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雷达航迹欺骗干扰特征识别与对抗方法

雷达航迹欺骗干扰特征识别与对抗方法

作者：石小芳西安电子科技大学

学位级别：硕士

现代雷达面临着日益复杂的电磁环境,随着雷达干扰技术的不断发展,干扰形式从之前的压制式干扰、假目标欺骗干扰等干扰逐渐发展到航迹欺骗干扰,对常规雷达和组网雷达具有较大威胁,因此对航迹欺骗干扰的识别和对抗的研究也越来越受关注。... 详细信息

现代雷达面临着日益复杂的电磁环境,随着雷达干扰技术的不断发展,干扰形式从之前的压制式干扰、假目标欺骗干扰等干扰逐渐发展到航迹欺骗干扰,对常规雷达和组网雷达具有较大威胁,因此对航迹欺骗干扰的识别和对抗的研究也越来越受关注。本文通过对航迹欺骗干扰的基本原理和产生机理的分析,结合不同的航迹欺骗干扰的类型,提出了几种针对航迹欺骗干扰的识别与对抗的方法,并对方法的有效性进行了仿真验证。主要研究工作和取得的成果如下:1、介绍了航迹欺骗干扰中包含的副瓣航迹欺骗干扰和主瓣航迹欺骗干扰。超低旁瓣、旁瓣相消等技术的发展,使得副瓣航迹欺骗干扰的效果不理想,所以文章重点介绍了主瓣航迹欺骗干扰中的针对单部雷达的距离拖引（Range Gate Pull Off,RGPO）航迹欺骗干扰和距离假目标航迹欺骗干扰,以及针对雷达组网的多机协同航迹欺骗干扰,并具体阐述了其基本原理和产生机理。2、研究了识别对抗单雷达航迹欺骗干扰的方法。首先介绍鉴别假目标干扰是否存在的方法,其次具体分析对抗RGPO的方法;在RGPO干扰存在的情况下,雷达的距离跟踪波门容易被干扰脉冲拖走,获得错误的目标位置信息,产生假目标点迹,从而在雷达终端界面上产生虚假航迹,并跟踪丢失真实目标,针对此问题,本文提出了一种对抗该干扰的方法,在标准PDA跟踪算法的基础上利用真实量测和虚假量测的速度信息对关联概率的计算方法进行改进,使得真实量测关联到航迹的概率权重更大,仿真表明这种方法能使得在RGPO干扰存在的情况下,雷达可以正确地跟踪真实目标。对于假目标航迹欺骗干扰,本文分析了真实目标和虚假目标的角度量测误差的差异,提出了基于距离判别的鉴别真假航迹的方法,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。3、研究了识别雷达组网多机协同航迹欺骗干扰的方法。首先对多机协同航迹欺骗干扰过程中的引入的误差以及该误差造成的真实航迹和虚假航迹的差异进行了分析,然后用航迹量测构造马氏距离、距离相似度、兰氏距离等特征,基于不同特征的组合采用支持向量机算法来实现对真实目标航迹和虚假目标航迹的识别,并通过仿真实验对所采用方法的有效性进行了验证。

关键词：航迹欺骗干扰距离假目标雷达组网识别与对抗

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对脉冲多普勒雷达的航迹欺骗干扰技术研究

对脉冲多普勒雷达的航迹欺骗干扰技术研究

作者：原伟中国舰船研究院

学位级别：硕士

脉冲多普勒(PD,Pulse Doppler)雷达是一种新型体制的现代雷达,其显著特点是杂波抑制能力强。且随着现代雷达技术的不断发展,PD雷达集成了许多新技术,例如超低副瓣天线、旁瓣相消、副瓣匿影、匹配滤波、相干处理、频率捷变等。这些新技... 详细信息

