一种雷达有源干扰波形库的制作方法

1.本发明涉及雷达有源干扰领域，尤其涉及一种雷达有源干扰波形库。


背景技术：

2.近年来，随着微电子、数字化、智能化等技术在雷达中的广泛应用，雷达技术取得了很快的发展，认知雷达、数字阵列雷达、软件化雷达、超宽带雷达、sar雷达等技术不断重现。新一代具有认知能力的雷达感知系统将充分利用其对环境感知的能力，使得发射与接收成为一个闭环系统，使其可根据周边环境(杂波、地理环境、干扰等)实时地对工作模式、发射参数、处理过程等进行调整，大大提高了系统各方面的性能。
3.在现有的针对雷达的有源干扰方法中，主要包括压制干扰和欺骗干扰两类。现有的有源干扰系统通过对侦收的辐射源信号的分析，对辐射源进行识别和定位，确定辐射源类型和工作状态，再根据预设干扰策略，选择相应的干扰模式，生成相应干扰波形并调用相应的射频资源对目标辐射源进行干扰。目前所用的干扰波形都是采用固定模式生成，不具备针对干扰目标态势进行动态调整的能力。在面对多功能化或智能化雷达波形时，其所用的干扰波形都是采用固定的硬件平台生成，缺乏波形生成的灵活性和开放性，导致现有的雷达有源干扰系统，在面对复杂多变的雷达波形时，无法实现预期的干扰效果。干扰波形是影响雷达有源干扰效果的关键因素之一。如何实现灵活性、完备性和随变性的干扰波形，是提升有源干扰系统针对复杂雷达波形的干扰能力时需要解决的关键问题之一。


技术实现要素：

4.针对现有的有源干扰波形难以对抗认知雷达波形，导致传统雷达有源干扰系统对认知雷达干扰能力不足的问题，本发明公开了一种雷达有源干扰波形库。不同于传统波形库的概念，本发明中所阐述的雷达有源干扰波形库为有源干扰控制参数的特定架构、存储方式和控制方式的一种集合，且整个波形库不单单只作为干扰波形存储载体，还应当具有生成和修改干扰波形生成规则、生成干扰波形、修改波形、查找波形、更新波形等功能。
5.本发明公开了一种雷达有源干扰波形库,包括干扰任务信息获取解析模块、压制干扰参数解析判别模块、欺骗干扰参数解析判别模块、灵巧干扰参数解析判别模块、压制干扰波形模块、欺骗干扰波形模块、灵巧干扰波形模块；
6.干扰任务信息获取解析模块用于接收干扰任务信息，对所接收的干扰任务信息进行解析，得到干扰参数信息；对干扰任务信息进行判别，若干扰任务为压制干扰，则将干扰参数信息发送至压制干扰参数解析判别模块，若干扰任务为欺骗干扰，则将干扰参数信息发送至欺骗干扰参数解析判别模块，若干扰任务为灵巧干扰，则将干扰参数信息发送至灵巧干扰参数解析判别模块。压制干扰参数解析判别模块与压制干扰波形模块相连接，欺骗干扰参数解析判别模块与欺骗干扰波形模块相连接，灵巧干扰参数解析判别模块与灵巧干扰波形模块相连接。欺骗干扰参数解析判别模块所接收的干扰参数信息，包括欺骗干扰样式信息和欺骗干扰波形参数信息。
7.压制干扰波形模块包括经典压制干扰波形库、压制干扰波形设计规则库、压制干扰波形设计规则更新模块和压制干扰波形设计模块。经典压制干扰波形库和压制干扰波形设计规则库均与压制干扰参数解析判别模块相连接。压制干扰波形设计规则库、压制干扰波形设计规则更新模块和压制干扰波形设计模块三者之间进行互相连接，压制干扰波形设计模块与经典压制干扰波形库相连接。
8.欺骗干扰波形模块包括经典欺骗干扰调制参数模块、欺骗干扰调制参数优化规则库和欺骗干扰调制参数优化模块。经典欺骗干扰调制参数模块和欺骗干扰调制参数优化规则库均与欺骗干扰参数解析判别模块相连接。欺骗干扰调制参数优化模块与欺骗干扰调制参数优化规则库和经典欺骗干扰调制参数模块均进行连接。
9.灵巧干扰波形模块包括干扰调制波形库、干扰调制波形设计规则库、干扰调制波形设计规则更新模块和干扰调制波形设计模块。干扰调制波形库和干扰调制波形设计规则库均与灵巧干扰参数解析判别模块相连接。干扰调制波形设计规则库、干扰调制波形设计规则更新模块和干扰调制波形设计模块三者之间进行互相连接。干扰调制波形设计模块与干扰调制波形库进行连接。
10.压制干扰参数解析判别模块对所接收的干扰参数信息进行解析，提取出压制干扰波形信息；对压制干扰波形信息进行判别，若经典压制干扰波形库中已经包含所述压制干扰波形信息，则将压制干扰波形信息发送至经典压制干扰波形库；若经典压制干扰波形库中不包含所述压制干扰波形信息，则将压制干扰波形信息发送至压制干扰波形设计规则库；
11.经典压制干扰波形库接收到压制干扰波形信息后，根据所述压制干扰波形信息，产生相应的压制干扰波形。
12.压制干扰波形设计规则库接收到压制干扰波形信息后，判断压制干扰波形设计规则库中是否包含有与压制干扰波形信息相匹配的压制干扰波形设计规则，如果包含，则将所述相匹配的压制干扰波形设计规则发送至压制干扰波形设计模块；如果不包含，则将所述压制干扰波形信息发送至压制干扰波形设计规则更新模块。
13.压制干扰波形设计模块利用所接收的压制干扰波形设计规则，生成压制干扰波形产生参数，利用压制干扰波形产生参数，生成并输出压制干扰波形，将所述压制干扰波形与对应的压制干扰波形信息发送至经典压制干扰波形库，经典压制干扰波形库对所接收的压制干扰波形与对应的压制干扰波形信息进行保存。
14.压制干扰波形设计规则更新模块利用所接收的压制干扰波形信息，生成相应的压制干扰波形设计规则，将所生成的压制干扰波形设计规则发送至压制干扰波形设计模块和压制干扰波形设计规则库。
15.压制干扰波形设计规则更新模块利用所接收的压制干扰波形信息，生成相应的压制干扰波形设计规则，将所生成的压制干扰波形设计规则发送至压制干扰波形设计模块，包括：
