[发明专利]一种有源雷达对消隐身系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于智能隐身技术领域，涉及一种有源对消隐身系统及方法，利用相干手段在目标上人为生成对消电磁波，与目标的散射场相抵消，从而减弱雷达接收到的目标真实回波，达到隐身目的。

背景技术

目标对电磁波的反射基于目标表面感应电流的二次辐射。根据电磁逆散射理论，若源的辐射场分布己知，反过来又可以得到散射体的特性和场源分布。而从目标对雷达的隐身看，往往只需雷达所在的一个小的立体角范围内实现电磁波对消，此时也只需给出这一特定区域的远区电磁场数值即可。根据雷达反射截面RCS的表达式

式中，为目标RCS的复数平方根；e_r为极化方向k为自由空间波数；E_s和E_i分别为回到接收点的反射电场矢量和入射电场矢量；r为目标离雷达的距离。可见，只要通过有源或无源的手段，降低投照到目标的信号强度，则从目标散射回雷达的信号强度相应地更弱了，从而减小了RCS。或者只降低目标散射回波也可以达到雷达散射截面缩减(RCSR)的目的。

基于现代微电子、数字阵列技术及计算机等技术的飞速发展应用，目标在不同方向的RCS数值可以精确地测到，而瞬态的雷达入射场也可以通过平台上的传感器精确测到。这样根据式(1)的定义，可推导出目标在雷达方向上的散射场，即

在雷达方向与散射场相干但相位相反的场总是可以产生出来的,因此,有源电磁波对消在理论和技术上都是可行的。实际有源隐身效果将取决于雷达信号参数测量精度和对消辐射源参数的控制精度以及实时性等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有源雷达对消隐身系统及方法，其能够降低甚至消除探测雷达接收到的被保护目标散射场，实现目标物体雷达隐身的目的。

所述有源雷达对消隐身系统包括信号侦收系统、计算机信息处理系统、目标散射数据库、对消波(场)发射天线。侦收系统用来快速准确地测量出入射雷达波的频率、相位、幅度、波形、极化形式和雷达的空间位置等；计算机信息处理系统用于对接收的雷达信号进行分析、目标散射数据库的RCS数据查找、相干对消波的生成与发射控制；目标散射数据库用于存储被保护目标对于不同参数的来波信号下的RCS值；对消波发射天线在计算机信息处理系统的控制下实时自动产生具有合适强度、频率相位、极化和波形的对消电磁场。

一种有源雷达对消隐身方法，具体包括以下步骤：

步骤1、侦收系统实时探测雷达来波信号，通过各项传感器快速准确地测量出入射雷达波的频率、相位、幅度、波形、极化形式和雷达的空间位置等；

步骤2、在计算机信息处理系统的控制下从目标散射数据库中提取出在该雷达波照射下被保护目标的反射特性，保证对消信号生成的实时性；

步骤3、在计算机信息处理系统的控制下，对消波发射天线实时地自动产生具有合适强度、频率相位、极化和波形的转发对消波，在雷达接收天线处抵消目标原有的回波。

本发明的有益效果是：

有源对消隐身具有作用波段宽、适用于任何被保护目标的优势。本发明采用离线计算的方法，预先建立目标散射数据库，解决了目标雷达散射界面计算量大、系统延时长、反应速度慢的问题。通过计算机信息处理系统的控制，可以实时调整对消波的参数使对方的雷达接收机始终处于合成方向图的零点，能适用于各种不同体制雷达的回波对消隐身。系统采用模块化组件，既减小了系统的体积，又提高了可靠性，具有使用维护方便、可扩展升级的优点，提高了对消隐身系统的工程应用价值。

附图说明

图1是本发明中有源对消隐身系统及方法的原理结构图

图2是本发明中有源对消系统的结构设计框图

图3是本发明中转发式有源系统结构框图

具体实施方式

雷达天线接收到的雷达信号经侦察接收设备一路进入转发式有源系统中，一路进入数字信号处理与控制单元进行分析，获得该雷达相关信息，主要包括雷达辐射源方位、雷达信号的各种参数和雷达的工作状态。然后在预先存储于存储器中的目标散射数据库中查找到对应该雷达信号的目标回波信号参数，再通过比较调整电路将雷达信号调整到与该回波信号相一致，输出后进行多普勒频移调制，最后相干叠加噪声信号和杂波信号，经功率合成与波束形成网络和发射天线发射出去形成有源对消波。有源对消系统结构框图见图2。各个模块的功能与工作机制如下：

(1)侦察接收设备

用于侦察接收立体空间中的雷达信号。

(2)转发式有源系统