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一种基于一维距离像的诱饵阵列干扰效能分析方法

文献发布时间:2023-06-19 11:08:20


一种基于一维距离像的诱饵阵列干扰效能分析方法

技术领域

本发明属于电子与科学技术领域,尤其涉及一种基于一维距离像的诱饵阵列干扰效能分 析方法。

背景技术

目前:在雷达探测领域中,主要获得的目标信息有高分辨距离像(HighResolution Range Profile,HRRP)、雷达散射截面(Radar Cross section)以及距离变化率或径向速度、方位、 高度等。高分辨距离像是由每个距离单元中的目标散射点子回波在雷达视线上投影的向量和 的幅度波形,是一种宽带雷达图像。原始高分辨距离像数据为复数,不仅可以体现非常多的 目标结构信息,还有可高速处理、容易获取等优势,让它在自动目标识别领域有着很高的关 注度,并应用在各种研究方向的实验中。高分辨宽带雷达发射的宽带信号相对于窄带信号而 言精确度更高,也不会被糟糕的天气影响到成像质量,所以应用领域比较广阔。军用雷达的 重点是在作战中可以迅速高效识别出敌军飞行器、船只、潜艇、水下武器及远距离打击武器 等,这样才能不在战场上处于被动,提高识别率和识别速度就是提高获胜率。

雷达角反射器是由金属钢材或涂覆金属材料组成的腔体结构。当电磁波照射到角反射器 时,由于本身结构的特点会在其后向产生极大的雷达散射截面,致使雷达制导武器出现错误 判断,从而保护我方重要军事目标。雷达角反射器主要是通过形成虚拟假目标来实现隐真示 假的目的,比如,欺骗敌方探测雷达,破坏其数据处理系统,增加其勘测目标结构、真假的 时间,最终实现敌方系统失效的目的。雷达角反射器同时还具有廉价、性价比高、干扰效果 好、易于生产装备、全方位等优点,在电子对抗,导弹武器攻防等场合中发挥重要作用。

综上所述,诱饵阵列、舰船、海面复合的干扰效能分析存在以下显著不足:对于诱饵阵 列的分析,大多基于雷达散射截面进行合理分析,但雷达散射截面随角度起伏较大,导致结 果不准确,误差率较大。考虑到在实际海况下,诱饵阵列、舰船目标以及海面的复合表面积 较大,雷达散射截面的数据量较大,也较难获取,计算效率过于低下。其次,基于频域的RCS 散射计算方法所获取的结果不够全面,无法真实模拟雷达时域回波,对于海战实况下的干扰 效能评估带来困难。

通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:

(1)现有的诱饵阵列分析技术存在大多基于雷达散射截面的计算,但由于实际海况下, 诱饵阵列随海面起伏波动,而RCS随角度起伏较大,导致结果不准确,误差率较大。

(2)实际海况下,诱饵阵列、舰船目标以及海面的复合表面积较大,计算雷达散射截 面的数据量大且难获取,数据处理要求过高,计算效率过于低下。

(3)现有基于频域的RCS散射计算方法所获取的结果不够全面,无法真实模拟雷达时 域回波,对于海战实况下的干扰效能评估带来困难。

解决以上问题及缺陷的难度为:如何获取诱饵阵列、舰船目标、海面复合的一维距离像; 如何利用一维距离像对诱饵阵列进行干扰效能评估。

解决以上问题及缺陷的意义为:实现海面背景下,诱饵干扰、舰船目标一维距离像的快 速获取和计算,并对诱饵干扰效果进行评估,有效促进了诱饵阵列在海战场中的使用,为后 续海战干扰物的设计和使用提供数据支撑。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于一维距离像的诱饵阵列干扰效能分析 方法。

本发明是这样实现的,一种基于一维距离像的诱饵阵列干扰效能分析方法,所述基于一 维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法包括:

依据实际海况,建立诱饵阵列、舰船目标、粗糙海面一体化模型,并对模型进行剖分, 逐个对面元进行编号和存储;