脉冲多普勒(PD,Pulse Doppler)雷达是一种新型体制的现代雷达,其显著特点是杂波抑制能力强。且随着现代雷达技术的不断发展,PD雷达集成了许多新技术,例如超低副瓣天线、旁瓣相消、副瓣匿影、匹配滤波、相干处理、频率捷变等。这些新技术大大提高了PD雷达的抗干扰能力,使得一些传统的压制干扰、欺骗干扰的干扰效果显著降低,无法对PD雷达发挥其原有的效力。因此,对PD雷达的新型、有效干扰方法的研究迫在眉睫。航迹欺骗干扰技术是一种可以在距离、角度和速度三个维度上同时对雷达实施欺骗的新型综合欺骗干扰技术,比单纯的一维欺骗具有更高的模拟逼真度,是一种更高级的有源欺骗干扰技术,因此,可以用来作为对PD雷达进行干扰的一种有效措施。本文围绕对PD雷达的航迹欺骗干扰技术展开研究,分别进行了理论分析、仿真验证,以及干扰效果评估。理论分析部分,首先详细介绍了航迹欺骗干扰技术的基本原理、关键技术及辅助性参数的设计方法,推导出了干扰机生成假目标航迹所需的转发总时延、侦收灵敏度以及最小干扰功率的数学表达式。其次,为了提高假目标航迹的模拟逼真度,本文着重从距离-速度相关、幅度调制以及航迹时空相关性三方面给出了相应的技术措施。此外,本文针对PD雷达的抗干扰措施,重点探讨分析了雷达频率捷变和雷达副瓣匿影对航迹欺骗干扰效果的影响,并给出了相应的反抗干扰手段。仿真验证部分,本文在分析航迹欺骗干扰技术方法和PD雷达特点的基础上,对由PD雷达系统和航迹欺骗干扰系统组成的雷达对抗系统进行建模,分别建立了PD雷达的发射信号模型、回波信号模型、信号处理模型,以及航迹欺骗假目标生成模型。其中,航迹欺骗假目标生成模型由传统转发式欺骗干扰系统与DRFM系统相结合而得到。最后,文章以某型机载预警雷达参数作为仿真参数进行了航迹欺骗干扰仿真。对于本文提出的航迹欺骗干扰方法,本文在总结归纳各技术手段的基础上,提出了相应的干扰效果评估指标,建立了干扰效果评估模型,并给出了雷达受欺骗概率的数学表达式,最后运用评估模型进行了仿真计算。根据本文的航迹欺骗干扰仿真和干扰效果评估结果,可以看出,本文给出的航迹欺骗干扰方法可以对PD雷达形成良好的欺骗干扰效果。

关键词： PD雷达副瓣干扰航迹欺骗干扰频率捷变副瓣匿影

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雷达网航迹欺骗干扰协同规划技术

指挥控制与仿真 2015年第6期37卷 45-49页

作者：杨忠王国宏孙殿星海军航空工程学院山东烟台264001

空时协同是实施雷达网虚假航迹欺骗干扰的关键技术,也是面临的实际困难之一。针对这一问题,提出了一种基于集中航迹规划和分布航迹协同的雷达网航迹欺骗干扰技术。首先,在基准雷达极坐标系内设计基准航迹,然后将基准航迹转化到地心直角... 详细信息

空时协同是实施雷达网虚假航迹欺骗干扰的关键技术,也是面临的实际困难之一。针对这一问题,提出了一种基于集中航迹规划和分布航迹协同的雷达网航迹欺骗干扰技术。首先,在基准雷达极坐标系内设计基准航迹,然后将基准航迹转化到地心直角坐标系(Earth-Centred,Earth-Fixed,ECEF)内,得到统一坐标系下的基准航迹。由于干扰设备须在雷达极坐标系内进行参数标定,因此将基准航迹转化到各雷达极坐标系内,完成空间上的航迹规划。而后通过干扰设备上的GPS模块对启动时间进行统一,并对基准航迹进行插值,计算出虚假航迹与雷达扫描的交汇点,完成时间上的统一,最后由干扰设备释放干扰,由此融合中心得到空时高度相关的上报航迹,容易将其误判为一条虚假航迹。试验结果验证了该方法的可行性、实用性。

关键词：空时协同雷达网航迹规划 ECEF 航迹欺骗干扰

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对机载预警PD雷达的航迹欺骗干扰技术研究

舰船电子对抗 2018年第4期41卷 6-10,14页

作者：原伟束坤高晨中国船舶重工集团公司第七二三研究所江苏扬州225101

对机载预警脉冲多普勒(PD)雷达的航迹欺骗干扰技术进行研究,在分析航迹欺骗干扰的关键技术及其辅助参数设计的基础上,建立了相应的系统模型,最后选取典型数据对某型机载预警PD雷达进行航迹欺骗干扰仿真,从而验证了航迹欺骗干扰技术对机... 详细信息

对机载预警脉冲多普勒(PD)雷达的航迹欺骗干扰技术进行研究,在分析航迹欺骗干扰的关键技术及其辅助参数设计的基础上,建立了相应的系统模型,最后选取典型数据对某型机载预警PD雷达进行航迹欺骗干扰仿真,从而验证了航迹欺骗干扰技术对机载预警PD雷达进行干扰的有效性。

