[发明专利]一种对地形反弹干扰的极化检测识别方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及雷达信号处理和雷达电子对抗技术领域，尤其涉及一种对地形反弹干扰的极化检测识别方法和装置。

背景技术

目前，大部分无人飞行器普遍采用雷达，也称为机载雷达，对空中或地面目标进行探测。为了阻止无人飞行器的有效探测，防御方如飞机，会携带干扰机，施放噪声压制干扰或欺骗干扰，使机载雷达产生错误的角度、距离测量信息。为此，机载雷达普遍采用了跟踪干扰源(HOJ)技术，该技术是将目标发射的干扰信号作为信号源，被动接收干扰信号，从而实现无源被动角度跟踪与精确测量。根据雷达单脉冲雷达的角跟踪原理，目标的方向由天线轴线的方向给出，而目标方向与天线轴线方向的一致由伺服误差电压为零来保证。限制测量精度的噪声是指能引起伺服误差电压在零点作随机起伏的噪声。而干扰机产生的噪声干扰信号尽管也是随机起伏的，但由于雷达天线馈源接收到的是同一噪声样本在同一时刻输出的信号，天线轴线方向与干扰机方向一致，使得雷达天线馈源接收到的噪声信号的差值就恒为零，由此产生的伺服误差电压也恒为零而无任何起伏，因而不会使天线发生偏转而导致测角误差。因此，跟踪干扰源技术能够有效对付施放自卫式干扰的飞机。

为了保护飞机的安全，防御飞机的干扰机采取了新的技术措施，它将干扰信号照射到地面，电磁干扰经过地面的反射产生了“地形反弹干扰”。地形反弹干扰和真实目标回波都能够进入机载雷达天线，但是所处的空间角度不同，使得雷达视场角内存在两个角跟踪信号，迫使雷达跟踪的角度并非的实际目标角度，形成角度欺骗的干扰效果。跟踪干扰源(HOJ)无法识别地形反弹干扰，使得地形反弹干扰效果显著，目前未见到报道有效的雷达电子反干扰措施和装置，能够检测和识别地形反弹干扰。

发明内容

本发明提供一种对地形反弹干扰的极化检测识别方法和装置，是利用极化信息来检测识别地形反弹干扰的方法和装置。通过比较接收信号与发射信号的极化特征差异，检测和确定是否存在干扰机发射的干扰信号；当判断受到干扰后，通过分析接收信号的极化相位特性，识别出地形反弹产生的干扰信号。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种对地形反弹干扰的极化检测识别装置，位于无人飞行器的机载雷达上，包括：发射机、双通道接收机、内部处理器、环形器，所述内部处理器通过电缆分别与发射机和双通道接收机相连，发射机和双通道接收机通过环形器相连；其中双通道接收机由水平极化接收机和垂直极化接收机组成，水平极化接收机通过环形器与水平极化天线相连，垂直极化接收机通过环形器与垂直极化天线相连。

一种对地形反弹干扰的极化检测识别方法，位于无人飞行器的机载雷达发射预定极化方式的电磁信号，双通道接收机通过水平极化接收机和垂直极化接收机接收两路射频通道，以保证能够同时接收垂直极化和水平极化信号，接收机接收到回波信号后，内部处理器对发射、接收信号的极化特征进行比较分析；

如果在极化上存在测定的差异，就能够确定干扰的存在，进一步分析回波信号的极化相位特性，确定干扰信号是否为地形反弹干扰；其具体步骤如下：

步骤一：发射预定极化信号

无人飞行器的机载雷达发射预定极化方式的电磁信号，以检测期望的目标；发射的能量集中在目标方向，极化方式为单一的水平极化或垂直极化；雷达内部处理器确定并记录发射信号的极化特性；

步骤二：接收回波信号

当目标到达机载雷达的作用距离内，雷达信号照射到目标表面，产生雷达表面回波，反射回雷达；同时，装在目标上的干扰机可能也在发射干扰信号，以干扰机载雷达对真实回波信号方向的测量；机载雷达具备正交的水平极化天线、垂直极化天线以及双通道接收机，能够同时接收回波信号的水平极化和垂直极化分量；接收机的主极化通道允许接收与发射信号极化方式一致的回波信号，交叉极化通道接收与主极化通道相正交的信号；通过采用的正交双极化天线和双通道接收机结构，能够使雷达系统接收任意极化状态信号；

步骤三：判定是否存在干扰信号

机载雷达中的内部处理器分析接收机通道接收到信号的极化方式，并与发射信号的极化方式相比较，以确定接收信号的极化与发射信号的极化是否一致；

目标和发射信号构成了散射机理，并形成回波信号，因此期望目标的表面回波保留了发射信号的极化特征，即使雷达缓慢旋转，当在常规无人飞行器内，由于无人飞行器的飞行运动属于平动，本身不进行自旋，相对于雷达波速(即光速)，无人飞行器的横滚角变化忽略不计，因此大部分目标回波信号与发射信号的极化方式基本相同；