博弈条件下雷达波形设计策略研究

为提高电子战中弹载雷达检测性能,该文提出基于纳什均衡的雷达波形设计方法。首先建立电子战条件下雷达与干扰信号博弈模型,基于最大化信干噪比(SINR)准则,分别设计了雷达和干扰的波形策略;然后通过数学推导论证了博弈纳什均衡解的存在性,设计了一种重复剔除严格劣势的多次迭代注水方法来实现纳什均衡;通过二步注水法推导了非均衡的maxmin优化方案;最后通过仿真实验测试不同策略下雷达检测性能。仿真结果证明,基于纳什均衡的雷达信号设计有助于提升博弈条件下雷达检测性能,对比未博弈时,雷达检测概率最高可提升12.02%,较maxmin策略最高可提升3.82%,证明所设计的纳什均衡策略更接近帕累托最优。     

转发式弹载干扰机对抗技术研究

弹载干扰机的转发式干扰进入雷达主瓣,使得雷达失去对目标的测距能力,其对抗非常困难。提出了采用干扰机性能排查的雷达抗干扰技术,雷达通过发射干扰机参数性能侦察信号,经过专门的侦察分析设备,侦察、分析干扰机的工作参数,从而使得雷达的工作与干扰机达到"匹配",使得雷达的抗干扰效果达到最佳。设计了雷达对抗弹载干扰机的抗干扰工作模式和新增系统构成。     

基于强化学习的频控阵-多输入多输出雷达发射功率分配方法

当前电磁环境日益复杂多变,新式干扰手段层出不穷,对雷达系统带来了极大的挑战和威胁。该文引入频谱干扰模型并提出了一种在频控阵-多输入多输出(FDA-MIMO)雷达与干扰机动态博弈框架下基于强化学习(RL)的发射功率分配优化方法,使雷达系统能够获得最大的信干噪比(SINR)。在此基础上,构造了频谱干扰模型。其次,雷达和干扰机之间存在一种Stackelberg博弈关系,且将雷达作为领导者,干扰机作为跟随者,建立动态博弈框架下的发射功率分配优化模型。采用深度确定性策略梯度(DDPG)算法,结合功率约束设计了奖赏函数,对雷达发射功率进行实时分配来获得最大的输出SINR。最后,仿真结果表明,在雷达与干扰机博弈的框架下,所提优化算法能够有效地对雷达发射功率进行优化,使雷达具备较好的抗干扰性能。     

干扰背景下MIMO雷达部分相关信号设计

在干扰背景下,集中式MIMO雷达可以通过设计发射波形提高系统的输出信干噪比,然而优化后的波形通常会具有较高的自相关旁瓣,降低了接收机对弱目标的检测性能。该文提出一种干扰背景下MIMO雷达部分相关信号设计方法。该方法在兼顾发射信号峰均比(PAPR)的同时,在发射天线对正交恒模波形进行加权处理,并以最大化接收机系统的输出信干噪比为准则建立目标函数,给出一种基于拟牛顿法的连续优化算法求解目标函数,获得最优加权,使得系统的输出信干噪比得到提升。仿真结果表明,该方法能够有效地抑制干扰,并可自适应地将发射信号能量辐射向目标方向,提高系统输出信干噪比。     

集中式MIMO雷达与相控阵雷达干扰抑制性能对比

针对传统相控阵雷达与集中式多输入多输出( MIMO)雷达的干扰抑制性能优劣问题,对集中式MIMO雷达与相控阵雷达的信干噪比和改善因子进行了对比分析,从理论上研究了两种体制雷达的干扰抑制能力并进行了数字仿真。仿真结果表明,与传统相控阵雷达相比,集中式MIMO雷达通过提升信干噪比输出增强了干扰抑制能力。     

干扰机空间位置对SAR散射式干扰的影响

在散射式干扰中,干扰机位置的变化对干扰信号一个重要影响就是会改变其入射方位,而根据电磁波散射理论,电磁信号的散射系数与其入射方位有关.基于此,本文通过干扰机空间位置变化与干扰信号功率的关系研究了干扰机空间布局对SAR干扰效果的影响.在分析干扰机布局与干扰信号入射方位以及干扰信号散射系数之间的关系基础上,分别对干扰信号入射角和离面角变化对干扰信号功率的影响进行了研究,根据雷达信干比的变化曲线,指出了对SAR散射式干扰有利的干扰机方位.     