关键词：机载预警脉冲多普勒雷达副瓣干扰航迹欺骗干扰转发时延

基于改进鲸鱼算法的多无人机协同欺骗干扰技术

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电讯技术 2024年第1期64卷 67-73页

作者：丁宸聪叶紫晴中国人民解放军92728部队上海200442

多机协同对组网雷达系统进行航迹欺骗干扰属于大规模优化问题,往往需要利用群体智能算法优化无人机的飞行任务,然而采用传统群体智能算法优化时往往会出现收敛速度慢、求解精度低等问题。针对这一问题,对标准鲸鱼优化算法进行了改进,提... 详细信息

多机协同对组网雷达系统进行航迹欺骗干扰属于大规模优化问题,往往需要利用群体智能算法优化无人机的飞行任务,然而采用传统群体智能算法优化时往往会出现收敛速度慢、求解精度低等问题。针对这一问题,对标准鲸鱼优化算法进行了改进,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法的多无人机协同欺骗干扰技术。首先建立了多无人机协同欺骗干扰组网雷达的数学模型以及对应的优化函数,然后在标准鲸鱼优化算法的基础上引入了自适应惯性权值,提高了算法的全局搜索能力和收敛速度。仿真实验表明,固定无人机数量为9架时,利用改进鲸鱼、标准鲸鱼、粒子群、蚁群4种算法分别优化多机协同欺骗干扰模型,得出改进鲸鱼优化算法平均运行时间最短,迭代次数最少,同时优化产生的实际航迹与理论值误差最小;逐步增加无人机数量至20架,利用上述四种算法进行模型求解时得出改进鲸鱼优化算法在不同无人机架数的条件下产生的假目标航迹条数均优于其他3种算法。

关键词：多无人机(multi-UAV)协同航迹欺骗干扰组网雷达改进鲸鱼优化算法

基于改进粒子群优化算法的多无人机协同欺骗干扰技术

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舰船电子对抗 2024年第1期47卷 72-76页

作者：刘宇蕊陈云阳余鑫中国船舶集团有限公司第七二三研究所江苏扬州225101

多无人机协同对组网雷达系统进行航迹欺骗干扰属于大规模优化问题,通常需要利用群体智能算法优化无人机的飞行任务。针对采用标准粒子群算法优化时出现的求解效率低下的问题,提出了一种基于改进粒子群优化算法的多无人机协同欺骗干扰技... 详细信息

多无人机协同对组网雷达系统进行航迹欺骗干扰属于大规模优化问题,通常需要利用群体智能算法优化无人机的飞行任务。针对采用标准粒子群算法优化时出现的求解效率低下的问题,提出了一种基于改进粒子群优化算法的多无人机协同欺骗干扰技术。首先建立了多无人机协同欺骗干扰组网雷达的数学模型以及对应的优化函数。其次阐述了利用改进粒子群优化算法求解多机协同干扰模型的步骤。最后通过仿真实验对比了改进粒子群优化算法和标准粒子群优化算法在优化求解多机协同干扰模型的差异性。

关键词：改进粒子群优化算法多无人机协同航迹欺骗干扰组网雷达

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无人机编队对组网雷达的协同干扰

无人机编队对组网雷达的协同干扰

作者：谢榕浩哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

组网雷达因其优异的“四抗”性能而受到广泛关注,是未来雷达作战的发展方向。相比于单基地雷达,组网雷达具有更强的目标探测和目标跟踪能力,传统的针对单基地雷达的干扰方法已经难以抗衡组网雷达。鉴于组网雷达的电子对抗优势,分布式干... 详细信息