16.当压制干扰波形设计规则库中不包含有与压制干扰波形信息相匹配的压制干扰波形设计规则时，压制干扰波形设计规则更新模块利用所述压制干扰波形信息，根据信息熵最大化准则，建立压制干扰波形概率优化模型，其表达式为：
[0017][0018][0019]
其中，φ(v)为权值向量v下的总干扰波形的分布概率值，m0为干扰子波束的数目，[a,b]为总干扰波形的取值分布区间，为第一干扰子波形的概率分布函数，依次类推，为第m0个干扰子波形的概率分布函数，c1为第一干扰子波形的概率分布函数的限制值，依次类推，c
m0
为第m0个干扰子波形的概率分布函数的限制值，p为压制干扰波形参数,f(x,p)为总干扰波形的概率分布函数，其表达式为:
[0020][0021]
其中，v为权值向量，v1表示第一干扰子波形的加权值，依次类推，v
m0
表示第m0个干扰子波形的加权值。将压制干扰波形概率优化模型作为压制干扰波形设计规则，发送至压制干扰波形设计模块和压制干扰波形设计规则库。
[0022]
经典欺骗干扰调制参数模块所包含的欺骗干扰样式信息，包括假目标欺骗干扰、密集假目标压制干扰、距离波门拖引干扰、速度波门拖引干扰、角度欺骗干扰。假目标欺骗干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括假目标个数、干扰信号频率、延迟时间和幅度等。密集假目标压制干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括干扰信号频率、起始延迟时间、干扰复制间隔、干扰复制个数和信号幅度等。距离波门拖引干扰分为捕获、拖引、驻留和停止四个阶段，每个阶段对应的欺骗干扰波形参数信息，均包括干扰信号幅度和连续变化的延迟时间。速度波门拖引干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括干扰信号幅度和连续变化的多普勒频移参数等。角度欺骗干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括信号频率、干扰信号幅度、相位以及多个通道之间的幅度比和相位差等。
[0023]
欺骗干扰参数解析判别模块对所接收的干扰参数信息进行解析，提取出欺骗干扰样式信息；对所述欺骗干扰样式信息进行判别，若经典欺骗干扰调制参数模块中包括所述欺骗干扰样式信息，则将所述干扰参数信息发送至经典欺骗干扰调制参数模块；若经典欺骗干扰调制参数模块中不包括所述欺骗干扰样式信息，则将所述干扰参数信息发送至欺骗干扰调制参数优化规则库。
[0024]
经典欺骗干扰调制参数模块接收到干扰参数信息后，根据干扰参数信息确定相应的欺骗干扰样式信息和欺骗干扰波形参数信息，再确定相应的欺骗干扰调制参数，将所确定的欺骗干扰调制参数进行输出。
[0025]
欺骗干扰调制参数优化规则库根据收到的干扰参数信息，对其所包含的欺骗干扰调制参数优化规则进行查找，若其包含有与收到的干扰参数信息相匹配的欺骗干扰调制参数优化规则，则将所述相匹配的欺骗干扰调制参数优化规则发送至欺骗干扰调制参数优化
模块，若其不包含有与收到的干扰参数信息相匹配的欺骗干扰调制参数优化规则，则将收到的干扰参数信息发送至欺骗干扰调制参数优化模块。
[0026]
欺骗干扰调制参数优化模块利用所接收的欺骗干扰调制参数优化规则，生成欺骗干扰调制参数，或根据所收到的干扰参数信息，生成对应的欺骗干扰调制参数优化规则，利用所述欺骗干扰调制参数优化规则，生成欺骗干扰调制参数。欺骗干扰调制参数优化模块生成欺骗干扰调制参数后，将所述欺骗干扰调制参数和对应的干扰参数信息发送至经典欺骗干扰调制参数模块。经典欺骗干扰调制参数模块对接收的欺骗干扰调制参数和对应的干扰参数信息进行保存。
[0027]
欺骗干扰调制参数优化规则库包含间歇采样转发干扰优化规则、深度强化学习波形参数优化规则。
[0028]
欺骗干扰调制参数优化规则库接收的干扰参数信息中的欺骗干扰样式信息，为智能欺骗干扰时，欺骗干扰调制参数优化规则库将深度强化学习波形参数优化规则发送给欺骗干扰调制参数优化模块。
[0029]
深度强化学习波形参数优化规则，是将欺骗干扰调制参数作为动作，将欺骗干扰调制参数取值范围作为动作库，将雷达发射波形、电磁环境信息、雷达接收波形、雷达对目标的检测和跟踪结果作为环境，将雷达接收波形脉冲压缩后信噪比和雷达目标正确检测概率作为状态，利用每次动作变化前后的状态值变化作为奖励值，利用深度强化学习算法，建立面向雷达有源欺骗干扰的深度强化学习网络，对所述深度强化学习网络进行训练，利用训练完成的深度强化学习网络，得到最优动作值，将最优动作值，作为欺骗干扰调制参数优化模块所生成的欺骗干扰调制参数。
[0030]
欺骗干扰调制参数优化规则库接收的干扰参数信息中的欺骗干扰样式信息，为间歇采样转发干扰时，欺骗干扰调制参数优化规则库将间歇采样转发干扰优化规则发送给欺骗干扰调制参数优化模块。
[0031]
间歇采样转发干扰优化规则，是建立间歇采样转发干扰的干扰效果与间歇采样信号脉冲参数量化关系，以干扰效果最大化为目标，建立欺骗干扰调制参数优化模型，利用优化算法对欺骗干扰调制参数优化模型进行求解，得到欺骗干扰调制参数的最优值，将欺骗干扰调制参数的最优值，作为欺骗干扰调制参数优化模块所生成的欺骗干扰调制参数。
[0032]
灵巧干扰参数解析判别模块对所接收的干扰参数信息进行解析，提取出灵巧干扰波形信息；对灵巧干扰波形信息进行判别，若干扰调制波形库中已经包含所述灵巧干扰波形信息，则将灵巧干扰波形信息发送至干扰调制波形库；若干扰调制波形库中不包含所述灵巧干扰波形信息，则将灵巧干扰波形信息发送至干扰调制波形设计规则库。
[0033]