对雷达信号所照射范围内的模型面元进行遮挡判断,并记录和存储传播路径上经过反射 的面元序号,同时记录模型相互间反射所到达的面元序号;

对时域脉冲入射情况下的电场进行求解,得出时域雷达回波,化解可得目标物的一维距 离像;

利用一维距离像对实际海况背景下的诱饵阵列进行干扰效能评估。

进一步,所述基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法建立舰船模型包括:

(1)搜集舰船的模型图;导入模型的主视图和俯视图;

(2)利用RHINO软件对主要的特征线进行描绘,画出模型的轮廓形状;在绘制的特征 曲线的基础上进行分面拆解,对趋势突变的地方进行分面,根据画出的线进行曲面的建立, 并用曲面衔接命令达到曲面的曲率连续;

(3)建立好一个舰船的侧面进行镜像操作,操作进行上底面和下底面的建立,并且根据 需要进行体的删减,得到舰船的内部空槽结构;

(4)将建立好的舰船模型导出、保存;

建立角反射体模型,进行二十面体角反射器建模,角反射体是基于正二十面体的几何模 型而一步步建立起来的,三面角发射体是其基本组成单元;

(1)先找出12个顶点,两两相连构成30条棱边,由该框架得到的多凸多面体即为正二 十面体;建立O-XYZ直角坐标系,以坐标原点为中心,分别在XOY面,YOZ面和XOZ面 建立三个辅助矩形A

此12个点{A

(2)分别将各点和与其距离最近的五个点连接,得到30条棱边,得到二十面体的基本 框架。在构建好的正二十面体基础上,再增加三面角的结构,利用正二十面体进行布尔操作, 分别以其上每个正三角形面为底,向内减去一个等底面且三条棱互相垂直的正三棱锥,得到 的形状即为正二十面体角反射器的几何模型;

建立简单粗糙海面模型,依据PM海谱公式,并考虑海面风向影响,PM海谱表达式为:

其中,α=8.10×10

引入Longuest-Higgins角度分布函数对海面进行模拟,表达式为:

其中,

上式中的s表示方向函数的集中程度,与空间波数和风速U

对于二维海面,方向谱可以写成一般的谱函数与方向函数的结合,即:

其中,()为全向海谱,

通过以上公式,基于蒙特卡罗方法进行粗糙海面模型程序编写,构建了不同风向、风速 下的海面模型。

进一步,所述基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法进行面元剖分,选取 Delaunay三角剖分技术,将所建立的舰船目标模型、诱饵阵列模型及其海面模型进行三角剖 分,并获得其外包络每个三角形顶点、法向量、中心点索引列表,建立数据库,具体包括以 下步骤:

(1)基于Bowyer-Watson算法的三维Delaunay三角剖分主要是靠逐点插入的方式,实 现步骤如下:

1)构造一个超级四面体,包含所有散点,放入四面体链表;

2)将点集中的散点依次插入,在四面体链表中找出其外接球包含插入点的四面体,删除 影响四面体的公共边,将插入点同影响四面体的全部顶点连接起来,完成一个点在Delaunay 四面体链表中的插入;

3)根据优化准则对局部新形成的四面体进行优化,将形成的四面体放入四面体链表;

4)循环执行2),直到所有散点插入完毕;

(2)剖分后,寻找各个区域的外包络三角形,以及其对应法向量,步骤如下:

1)判断四面体链表中,如果其中的一个面只被一个四面体引用,则其位于边界上,返 回组成其的顶点的序号以及各个顶点坐标;

2)计算各个面的中心点坐标,并对应存储,计算公式如下:

3)三角形坐标点分别为A(x

法向量

进一步,所述基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法对雷达信号所照射范围 内的模型面元进行遮挡判断,并记录和存储传播路径上经过反射的面元序号,同时记录模型 相互间反射所到达的面元序号,具体包含以下步骤:

(1)射线管的生产与面元求交,使用三角形射线管,同时让三角形射线管与三角面元重 合,使得射线管在目标一阶反射时不发射分裂,而目标散射的主要部分就来源于目标的一阶 反射;

区分面元在暗区还是亮区,需要分为自遮挡和互遮挡两种情况;

进行自遮挡判断:假定

符合

进行互遮挡判断:对于不存在自遮挡的面元进行互遮挡判断,假设面元的三个顶点分别 为

其中u和v体现了顶点对于某一区域的权重影响,当其满足u≥0,v≥0,u+v≤1时,说明 点

射线方程是:

进行等效变形:

通过求解上式方程,就可以得到u,v和射线起点到相交点的距离d;

其中

(2)选定时域信号,选取调制高斯脉冲作为激励时域信号;

标准的调制高斯脉冲时域函数:

其中t

射线管在照亮面元处发生的反射,

对于

求得照亮面元的场强之后,结合Snell定理求得射线的反射方向:

选取上述设置的高斯脉冲作为时域信号G(t),则时域入射波可表示为:

其中

入射波第一次经过面元散射后的电场表达式为:

基于通过面元的坐标位置以及射线方向向量就能算出时间延迟,得到入射波经过一次散 射后到达下个面元的入射场:

至此求得了照亮面元处的反射场强及反射射线的方向,通过将反射场强与反射方向作为 二次入射初始场强与入射方向,可以进行面元间的多次射线追踪,直到射线射出目标或者射 线追踪次数到达设定值为止。

进一步,所述基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法对时域脉冲入射情况下 的电场进行求解,得出时域雷达回波,化解可得目标物的一维距离像,具体包含以下步骤:

(1)经过上述射线追踪,进行远区散射场计算,根据采样定理设置时间步的长短,当时 间推移一步就进行一次电场计算,根据TD-PO方法,从时域形式的Stratton公式出发,通过 对感应电流近似积分而求得目标的散射场,瞬态散射场的PO积分表达式在远场近似条件下 为:

其中

(2)令面积分

其中

I(t)=E

其中,W(t)为一时间函数,由下式给出:

这里,I

将每个时刻射线所到达的全部面元的电场进行求和,求得从时域信号到达第一个面元到 离开最后一个面元整个时间段的电场值,得到雷达时域回波;

(3)将总的时域散射信号E

式中,R(t)即为角反射器一维距离像,表示为:

由此可以进行目标舰船、诱饵阵列在复杂海面环境下的干扰效能评估分析。

进一步,所述基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法利用一维距离像对实际 海况背景下的诱饵阵列进行干扰效能,具体包含以下步骤:

(1)进行强度归一化,使用2-范数强度归一化,对于每一个高分辨距离像样本采用总 能量归一化方法,对于每一个原始高分辨距离像样本向量x=[x(1),x(2),···,x(k)],归一化得到 向量:

(2)诱饵阵列在不同方位角的一维距离像结果进行干扰评估,故使用余弦相似度法计算 诱饵阵列与舰船目标各个角度下的距离像结果的相似性,计算公式为:

其中

3)根据舰船目标和海面背景各种信息,制定特定的诱饵阵列分布干扰策略。基于一维距 离像原理,采用冲淡干扰模式对抗搜索阶段的雷达探测,在敌反舰导弹末制导装置开机之前, 由被攻击舰船利用诱饵阵列在本舰船周围迅速布置多个假目标;雷达未受到干扰时对目标的 发现概率为:

式中,n为雷达半功率波速宽度内接收到的脉冲数,S

用诱饵阵列进行战术布置后,得到雷达对目标的捕获概率为:

P

其中,m为雷达搜索范围内的目标与干扰物总数;

冲淡式干扰性能指标通过以下计算来度量:

结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明基于实际海况条 件和物理模型,对诱饵阵列、舰船目标、海面分别进行建模,得到了一组一体化模型;基于 GO方法和射线管理论进行遮挡判断,计算出带有时间迟延项的反射电场表达式;基于PO方 法,进行电场积分得到目标物的雷达信号时域回波和一维距离像;基于相似度理论进行,将 舰船目标和诱饵阵列的计算结果,进行干扰效能评估。本发明克服了现有技术对于复杂背景 下舰船目标、诱饵阵列一维距离像的获取问题,同时,有效解决了复杂海战场环境下的诱饵 阵列干扰效能分析问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附 图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域 普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的诱饵阵列干扰效能分析方法流程图。

图2是本发明实施例提供的诱饵阵列干扰效能分析方法的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的建模流程图。

图4是本发明实施例提供的舰船目标(阿里伯克级驱逐舰)正视图。

图5是本发明实施例提供的舰船目标(阿里伯克级驱逐舰)侧视图。

图6是本发明实施例提供的二十面角反射器图。

图7是本发明实施例提供的海面背景图,风向角为0°,风速为3m/s。

图8是本发明实施例提供的海面背景图,风向角为30°,风速为5m/s。

图9是本发明实施例提供的入射波遮挡判断流程图。

图10是本发明实施例提供的路径追踪射线流程图。

图11是本发明实施例提供的散射电场计算流程图。

图12是本发明实施例提供的冲淡式干扰分布图。

图13是本发明实施例提供的舰船目标与海面背景模型图。

图14是本发明实施例提供的舰船目标与海面背景一维距离像(θ=0°,

图15是本发明实施例提供的诱饵阵列1与海面背景模型图。

图16是本发明实施例提供的诱饵阵列1与海面背景一维距离像(θ=0°,

图17是本发明实施例提供的诱饵阵列2与海面背景模型图。

图18是本发明实施例提供的诱饵阵列2与海面背景一维距离像(θ=0°,

图19是本发明实施例提供的舰船目标与诱饵阵列1模型图。

图20是本发明实施例提供的舰船目标与诱饵阵列1一维距离像(θ=0°,

图21是本发明实施例提供的舰船目标与诱饵阵列1、2呈冲淡式干扰分布图

图22是本发明实施例提供的舰船目标与诱饵阵列1、2呈冲淡式干扰分布一维距离像 (θ=0°,

图23是本发明实施例提供的舰船目标与诱饵阵列1相似度对比图。

图24是本发明实施例提供的舰船目标与诱饵阵列2相似度对比图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行 进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定 本发明。

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于一维距离像的诱饵阵列干扰效能分析 方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示,本发明提供的基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法包括以下 步骤:

S101:依据实际海况,建立诱饵阵列、舰船目标、粗糙海面一体化模型,并对模型进行 剖分,逐个对面元进行编号和存储;

S102:对雷达信号所照射范围内的模型面元进行遮挡判断,并记录和存储传播路径上经 过反射的面元序号,同时记录模型相互间反射所到达的面元序号;

S103:对时域脉冲入射情况下的电场进行求解,得出时域雷达回波,化解可得目标物的 一维距离像;

S104:利用一维距离像对实际海况背景下的诱饵阵列进行干扰效能评估。

本发明提供的基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析的方法业内的普通技术人员还 可以采用其他的步骤实施,图1的本发明提供的基于一维距离像进行诱饵阵列干扰效能分析 的方法仅仅是一个具体实施例而已。

如图2所示,本发明提供的诱饵阵列干扰效能分析系统包括:

编号和存储模块1,用于依据实际海况,建立诱饵阵列、舰船目标、粗糙海面一体化模 型,并对模型进行剖分,逐个对面元进行编号和存储;

遮挡判断模块2,用于对雷达信号所照射范围内的模型面元进行遮挡判断,并记录和存 储传播路径上经过反射的面元序号,同时记录模型相互间反射所到达的面元序号;

时域雷达回波获取模块3,用于对时域脉冲入射情况下的电场进行求解,得出时域雷达 回波,化解可得目标物的一维距离像;

干扰效能评估模块4,用于利用一维距离像对实际海况背景下的诱饵阵列进行干扰效能 评估。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