复制叠加多假目标干扰效果仿真分析

多假目标干扰产生与被干扰雷达相干的干扰信号,在能量上有着极大的优势.在对多假目标产生方式讨论的基础上,通过对多假目标干扰中每个假目标能量的定量分析,得到了各个假目标信号与干扰机之间的功率关系,并推导了适用于多假目标干扰的干信比计算公式,有效解决了没有定量分析多假目标干扰能量和用传统干信比公式衡量多假目标干扰效果的问题,...     

分布式干扰机干扰预警雷达网的暴露区算法

分布式干扰机干扰雷达网是空袭作战中常见的情况 ,本文提出了通过计算雷达接收机的干信比 ,运用干扰方程求解雷达网暴露区的算法 ,对于评估干扰机的效能、计算雷达网的探测范围具有重要意义     

分布式干扰机干扰预警雷达网的暴露区算法

分布式干扰机干扰雷达网是空袭作战中常见的情况，本文提出了通过计算雷达接收机的干信比，运用干扰方程求解雷达网暴露区的算法，对于评估干扰机的效能、计算雷达网的探测范围具有重要意义。     

噪声跟踪干扰检测算法性能分析

基于认知无线电中协作频谱感知的思想,提出了一种跳频通信中噪声跟踪干扰的检测算法。首先采用能量检测算法,研究了干扰条件下单跳信号的检测性能。在此基础上,应用“k out of n”准则,在决策融合模块实现对噪声跟踪干扰的检测,推导了AWGN信道下噪声跟踪干扰的检测性能。理论分析和仿真结果表明,随着信干噪比的逐渐减小,对于单跳信号和噪声跟踪干扰的检测概率均逐渐增大;而在相同信干噪比情况下,噪声跟踪干扰的检测概率较单跳信号的检测概率得到了提高。      

基于最大边缘分配算法的雷达博弈波形设计

实战背景下雷达目标先验信息有较大的不确定性,基于先验信息设计的波形不能满足参数估计的需要.为解决该问题,提出了一种博弈条件下的雷达波形设计方法.考虑到雷达与干扰机在电子对抗中的非同时性,采用Stackelberg博弈框架进行建模.该方法以优化雷达能量谱分布为策略,采用最大互信息准则建立效用函数.博弈过程中,雷达与干扰机...     

认知雷达抗干扰中的博弈论分析综述

雷达对抗的核心研究内容主要是干扰策略与抗干扰策略之间的对抗博弈,其作为电子战研究领域的热点一直备受学者们关注。该文综述了学者们利用合作与非合作博弈方法来分析雷达在进行目标探测和干扰抑制时所使用的策略,主要通过不同体制的雷达利用认知技术感知和学习外界复杂的电磁环境,合理地分配发射功率、控制编码序列、设计波形、研究检测和跟踪方法以及分配雷达通信资源等。这样雷达既节约发射所消耗的功率,又可以自适应地搜索和跟踪目标而不被敌方所发现,从而使雷达在复杂多变的现代战场环境中达到自身最优的性能。最后,对认知雷达抗干扰中的博弈论分析研究进行总结和展望,并指出了一些博弈论在认知雷达抗干扰策略应用中所面临的潜在问题和挑战。     

认知雷达抗干扰中的博弈论分析综述

雷达对抗的核心研究内容主要是干扰策略与抗干扰策略之间的对抗博弈,其作为电子战研究领域的热点一直备受学者们关注.该文综述了学者们利用合作与非合作博弈方法来分析雷达在进行目标探测和干扰抑制时所使用的策略,主要通过不同体制的雷达利用认知技术感知和学习外界复杂的电磁环境,合理地分配发射功率、控制编码序列、设计波形、研究检测和跟踪方法以及分配雷达通信资源等.这样雷达既节约发射所消耗的功率,又可以自适应地搜索和跟踪目标而不被敌方所发现,从而使雷达在复杂多变的现代战场环境中达到自身最优的性能.最后,对认知雷达抗干扰中的博弈论分析研究进行总结和展望,并指出了一些博弈论在认知雷达抗干扰策略应用中所面临的潜在问题和挑战.     