干扰调制波形库接收到灵巧干扰波形信息后，根据灵巧干扰波形信息确定灵巧干扰调制波形，并输出灵巧干扰调制波形。
[0034]
干扰调制波形设计规则库根据所收到的灵巧干扰波形信息，对其所包含的干扰调制波形设计规则进行查找，如果其包含与灵巧干扰波形信息相匹配的干扰调制波形设计规则，则将所述相匹配的干扰调制波形设计规则发送至干扰调制波形设计模块，如果其不包含与灵巧干扰波形信息相匹配的干扰调制波形设计规则，则将其所收到的灵巧干扰波形信息发送至干扰调制波形设计规则更新模块。
[0035]
所述干扰调制波形设计规则更新模块利用所接收的灵巧干扰波形信息，生成相应
的干扰调制波形设计规则，将所生成的干扰调制波形设计规则发送至干扰调制波形设计规则库和干扰调制波形设计模块。
[0036]
所述干扰调制波形设计模块利用所收到的干扰调制波形设计规则，生成相应的灵巧干扰调制波形，将所生成的灵巧干扰调制波形进行输出。
[0037]
所述干扰调制波形设计模块将利用干扰调制波形设计规则更新模块生成的干扰调制波形设计规则所生成的灵巧干扰调制波形，和对应的灵巧干扰波形信息，发送至干扰调制波形库，干扰调制波形库对收到的灵巧干扰调制波形和对应的灵巧干扰波形信息进行保存。
[0038]
干扰调制波形库包括噪声调制波形、信号函数调制波形、噪声与信号函数复合调制波形。若灵巧干扰波形信息为噪声调制波形、信号函数调制波形或噪声与信号函数复合调制波形中的一种时，干扰调制波形库根据灵巧干扰波形信息确定灵巧干扰调制波形，并输出灵巧干扰调制波形。
[0039]
干扰调制波形设计规则库包括检测信噪比准则、互信息量准则、波形欧氏距离准则和互相关函数准则。
[0040]
当灵巧干扰波形信息是雷达检测信噪比最小波形时，干扰调制波形设计规则库选择检测信噪比准则，将检测信噪比准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0041]
所述检测信噪比准则，是以雷达检测信噪比作为干扰评估指标，建立雷达检测信噪比与干扰调制波形参数之间的定量关系，以雷达正确检测概率最小化为目标函数，以干扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第一干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第一干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0042]
当灵巧干扰波形信息是互信息量最小波形时，干扰调制波形设计规则库选择互信息量准则，将互信息量准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0043]
所述互信息量准则，是以波形互信息量作为干扰评估指标，建立波形互信息量与干扰调制波形参数之间的定量关系，以干扰输出信号波形与雷达输出信号波形之间的互信息量最小化为目标函数，以干扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第二干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第二干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0044]
干扰输出信号波形yj(t)与雷达输出信号波形ys(t)之间的互信息量i(yj(t),ys(t))，其表达式为：
[0045][0046]
其中，yj(f)为yj(t)的频谱函数，ys(f)为ys(t)的频谱函数，[b1,b2]为yj(f)和ys(f)的频域取值范围，p
nn
(f)为雷达系统的匹配滤波器的接收噪声的频谱，f表示频率。雷达系统的匹配滤波器的接收噪声为加性高斯白噪声。
[0047]
当灵巧干扰波形信息是欧氏距离最大波形时，干扰调制波形设计规则库选择波形欧氏距离准则，将波形欧氏距离准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0048]
所述波形欧氏距离准则，是以波形欧式距离作为干扰评估指标，建立波形欧式距
离与干扰调制波形参数之间的定量关系，以干扰输出信号波形与雷达输出信号波形之间的波形欧式距离的最大化为目标函数，以干扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第三干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第三干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0049]
干扰输出信号波形yj(t)与雷达输出信号波形ys(t)之间的波形欧式距离d(yj(t),ys(t))，其表达式为:
[0050][0051]
其中，[t3,t4]为干扰输出信号波形yj(t)与雷达输出信号波形ys(t)的持续时间范围。
[0052]
当灵巧干扰波形信息是互相关函数最小波形时，干扰调制波形设计规则库选择互相关函数准则，将互相关函数准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0053]
所述互相关函数准则，是以互相关函数作为干扰评估指标，建立互相关函数与干扰调制波形参数之间的定量关系，以灵巧干扰信号波形和雷达发射信号的互相关函数最小化为目标函数，以干扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第四干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第四干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0054]