本发明以解决在海战背景下舰船目标与诱饵阵列的一维距离像特性,基于实际海况条件 和物理模型,对诱饵阵列、舰船目标、海面分别进行建模,得到了一组一体化模型;基于GO 方法和射线管理论进行遮挡判断,计算出带有时间迟延项的反射电场表达式;基于PO方法, 进行电场积分得到目标物的雷达信号时域回波和一维距离像;基于相似度理论进行,将舰船 目标和诱饵阵列的计算结果,进行干扰效能评估。

如图3和图4所示,本发明实施例提供的基于一维距离像的基于一维距离像进行诱饵阵 列干扰效能分析的方法具体包括以下步骤:

第一步,依据实际海况,建立诱饵阵列、舰船目标、粗糙海面一体化模型,并对模型进 行剖分,逐个对面元进行编号和存储;

第二步,对雷达信号所照射范围内的模型面元进行遮挡判断,并记录和存储传播路径上 经过反射的面元序号,同时记录模型相互间反射所到达的面元序号。

第三步,对时域脉冲入射情况下的电场进行求解,得出时域雷达回波,化解可得目标物 的一维距离像。

第四步,利用一维距离像对实际海况背景下的诱饵阵列进行干扰效能评估。

在本发明的优选实施例中,预处理,进行舰船目标、诱饵阵列及其海面建模。舰船模型 选用阿里伯克级驱逐舰,诱饵阵列选择二十面角反射体组成,海面环境选择PM海谱进行构 建。具体包含以下步骤:

1.建立舰船模型,选取阿利伯克级驱逐舰作为舰船模型,如图5、图6所示。

(1)搜集舰船的模型图;导入模型的主视图和俯视图。

(2)利用RHINO软件对主要的特征线进行描绘,画出模型的轮廓形状。在绘制的特征 曲线的基础上进行分面拆解,对趋势突变的地方进行分面,根据画出的线进行曲面的建立, 并用曲面衔接命令达到曲面的曲率连续。

(3)建立好一个舰船的侧面进行镜像操作,操作进行上底面和下底面的建立,并且根据 需要进行体的删减,得到舰船的内部空槽结构。

(4)将建立好的舰船模型导出、保存。

2.建立角反射体模型,进行二十面体角反射器建模。该角反射体是基于正二十面体的几 何模型而一步步建立起来的,三面角发射体是其基本组成单元。

(1)先找出12个顶点,两两相连构成30条棱边,由该框架得到的多凸多面体即为正二 十面体。

建立O-XYZ直角坐标系,以坐标原点为中心,分别在XOY面,YOZ面和XOZ面建立 三个辅助矩形A

此12个点{A

(2)分别将各点和与其距离最近的五个点连接,得到30条棱边,得到二十面体的基本 框架。在构建好的正二十面体基础上,再增加三面角的结构,利用正二十面体进行布尔操作, 分别以其上每个正三角形面为底,向内减去一个等底面且三条棱互相垂直的正三棱锥,得到 的形状即为正二十面体角反射器的几何模型,如图7所示。

3.建立简单粗糙海面模型,依据PM海谱公式,并考虑海面风向影响。PM海谱表达式为:

其中,α=8.10×10

引入Longuest-Higgins角度分布函数对海面进行模拟,表达式为:

其中,

上式中的s表示方向函数的集中程度,与空间波数和风速U

对于二维海面,方向谱可以写成一般的谱函数与方向函数的结合,即:

其中,()为全向海谱,

通过以上公式,基于蒙特卡罗方法进行粗糙海面模型程序编写,构建了不同风向、风速 下的海面模型。不同风向与风速的海面如图8、图9所示。

4.进行面元剖分,选取Delaunay三角剖分技术。将所建立的舰船目标模型、诱饵阵列 模型及其海面模型进行三角剖分,并获得其外包络每个三角形顶点、法向量、中心点索引列 表,建立数据库,具体包括以下步骤:

(1)基于Bowyer-Watson算法的三维Delaunay三角剖分主要是靠逐点插入的方式,实 现步骤如下:

1)构造一个超级四面体,包含所有散点,放入四面体链表;

2)将点集中的散点依次插入,在四面体链表中找出其外接球包含插入点的四面体,删除 影响四面体的公共边,将插入点同影响四面体的全部顶点连接起来,完成一个点在Delaunay 四面体链表中的插入;

3)根据优化准则对局部新形成的四面体进行优化,将形成的四面体放入四面体链表;

4)循环执行2),直到所有散点插入完毕;

(2)剖分后,寻找各个区域的外包络三角形,以及其对应法向量,步骤如下:

1)判断四面体链表中,如果其中的一个面只被一个四面体引用,则其位于边界上,返 回组成其的顶点的序号以及各个顶点坐标;

2)计算各个面的中心点坐标,并对应存储,计算公式如下:

3)三角形坐标点分别为A(x

法向量

在本发明的优选实施例中,对雷达信号所照射范围内的模型面元进行遮挡判断,并记录 和存储传播路径上经过反射的面元序号,同时记录模型相互间反射所到达的面元序号。具体 包含以下步骤:

(1)射线管的生产与面元求交,使用三角形射线管,同时让三角形射线管与三角面元重 合,使得射线管在目标一阶反射时不发射分裂,而目标散射的主要部分就来源于目标的一阶 反射。

区分面元在暗区还是亮区,需要分为自遮挡和互遮挡两种情况。

进行自遮挡判断:假定

符合

进行互遮挡判断:对于不存在自遮挡的面元进行互遮挡判断,假设面元的三个顶点分别 为

其中u和v体现了顶点对于某一区域的权重影响,当其满足u≥0,v≥0,u+v≤1时,说明 点

射线方程是:

进行等效变形:

通过求解上式方程,就可以得到u,v和射线起点到相交点的距离d。

其中

(2)选定时域信号。选取调制高斯脉冲作为激励时域信号,由于它们无限光滑和在时间 坐标系的稳定性,使得可以给出超宽带的频域散射结果,计算效率会比频域的Gordon公式计 算效率更高,在频域采样越多的时候,这个优势越明显。

标准的调制高斯脉冲时域函数:

其中t

射线管在照亮面元处发生的反射,

对于

求得照亮面元的场强之后,结合Snell定理可以求得射线的反射方向:

选取上述设置的高斯脉冲作为时域信号G(t),则时域入射波可表示为:

其中

入射波第一次经过面元散射后的电场表达式为:

基于通过面元的坐标位置以及射线方向向量就能算出时间延迟,得到入射波经过一次散 射后到达下个面元的入射场:

至此求得了照亮面元处的反射场强及反射射线的方向,通过将反射场强与反射方向作为 二次入射初始场强与入射方向,可以进行面元间的多次射线追踪,直到射线射出目标或者射 线追踪次数到达设定值为止。

在本发明的优选实施例中,对时域脉冲入射情况下的电场进行求解,得出时域雷达回波, 化解可得目标物的一维距离像。具体包含以下步骤:

(1)经过上述射线追踪,进行远区散射场计算。根据采样定理设置时间步的长短,当时 间推移一步就进行一次电场计算。根据TD-PO方法,从时域形式的Stratton公式出发,通过 对感应电流近似积分而求得目标的散射场。瞬态散射场的PO积分表达式在远场近似条件下 为:

其中

(2)令面积分

其中

I(t)=E

其中,W(t)为一时间函数,由下式给出:

这里,I

将每个时刻射线所到达的全部面元的电场进行求和,求得从时域信号到达第一个面元到 离开最后一个面元整个时间段的电场值,得到雷达时域回波;

(3)将总的时域散射信号E

式中,R(t)即为角反射器一维距离像,可表示为:

由此可以进行目标舰船、诱饵阵列在复杂海面环境下的干扰效能评估分析。

在本发明的优选实施例中,利用一维距离像对实际海况背景下的诱饵阵列进行干扰效能。 具体包含以下步骤:

(1)雷达HRRP回波数据实际上是雷达射线上各距离单元内散射点的向量相干积累,所 以获得的目标物信息可能不充分或者有过多的冗余信息,对于诱饵阵列干扰效能分析的正确 率的影响也是不可小觑的。需要对高分辨一维距离像进行适当预处理,将原始数据中的无用、 错误信息剔除,提高一维距离像的性能。

进行强度归一化,使用2-范数强度归一化,对于每一个高分辨距离像样本采用总能量归 一化方法,对于每一个原始高分辨距离像样本向量x=[x(1),x(2),···,x(k)],归一化得到向量:

(2)诱饵阵列在不同方位角的一维距离像结果进行干扰评估,故使用余弦相似度法计算 诱饵阵列与舰船目标各个角度下的距离像结果的相似性,计算公式为:

其中

3)根据舰船目标和海面背景各种信息,制定特定的诱饵阵列分布干扰策略。基于一维距 离像原理,采用冲淡干扰模式对抗搜索阶段的雷达探测。该策略是一种远程干扰手段,它是 指在敌反舰导弹末制导装置开机之前,由被攻击舰船利用诱饵阵列在本舰船周围迅速布置多 个假目标,以冲淡其对舰艇的搜索并降低其捕捉概率,从而达到保护本舰的目的,示意图如 图13。

雷达未受到干扰时对目标的发现概率为:

式中,n为雷达半功率波速宽度内接收到的脉冲数,S

用诱饵阵列进行战术布置后,得到雷达对目标的捕获概率为:

P

其中,m为雷达搜索范围内的目标与干扰物总数。

冲淡式干扰性能指标通过以下计算来度量:

下面结合仿真对本发明的技术效果作详细的描述。

一、仿真条件:

1.仿真中的舰船目标选用阿里伯克级驱逐舰,诱饵阵列选用二十面角反射体,所构建的 海面模型风速设置为5m/s,风向设置为0度方向角(即沿坐标系Y轴的正方向),入射波采用 高斯脉冲,极化方式为HH极化,具体模型及入射波条件如表1所示。

表1

2.仿真中将舰船目标即阿里伯克级驱逐舰与诱饵阵列1及诱饵阵列2的一维距离像进行 分别进行全方位

二、仿真内容与结果

仿真1,采用表1中的1号实验参数,建立模型,结果如图14和图15所示,分别为海面背景和舰船目标的复合模型、该模型的全方位

仿真2,采用表1中的2号实验参数,建立模型,结果如图16和图17所示,分别为海面背景和诱饵阵列1的复合模型、该模型的全方位

仿真3,采用表1中的3号实验参数,建立模型,结果如图18和图19所示,分别为海面背景和诱饵阵列2的复合模型、该模型的全方位

仿真4,采用表1中的4号实验参数,建立模型,结果如图20和图21所示,分别为舰船目标和诱饵阵列1的复合模型、该模型的一维距离像(θ=0°,

仿真5,采用表1中的5号实验参数,建立相应的冲淡式干扰模型,结果如图22和图23 所示,分别为海面目标和诱饵阵列1及诱饵阵列2的复合模型、该模型的一维距离像 (θ=0°,

仿真6,将舰船目标和诱饵阵列1、诱饵阵列2进行相似度比较得到图24。

本发明通过一系列的实验仿真对所发明的计算方法进行了应用,对诱饵阵列、舰船目标 与海面背景的情况下的一维距离像进行计算,在相同条件下,鲜见公开报道结果。并且验证 了雷达探测时利用一维距离像进行干扰的可行性,所获得的结果与实际相符,因此本发明的 准确度和实用性较高,对诱饵阵列干扰效能分析等无缘干扰研究研究有很重要的价值。

在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等 指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化 描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作, 因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述 目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉 本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任 何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

相关技术
  • 一种基于一维距离像的诱饵阵列干扰效能分析方法
  • 一种基于干扰机理与决策能力的雷达有源干扰效能测算方法
技术分类

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