基于凸优化方法的认知雷达低峰均比波形设计

为了提高雷达发射波形的检测性能,同时使发射机发挥其最大效能,以发射波形的低峰均比(PAR)为约束条件,该文提出了一种信号相关杂波背景下的认知雷达发射波形和接收机滤波器联合优化方法。首先,面向距离扩展目标检测问题,构建关于雷达输出信干噪比(SINR)的优化模型;然后将该模型转化为Rayleigh商形式,给出了接收机权值的解析表达式;在此基础上,通过半正定松弛,将关于发射波形半正定矩阵的非凸问题转化为凸问题,求得发射波形的最优矩阵解;最后,将秩1近似法和最近邻方法相结合,从最优矩阵解中提取出发射波形的最优向量解。该方法在给定PAR取值范围内可使波形的输出SINR达到最大,PAR=2时波形的SINR值与能量约束下优化波形的SINR值相同,并且比PAR=1时所得波形高出约0.5 dB。仿真结果验证了所提方法的有效性。      

面向雷达数字化设计与仿真的电子干扰建模方法研究

电子干扰模拟是雷达数字化设计与仿真的最重要功能之一,主要完成干扰信号产生、传输和到达的模拟,对应了雷达电子干扰信号参数描述、信号传播路径和信号波束方向三大技术问题。为此,针对雷达数字化设计与仿真技术中电子干扰建模问题,提出了基于统一雷达波形参数的覆盖类和欺骗类典型干扰信号描述方法,针对典型直达波和多径单跳传播路径给出了信号传输的实现方法,结合干扰机和雷达的空间位置和姿态阐述了干扰信号波束到达角的计算方法,最后通过具体实现验证了电子干扰模型模拟方法的有效性和可用性。     

针对双基地雷达的分布式干扰研究

接收站位置未知使得传统的干扰手段很难对双基地雷达形成理想的干扰效果.针对这种情况,文中从战术角度出发,对双基地雷达的分布式干扰问题进行研究.以发射站、接收站联合发现概率为效能指标,对不同布站方式下的双基地雷达分布式干扰效能进行评估.计算机仿真试验表明,空域分布特性是分布式干扰对抗双基地雷达的优势;通过战术设计,提高分布式干扰机的作战效能,可以在一定程度上削弱接收站未知带来的不利影响.     

非准确先验知识下认知雷达低峰均比稳健波形设计

针对目标和杂波先验知识不准确时认知雷达的检测波形设计问题,同时兼顾功率放大器对低峰均比(PAR)波形的需求,该文提出一种信号相关杂波背景下认知雷达低PAR稳健波形设计方法。首先,在目标和杂波不确定集范围内,基于极大极小化准则构造关于输出信干噪比(SINR)的优化模型;然后将不确定性参数代入该模型,给出最差SINR下对应杂波协方差矩阵和目标Toeplitz矩阵的取值;在此基础上,利用半正定松弛,将非凸的优化模型转化为关于发射波形半正定矩阵的凸问题进行求解;最后,通过秩1近似法结合最近邻方法,进一步从波形的最优矩阵解中提取出最优向量解。分析表明,在稳健性能相同的情况下,与现有方法相比该算法具有更低的运算量,仿真结果验证了所提方法的有效性和稳健性。     

MIMO Radar Waveform Optimization With Prior Information of the Extended Target and Clutter

The concept of multiple-input multiple-output (MIMO) radar allows each transmitting antenna element to transmit an arbitrary waveform. This provides extra degrees of freedom compared to the traditional transmit beamforming approach. It has been shown in the recent literature that MIMO radar systems have many advantages. In this paper, we consider the joint optimization of waveforms and receiving filters in the MIMO radar for the case of extended target in clutter. A novel iterative algorithm is proposed to optimize the waveforms and receiving filters such that the detection performance can be maximized. The corresponding iterative algorithms are also developed for the case where only the statistics or the uncertainty set of the target impulse response is available. These algorithms guarantee that the SINR performance improves in each iteration step. Numerical results show that the proposed methods have better SINR performance than existing design methods.