灵巧干扰信号波形jn(t)和雷达发射信号s(t)的互相关函数r(jn(t),s(t))，其表达式为:
[0055][0056]
其中，[t1,t2]为灵巧干扰信号波形和雷达发射信号的持续时间范围。
[0057]
所述干扰调制波形设计规则更新模块利用所接收的灵巧干扰波形信息，生成相应的干扰调制波形设计规则，包括：
[0058]
所述干扰调制波形设计规则更新模块对所接收的灵巧干扰波形信息进行信息提取，得到灵巧干扰波形设计的性能指标的重要性值，根据重要性值确定每个性能指标对应的干扰调制波形设计规则的对应权值，利用权值对干扰调制波形设计规则中的目标函数进行加权求和，得到更新的目标函数，利用权值对干扰调制波形设计规则中的约束条件进行加权求和，得到更新的约束条件，利用更新的目标函数和约束条件，生成相应的干扰调制波形设计规则。灵巧干扰波形设计的性能指标包括检测信噪比、互信息量、波形欧氏距离和互相关函数。
[0059]
本发明的有益效果为：
[0060]
1、本发明实现了灵活性、完备性和随变性的干扰波形设计，提升了有源干扰系统针对复杂雷达波形的干扰能力。
[0061]
2、本发明针对雷达有源干扰的三种情况，分别给出了雷达有源干扰波形的设计方案，每种有源干扰模块的波形生成方案是不同的，针对不同的干扰需求，实现了干扰波形的自适应生成，提升了干扰波形的完备性和灵活性。
[0062]
3、在面对新的威胁目标的情况下，本发明能够实时动态生成相应的干扰信号，并根据威胁目标变化和干扰效果对干扰方案和干扰生成规则进行实时调整，具有动态迭代的
能力，保证了干扰效果的实时性和有效性。
附图说明
[0063]
图1为本发明的雷达有源干扰波形库的组成示意图。
具体实施方式
[0064]
为了更好的了解本发明内容，这里给出一个实施例。
[0065]
图1为本发明的雷达有源干扰波形库的组成示意图。
[0066]
针对现有的有源干扰波形难以应对认知雷达波形，导致传统雷达有源干扰系统对认知雷达干扰能力不足的问题，本发明公开了一种雷达有源干扰波形库。不同于传统波形库的概念，本发明中所阐述的雷达有源干扰波形库为有源干扰控制参数的特定架构、存储方式和控制方式的一种集合，且整个波形库不单单只作为干扰波形存储载体，还应当具有生成和修改干扰波形生成规则、生成干扰波形、修改波形、查找波形、更新波形等功能。
[0067]
本发明公开了一种雷达有源干扰波形库,包括干扰任务信息获取解析模块、压制干扰参数解析判别模块、欺骗干扰参数解析判别模块、灵巧干扰参数解析判别模块、压制干扰波形模块、欺骗干扰波形模块、灵巧干扰波形模块；
[0068]
干扰任务信息获取解析模块用于接收干扰任务信息，对所接收的干扰任务信息进行解析，得到干扰参数信息；对干扰任务信息进行判别，若干扰任务为压制干扰，则将干扰参数信息发送至压制干扰参数解析判别模块，若干扰任务为欺骗干扰，则将干扰参数信息发送至欺骗干扰参数解析判别模块，若干扰任务为灵巧干扰，则将干扰参数信息发送至灵巧干扰参数解析判别模块。压制干扰参数解析判别模块与压制干扰波形模块相连接，欺骗干扰参数解析判别模块与欺骗干扰波形模块相连接，灵巧干扰参数解析判别模块与灵巧干扰波形模块相连接。欺骗干扰参数解析判别模块所接收的干扰参数信息，包括欺骗干扰样式信息和欺骗干扰波形参数信息。
[0069]
干扰任务信息获取解析模块与压制干扰参数解析判别模块、欺骗干扰参数解析判别模块和灵巧干扰参数解析判别模块均进行连接。
[0070]
压制干扰波形模块包括经典压制干扰波形库、压制干扰波形设计规则库、压制干扰波形设计规则更新模块和压制干扰波形设计模块。经典压制干扰波形库和压制干扰波形设计规则库均与压制干扰参数解析判别模块相连接。压制干扰波形设计规则库、压制干扰波形设计规则更新模块和压制干扰波形设计模块三者之间进行互相连接，压制干扰波形设计模块与经典压制干扰波形库相连接。
[0071]
欺骗干扰波形模块包括经典欺骗干扰调制参数模块、欺骗干扰调制参数优化规则库和欺骗干扰调制参数优化模块。经典欺骗干扰调制参数模块和欺骗干扰调制参数优化规则库均与欺骗干扰参数解析判别模块相连接。欺骗干扰调制参数优化模块与欺骗干扰调制参数优化规则库和经典欺骗干扰调制参数模块均进行连接。
[0072]
灵巧干扰波形模块包括干扰调制波形库、干扰调制波形设计规则库、干扰调制波形设计规则更新模块和干扰调制波形设计模块。干扰调制波形库和干扰调制波形设计规则库均与灵巧干扰参数解析判别模块相连接。干扰调制波形设计规则库、干扰调制波形设计规则更新模块和干扰调制波形设计模块三者之间进行互相连接。干扰调制波形设计模块与
干扰调制波形库进行连接。
[0073]
压制干扰参数解析判别模块对所接收的干扰参数信息进行解析，提取出压制干扰波形信息；对压制干扰波形信息进行判别，若经典压制干扰波形库中已经包含所述压制干扰波形信息，则将压制干扰波形信息发送至经典压制干扰波形库；若经典压制干扰波形库中不包含所述压制干扰波形信息，则将压制干扰波形信息发送至压制干扰波形设计规则库；
[0074]
经典压制干扰波形库接收到压制干扰波形信息后，根据所述压制干扰波形信息，产生相应的压制干扰波形。
[0075]
压制干扰波形设计规则库接收到压制干扰波形信息后，判断压制干扰波形设计规则库中是否包含有与压制干扰波形信息相匹配的压制干扰波形设计规则，如果包含，则将所述相匹配的压制干扰波形设计规则发送至压制干扰波形设计模块；如果不包含，则将所述压制干扰波形信息发送至压制干扰波形设计规则更新模块。