组网雷达因其优异的“四抗”性能而受到广泛关注,是未来雷达作战的发展方向。相比于单基地雷达,组网雷达具有更强的目标探测和目标跟踪能力,传统的针对单基地雷达的干扰方法已经难以抗衡组网雷达。鉴于组网雷达的电子对抗优势,分布式干扰系统被提出用于制衡组网雷达。在此背景下,本文针对无人机编队对组网雷达的协同干扰问题进行了研究,主要工作内容如下:1.针对无人机编队队形控制与导航问题,研究了一种分布式无人机编队控制与导航方法。首先建立了多智能体编队的控制模型,定义了控制增益矩阵;然后建立了无人机的动力学模型,并考虑了无人机的飞行速度和转弯速度限制;最后将求解控制增益矩阵的问题转化为半定规划问题,实现无人机编队中每架无人机的飞行控制,使其逐渐收敛至期望队形和期望飞行方向。该方法为后续多无人机高效执行协同干扰任务提供了编队基础。2.针对组网雷达对航迹欺骗干扰易识别问题,本文将组网雷达定位精度几何稀释因子(geometrical dilution of precision,GDOP)作为主要优化目标规划假目标航迹,设计了包含组网雷达GDOP的假目标航迹规划代价函数,降低组网雷达对假目标航迹的定位精度。针对假目标航迹规划算法寻优空间太大、算法耗时长、航迹规划效果不佳的问题,提出了基于节点自适应人工蜂群(artificial bee colony,ABC)的假目标航迹规划算法。该算法对传统ABC航迹规划算法进行了改进,首先根据导向向量和初始蜜源反馈的地形和组网雷达GDOP信息自适应调整航迹控制节点的取值范围,合理缩小算法寻优空间;然后借鉴遗传算法的自然选择思想在优化后的寻优空间内筛选出优质蜜源作为ABC算法的第一代蜜源;最后进行ABC算法迭代,在包含组网雷达GDOP的假目标航迹规划代价函数的引导下,寻找最优假目标航迹。该算法能够提升无人机编队协同干扰组网雷达的成功率和效率。3.针对无人机编队协同干扰组网雷达时的干扰决策问题,首先将无人机航迹规划作为多目标优化问题进行研究,并运用快速非支配排序遗传算法(fast nondominated sorting genetic algorithm,NSGA2)求解其Pareto最优解,塑造出无人机编队的干扰态势;然后建立了无人机编队干扰资源调度模型,并在优化无人机编队飞行高度的基础上运用遗传算法求解该模型,优化无人机编队在不同干扰态势下的干扰波束指向,提高无人机编队的安全性。此外,针对传统干扰决策算法无认知干扰能力,以及普通强化学习算法在没有正确先验知识的情况下难以对抗复杂多功能雷达的问题,提出基于双层强化学习的干扰决策算法,帮助干扰方克服错误先验知识的误导,增强无人机编队的智能化干扰能力,进一步提高无人机编队的干扰效能。

关键词：分布式干扰系统无人机编队控制航迹欺骗干扰人工蜂群算法干扰资源调度干扰决策

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机载预警PD雷达航迹干扰及辅助决策研究

现代雷达 2015年第11期37卷 77-80页

作者：黄勇丁宸聪海军装备研究院上海200436

预警机在现代战争中发挥着重要作用,为了提高战斗机的突防能力,文中研究了基于副瓣干扰的多方位航迹欺骗干扰方法。首先,建立干扰模型;然后,对能有效达到其干扰效果的辅助决策参数进行研究计算;最后,选取典型数据对某型预警机机载雷达... 详细信息

预警机在现代战争中发挥着重要作用,为了提高战斗机的突防能力,文中研究了基于副瓣干扰的多方位航迹欺骗干扰方法。首先,建立干扰模型;然后,对能有效达到其干扰效果的辅助决策参数进行研究计算;最后,选取典型数据对某型预警机机载雷达进行干扰仿真。结果表明:可在机载预警雷达显示终端产生多方位不同距离的密集航迹假目标,在此干扰条件下,可有效掩护飞机的突防,甚至对预警机实施有效攻击。

关键词：航迹欺骗干扰机载预警脉冲多普勒雷达副瓣辅助决策

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多无人机对组网雷达的协同欺骗干扰技术

舰船电子对抗 2022年第4期45卷 17-21页

作者：刘宇蕊束坤李迪中国船舶集团有限公司第八研究院江苏扬州225101

针对组网雷达系统较强的抗干扰特性,提出了一种多无人机对组网雷达的协同欺骗干扰技术。首先分析了多无人机协同对组网雷达的航迹欺骗干扰原理,建立了多无人机协同欺骗最优控制模型。其次结合相应的约束条件,对多无人机协同欺骗干扰模... 详细信息

针对组网雷达系统较强的抗干扰特性,提出了一种多无人机对组网雷达的协同欺骗干扰技术。首先分析了多无人机协同对组网雷达的航迹欺骗干扰原理,建立了多无人机协同欺骗最优控制模型。其次结合相应的约束条件,对多无人机协同欺骗干扰模型进行了求解。最后对模型进行仿真分析与评价,验证了本文提出的无人机最优控制模型的可行性。

关键词：组网雷达航迹欺骗干扰多无人机协同最优控制模型