融合信号级融合