[0076]
压制干扰波形设计模块利用所接收的压制干扰波形设计规则，生成压制干扰波形产生参数，利用压制干扰波形产生参数，生成并输出压制干扰波形，将所述压制干扰波形与对应的压制干扰波形信息发送至经典压制干扰波形库，经典压制干扰波形库对所接收的压制干扰波形与对应的压制干扰波形信息进行保存。
[0077]
压制干扰波形设计规则更新模块利用所接收的压制干扰波形信息，生成相应的压制干扰波形设计规则，将所生成的压制干扰波形设计规则发送至压制干扰波形设计模块和压制干扰波形设计规则库。
[0078]
经典压制干扰波形库所包括的压制干扰波形，具体包括：射频噪声干扰波形、噪声调幅干扰波形、噪声调频干扰波形、噪声调相干扰波形和脉冲干扰波形等。压制干扰波形信息包括中心频率、信号带宽、干扰功率和持续时间。
[0079]
射频噪声干扰波形j1(t)的表达式为：
[0080]
j1(t)＝un(t)cos[ωjt+φ(t)]，
[0081]
其中，t为时间，包络函数un(t)服从瑞利分布，相位函数φ(t)服从[0,2π]均匀分布，且与un(t)相互独立。中心频率ωj为常数。
[0082]
噪声调幅干扰波形j2(t)服从广义随机过程，其表达式为：
[0083]
j2(t)＝[u0+un(t)]cos(ωjt+φ)，
[0084]
其中，调制噪声un(t)为零均值、方差为在区间[-uo,∞]分布的广义平稳随机过程，φ为[0,2π]上的均匀分布，且与un(t)独立的随机变量。常值幅度u0、中心频率ωj均为常数。
[0085]
噪声调频干扰j3(t)是一种常用的遮盖式干扰，其波形幅度服从广义平稳随机过程，其噪声调频干扰波形表达式为:
[0086][0087]
式中，调制噪声u(t
′
)为零均值、广义平稳随机过程，φ为[0,2π]上的均匀分布，且为与u(t
′
)独立的随机变量，t
′
为中间时间变量；uj为噪声调频信号的幅度；ωj为噪声调频信号的中心频率，k
fm
为调频斜率。
[0088]
噪声调相干扰波形j4(t)的表达式为：
[0089]
j4(t)＝ujcos[ωjt+k
pm
u(t)+φ]，
[0090]
其中，调制噪声u(t)为零均值、广义平稳随机过程，φ为[0,2π]上的均匀分布，且为与u(t)独立的随机变量，uj为噪声调频信号的幅度；ωj为噪声调频信号的中心频率，k
fm
为调频斜率,uj、ωj、k
fm
为常数。脉冲干扰波形的表达式用j5(t)来表示。
[0091]
压制干扰波形设计规则库包括奈曼-皮尔逊波形设计规则、理想观测者设计规则、经典压制干扰波形加权优化设计规则。
[0092]
当压制干扰波形信息是雷达正确检测概率最小波形时，压制干扰波形设计规则库选择奈曼-皮尔逊波形设计规则，作为与雷达正确检测概率最小波形相匹配的压制干扰波形设计规则，将奈曼-皮尔逊波形设计规则发送至压制干扰波形设计模块。
[0093]
所述奈曼-皮尔逊波形设计规则，是以雷达正确检测概率作为干扰评估指标，建立雷达正确检测概率与压制干扰波形参数之间的定量关系，以雷达正确检测概率最小化为目标函数，以压制干扰波形参数的取值范围为约束条件，建立第一压制干扰波形优化模型，采用优化求解方法，求解第一压制干扰波形优化模型，得到压制干扰波形参数的最优值，作为压制干扰波形产生参数。
[0094]
当压制干扰波形信息是雷达错误检测概率最大波形时，压制干扰波形设计规则库选择理想观测者设计规则，作为与雷达错误检测概率最大波形相匹配的压制干扰波形设计规则，将理想观测者设计规则发送至压制干扰波形设计模块。
[0095]
所述理想观测者设计规则，是以雷达错误检测概率作为干扰评估指标，建立雷达错误检测概率与压制干扰波形参数之间的定量关系，以雷达错误检测概率最大化为目标函数，以压制干扰波形参数的取值范围为约束条件，建立第二压制干扰波形优化模型，采用优化求解方法，求解第二压制干扰波形优化模型，得到压制干扰波形参数的最优值，作为压制干扰波形产生参数。
[0096]
当压制干扰波形信息是加权优化压制干扰波形时，压制干扰波形设计规则库选择经典压制干扰波形加权优化设计规则，作为与加权优化压制干扰波形相匹配的压制干扰波形设计规则，将经典压制干扰波形加权优化设计规则发送至压制干扰波形设计模块。
[0097]
所述经典压制干扰波形加权优化设计规则，包括加权优化模型，其表达式为：
[0098][0099]
其中，w1,w2,w3,w4,w5分别为干扰波形j1(t)、j2(t)、j3(t)、j4(t)、j5(t)的加权系数，jf(w1,w2,w3,w4,w5)为干扰效果函数，e(w1,w2,w3,w4,w5)为干扰波形能量约束函数，t(w1,w2,w3,w4,w5)为干扰波形持续时间约束函数，e0为能量阈值，t0为时间阈值。利用优化求解方法对加权优化模型求解，得到w1,w2,w3,w4,w5，利用加权系数计算得到压制干扰波形，其表达式ja(t)为：
[0100]
ja(t)＝w1j1(t)+w2j2(t)+w3j3(t)+w4j4(t)+w5j5(t)，
[0101]
从而完成对压制干扰波形的生成。
[0102]
压制干扰波形设计规则更新模块利用所接收的压制干扰波形信息，生成相应的压制干扰波形设计规则，将所生成的压制干扰波形设计规则发送至压制干扰波形设计模块，
包括：
[0103]
当压制干扰波形设计规则库中不包含有与压制干扰波形信息相匹配的压制干扰波形设计规则时，压制干扰波形设计规则更新模块利用所述压制干扰波形信息，根据信息熵最大化准则，建立压制干扰波形概率优化模型，其表达式为：
[0104][0105][0106]
其中，φ(v)为权值向量v下的总干扰波形的分布概率值，m0为干扰子波束的数目，[a,b]为总干扰波形的取值分布区间，为第一干扰子波形的概率分布函数，依次类推，为第m0个干扰子波形的概率分布函数，c1为第一干扰子波形的概率分布函数的限制值，依次类推，c
m0
为第m0个干扰子波形的概率分布函数的限制值，p为压制干扰波形参数,f(x,p)为总干扰波形的概率分布函数，其表达式为:
[0107][0108]
其中，v为权值向量，v1表示第一干扰子波形的加权值，依次类推，v
m0
表示第m0个干扰子波形的加权值。将压制干扰波形概率优化模型作为压制干扰波形设计规则，发送至压制干扰波形设计模块和压制干扰波形设计规则库。干扰子波形可以是经典压制干扰波形库中的波形。
[0109]
压制干扰波形设计模块接收到压制干扰波形概率优化模型后，利用优化算法对压制干扰波形概率优化模型进行求解，得到权值向量v的最优值，利用权重向量v的最优值对相应的干扰子波形进行加权求和，生成压制干扰波形。
[0110]
经典欺骗干扰调制参数模块包含欺骗干扰样式信息和欺骗干扰波形参数信息。欺骗干扰样式信息和欺骗干扰波形参数信息是一一对应的。
[0111]
经典欺骗干扰调制参数模块所包含的欺骗干扰样式信息，包括假目标欺骗干扰、密集假目标压制干扰、距离波门拖引干扰、速度波门拖引干扰、角度欺骗干扰。假目标欺骗干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括假目标个数、干扰信号频率、延迟时间和幅度等。密集假目标压制干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括干扰信号频率、起始延迟时间、干扰复制间隔、干扰复制个数和信号幅度等。距离波门拖引干扰分为捕获、拖引、驻留和停止四个阶段，每个阶段对应的欺骗干扰波形参数信息，均包括干扰信号幅度和连续变化的延迟时间。速度波门拖引干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括干扰信号幅度和连续变化的多普勒频移参数等。角度欺骗干扰对应的欺骗干扰波形参数信息，包括信号频率、干扰信号幅度、相位以及多个通道之间的幅度比和相位差等。
[0112]
欺骗干扰参数解析判别模块对所接收的干扰参数信息进行解析，提取出欺骗干扰
样式信息；对所述欺骗干扰样式信息进行判别，若经典欺骗干扰调制参数模块中包括所述欺骗干扰样式信息，则将所述干扰参数信息发送至经典欺骗干扰调制参数模块；若经典欺骗干扰调制参数模块中不包括所述欺骗干扰样式信息，则将所述干扰参数信息发送至欺骗干扰调制参数优化规则库。
[0113]
经典欺骗干扰调制参数模块接收到干扰参数信息后，根据干扰参数信息确定相应的欺骗干扰样式信息和欺骗干扰波形参数信息，再确定相应的欺骗干扰调制参数，将所确定的欺骗干扰调制参数进行输出。所述欺骗干扰调制参数用于对雷达有源干扰系统所接收的雷达波形进行调制，以生成欺骗干扰波形。
[0114]
欺骗干扰调制参数优化规则库根据收到的干扰参数信息，对其所包含的欺骗干扰调制参数优化规则进行查找，若其包含有与收到的干扰参数信息相匹配的欺骗干扰调制参数优化规则，则将所述相匹配的欺骗干扰调制参数优化规则发送至欺骗干扰调制参数优化模块，若其不包含有与收到的干扰参数信息相匹配的欺骗干扰调制参数优化规则，则将收到的干扰参数信息发送至欺骗干扰调制参数优化模块。
[0115]
欺骗干扰调制参数优化模块利用所接收的欺骗干扰调制参数优化规则，生成欺骗干扰调制参数，或根据所收到的干扰参数信息，生成对应的欺骗干扰调制参数优化规则，利用所述欺骗干扰调制参数优化规则，生成欺骗干扰调制参数。欺骗干扰调制参数优化模块生成欺骗干扰调制参数后，将所述欺骗干扰调制参数和对应的干扰参数信息发送至经典欺骗干扰调制参数模块。经典欺骗干扰调制参数模块对接收的欺骗干扰调制参数和对应的干扰参数信息进行保存。
[0116]
欺骗干扰调制参数优化规则库包含间歇采样转发干扰优化规则、深度强化学习波形参数优化规则。
[0117]
欺骗干扰调制参数优化规则库接收的干扰参数信息中的欺骗干扰样式信息，为智能欺骗干扰时，欺骗干扰调制参数优化规则库将深度强化学习波形参数优化规则发送给欺骗干扰调制参数优化模块。
[0118]
深度强化学习波形参数优化规则，是将欺骗干扰调制参数作为动作，将欺骗干扰调制参数取值范围作为动作库，将雷达发射波形、电磁环境信息、雷达接收波形、雷达对目标的检测和跟踪结果作为环境，将雷达接收波形脉冲压缩后信噪比和雷达目标正确检测概率作为状态，利用每次动作变化前后的状态值变化作为奖励值，利用深度强化学习算法，建立面向雷达有源欺骗干扰的深度强化学习网络，对所述深度强化学习网络进行训练，利用训练完成的深度强化学习网络，得到最优动作值，将最优动作值，作为欺骗干扰调制参数优化模块所生成的欺骗干扰调制参数。
[0119]
欺骗干扰调制参数优化规则库接收的干扰参数信息中的欺骗干扰样式信息，为间歇采样转发干扰时，欺骗干扰调制参数优化规则库将间歇采样转发干扰优化规则发送给欺骗干扰调制参数优化模块。
[0120]
间歇采样转发干扰优化规则，是建立间歇采样转发干扰的干扰效果与间歇采样信号脉冲参数量化关系，以干扰效果最大化为目标，建立欺骗干扰调制参数优化模型，利用优化算法对欺骗干扰调制参数优化模型进行求解，得到欺骗干扰调制参数的最优值，将欺骗干扰调制参数的最优值，作为欺骗干扰调制参数优化模块所生成的欺骗干扰调制参数。
[0121]
当欺骗干扰波形信息的欺骗干扰样式信息中为间歇采样转发干扰时，欺骗干扰采
用间歇采样转发干扰来实现。间歇采样转发干扰(isrj)是利用干扰机天线的收发分时体制，对截获信号进行低速率的间歇采样处理。当间歇采样进入雷达接收机之后，利用脉冲压缩雷达的匹配滤波特性，就可以产生出相干假目标串的干扰效果。
[0122]
间歇采样转发干扰是基于drfm干扰上实现的，其实现过程为：干扰机在截获到大时宽信号之后，首先对其中的一小段信号进行采样并存储，经过调制和放大之后立即转发，然后再对下一段信号进行接收采样，再转发，循环往复，直到整个脉冲结束。对于间歇采样转发干扰，其所用的间歇采样信号脉冲波形p0(t)，其表达式为：
[0123][0124]
其中，脉宽为τ0，脉冲重复周期为t
s0
。间歇采样转发干扰脉冲波形的表达式为：
[0125]
x
s0
(t)＝p0(t)x(t)，
[0126]
其中，x(t)为接收的雷达发射信号波形，其为线性调频信号脉冲波形。
[0127]
间歇采样转发干扰的干扰效果由间歇采样信号脉冲数目、间歇采样信号脉冲脉宽、间歇采样信号脉冲转发次数决定，将上述三个参数作为欺骗干扰调制参数优化模型的优化参数。计算间歇采样转发干扰脉冲波形的脉冲压缩结果，得到：
[0128][0129]
其中，表示前k-1个采样及转发的间歇采样信号脉冲的总时间，τk为第k个采样及转发的间歇采样信号脉冲的脉宽，k为采样及转发的间歇采样信号脉冲的总数，k为采样及转发的间歇采样信号脉冲的序号，μ为雷达发射信号波形的调频斜率，mk为第k个采样及转发的间歇采样信号脉冲的转发次数，m为转发序号。间歇采样转发干扰脉冲波形的脉冲压缩结果的时域波形的主瓣偏移中心的最大值和最小值分别记为t
max
和t
min
，建立欺骗干扰调制参数优化模型，其表达式为：
[0130][0131]
其中，欺骗干扰调制参数为间歇采样信号脉冲数目、间歇采样信号脉冲脉宽和间歇采样信号脉冲转发次数，欺骗干扰调制参数也是欺骗干扰调制参数优化模型的优化参数，d{}表示方差计算。利用优化算法对欺骗干扰调制参数优化模型进行求解，得到欺骗干扰调制参数的最优值，将欺骗干扰调制参数的最优值，作为欺骗干扰调制参数优化模块所生成的欺骗干扰调制参数。
[0132]
灵巧干扰参数解析判别模块对所接收的干扰参数信息进行解析，提取出灵巧干扰波形信息；对灵巧干扰波形信息进行判别，若干扰调制波形库中已经包含所述灵巧干扰波形信息，则将灵巧干扰波形信息发送至干扰调制波形库；若干扰调制波形库中不包含所述灵巧干扰波形信息，则将灵巧干扰波形信息发送至干扰调制波形设计规则库。
[0133]
干扰调制波形库接收到灵巧干扰波形信息后，根据灵巧干扰波形信息确定灵巧干扰调制波形，并输出灵巧干扰调制波形。
[0134]
干扰调制波形设计规则库根据所收到的灵巧干扰波形信息，对其所包含的干扰调制波形设计规则进行查找，如果其包含与灵巧干扰波形信息相匹配的干扰调制波形设计规
则，则将所述相匹配的干扰调制波形设计规则发送至干扰调制波形设计模块，如果其不包含与灵巧干扰波形信息相匹配的干扰调制波形设计规则，则将其所收到的灵巧干扰波形信息发送至干扰调制波形设计规则更新模块。
[0135]
所述干扰调制波形设计规则更新模块利用所接收的灵巧干扰波形信息，生成相应的干扰调制波形设计规则，将所生成的干扰调制波形设计规则发送至干扰调制波形设计规则库和干扰调制波形设计模块。
[0136]
所述干扰调制波形设计模块利用所收到的干扰调制波形设计规则，生成相应的灵巧干扰调制波形，将所生成的灵巧干扰调制波形进行输出。
[0137]
所述干扰调制波形设计模块将利用干扰调制波形设计规则更新模块生成的干扰调制波形设计规则所生成的灵巧干扰调制波形，和对应的灵巧干扰波形信息，发送至干扰调制波形库，干扰调制波形库对收到的灵巧干扰调制波形和对应的灵巧干扰波形信息进行保存。
[0138]
灵巧干扰是能够利用雷达接收机通道处理增益而进入到接收机内的噪声或类目标的一类干扰，它同时具有压制干扰和欺骗干扰的特点，是一种复合式干扰样式，也称灵巧噪声干扰。灵巧干扰波形包含了雷达信号的频谱信息，与雷达接收通道具有很强的匹配性，因而可以利用雷达对信号的处理增益增大进入接收机的噪声干扰能力，在节省干扰机发射功率的同时，提高干扰效果。假设雷达发射信号为s(t)，雷达匹配滤波器的脉冲响应为h(t)，经过匹配滤波器后，雷达输出信号波形的表达式为：
[0139]ys
(t)＝s(t)*h(t)，
[0140]
其中，*为卷积运算符，ys(t)为雷达发射波形经过匹配滤波器的输出,简称雷达输出信号波形。干扰调制波形用jm(t)表示，将干扰调制波形与雷达发射信号s(t)进行卷积，得到灵巧干扰信号波形jn(t)，其表达式为：
[0141]
jn(t)＝s(t)*jm(t)，
[0142]
灵巧干扰信号经过雷达系统的匹配滤波器后，得到干扰输出信号波形yj(t)，其表达式为：
[0143]
yj(t)＝jn(t)*h(t)＝s(t)*jm(t)*h(t)，
[0144]
干扰输出信号波形yj(t)直接决定了雷达系统对目标检测或跟踪的效果，也决定了雷达有源灵巧干扰的效果。干扰调制波形jm(t)决定了输出信号波形yj(t)，因此可以认为干扰调制波形jm(t)直接决定了雷达有源灵巧干扰的效果。
[0145]
干扰调制波形库包括噪声调制波形、信号函数调制波形、噪声与信号函数复合调制波形。若灵巧干扰波形信息为噪声调制波形、信号函数调制波形或噪声与信号函数复合调制波形中的一种时，干扰调制波形库根据灵巧干扰波形信息确定灵巧干扰调制波形，并输出灵巧干扰调制波形。
[0146]
干扰调制波形设计规则库包括检测信噪比准则、互信息量准则、波形欧氏距离准则和互相关函数准则。
[0147]
当灵巧干扰波形信息是雷达检测信噪比最小波形时，干扰调制波形设计规则库选择检测信噪比准则，将检测信噪比准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0148]
所述检测信噪比准则，是以雷达检测信噪比作为干扰评估指标，建立雷达检测信噪比与干扰调制波形参数之间的定量关系，以雷达正确检测概率最小化为目标函数，以干
扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第一干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第一干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0149]
当灵巧干扰波形信息是互信息量最小波形时，干扰调制波形设计规则库选择互信息量准则，将互信息量准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0150]
所述互信息量准则，是以波形互信息量作为干扰评估指标，建立波形互信息量与干扰调制波形参数之间的定量关系，以干扰输出信号波形与雷达输出信号波形之间的互信息量最小化为目标函数，以干扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第二干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第二干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0151]
干扰输出信号波形yj(t)与雷达输出信号波形ys(t)之间的互信息量i(yj(t),ys(t))，其表达式为：
[0152][0153]
其中，yj(f)为yj(t)的频谱函数，ys(f)为ys(t)的频谱函数，[b1,b2]为yj(f)和ys(f)的频域取值范围，p
nn
(f)为雷达系统的匹配滤波器的接收噪声的频谱，f表示频率。雷达系统的匹配滤波器的接收噪声为加性高斯白噪声。
[0154]
当灵巧干扰波形信息是欧氏距离最大波形时，干扰调制波形设计规则库选择波形欧氏距离准则，将波形欧氏距离准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0155]
所述波形欧氏距离准则，是以波形欧式距离作为干扰评估指标，建立波形欧式距离与干扰调制波形参数之间的定量关系，以干扰输出信号波形与雷达输出信号波形之间的波形欧式距离的最大化为目标函数，以干扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第三干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第三干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0156]
干扰输出信号波形yj(t)与雷达输出信号波形ys(t)之间的波形欧式距离d(yj(t),ys(t))，其表达式为:
[0157][0158]
其中，[t3,t4]为干扰输出信号波形yj(t)与雷达输出信号波形ys(t)的持续时间范围。
[0159]
当灵巧干扰波形信息是互相关函数最小波形时，干扰调制波形设计规则库选择互相关函数准则，将互相关函数准则发送至干扰调制波形设计模块。
[0160]
所述互相关函数准则，是以互相关函数作为干扰评估指标，建立互相关函数与干扰调制波形参数之间的定量关系，以灵巧干扰信号波形和雷达发射信号的互相关函数最小化为目标函数，以干扰调制波形参数的取值范围为约束条件，建立第四干扰调制波形优化模型，采用优化求解方法，求解第四干扰调制波形优化模型，得到干扰调制波形参数的最优值，利用干扰调制波形参数的最优值，生成相应的灵巧干扰调制波形。
[0161]
灵巧干扰信号波形jn(t)和雷达发射信号s(t)的互相关函数r(jn(t),s(t))，其表
达式为:
[0162][0163]
其中，[t1,t2]为灵巧干扰信号波形和雷达发射信号的持续时间范围。
[0164]
所述干扰调制波形设计规则更新模块利用所接收的灵巧干扰波形信息，生成相应的干扰调制波形设计规则，包括：
[0165]
所述干扰调制波形设计规则更新模块对所接收的灵巧干扰波形信息进行信息提取，得到灵巧干扰波形设计的性能指标的重要性值，根据重要性值确定每个性能指标对应的干扰调制波形设计规则的对应权值，利用权值对干扰调制波形设计规则中的目标函数进行加权求和，得到更新的目标函数，利用权值对干扰调制波形设计规则中的约束条件进行加权求和，得到更新的约束条件，利用更新的目标函数和约束条件，生成相应的干扰调制波形设计规则。灵巧干扰波形设计的性能指标包括检测信噪比、互信息量、波形欧氏距离和互相关函数。
[0166]
本发明实现了灵活性、完备性和随变性的干扰波形设计，提升了有源干扰系统针对复杂雷达波形的干扰能力。
[0167]
本发明针对雷达有源干扰的三种情况，分别给出了雷达有源干扰波形的设计方案，每种有源干扰模块的波形生成方案是不同的，针对不同的干扰需求，实现了干扰波形的自适应生成，提升了干扰波形的完备性和灵活性。
[0168]
在面对新的威胁目标的情况下，本发明能够实时动态生成相应的干扰信号，并根据威胁目标变化和干扰效果对干扰方案和干扰生成规则进行实时调整，具有动态迭代的能力，保证了干扰效果的实时性和有效性。
[0169]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。