一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法技术

本发明专利技术公开了一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，包括以下步骤：S1：采用机载雷达当前时刻接收到的信号矢量X1和k时刻接收到的信号矢量Xk之间的互信息I(X1；Xk)作为雷达目标跟踪性能指标；S2：采用机载雷达发射信号和截获接收机接收信号的联合概率密度函数与机载雷达发射信号和截获接收机背景噪声的概率密度函数乘积之间的KL距离作为衡量截获接收机截获性能和识别性能的综合性能指标；S3：根据给定的表征目标跟踪性能的互信息门限Ith，建立基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型；S4：根据基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型完成整个波形自适应选择的过程。本发明专利技术提升了机载雷达的射频隐身性能。

A Method for Selecting Launch Waveform of Airborne Radar Based on Radio Frequency Stealth

The invention discloses a method for selecting airborne radar transmitting waveform based on radio frequency stealth, which includes the following steps: S1: adopting mutual information I (X1; X k) between the signal vector X1 received by airborne radar at the current time and the signal vector X K received at the K time as radar target tracking performance index; S2: adopting joint probability of airborne radar transmitting signal and intercepting received signal from receiver. The KL distance between the product of density function and probability density function of airborne radar transmitting signal and background noise of interception receiver is taken as a comprehensive performance index to measure interception performance and recognition performance of interception receiver; S3: According to given mutual information threshold Ith which characterizes target tracking performance, the selection model of airborne radar transmitting waveform based on radio frequency stealth is established; S4: Based on radio frequency, the selection model of airborne radar transmitting waveform is established. The transmission waveform selection model of stealth airborne radar completes the process of adaptive waveform selection. The invention improves the radio frequency stealth performance of airborne radar.

【技术实现步骤摘要】
一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法
本专利技术涉及雷达发射波形选择方法，特别是涉及一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法。
技术介绍
机载雷达目标跟踪过程中的自适应发射波形选择不仅可以有效地改善目标的跟踪性能，也可以降低敌方截获接收机的截获性能，从而为提升机载雷达的射频隐身性能提供一个行之有效的技术途径。然而，现有技术中尚未有基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，能够提升机载雷达的射频隐身性能。技术方案：本专利技术所述的基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，包括以下步骤：S1：采用机载雷达当前时刻接收到的信号矢量X1和k时刻接收到的信号矢量Xk之间的互信息I(X1；Xk)作为雷达目标跟踪性能指标；S2：采用机载雷达发射信号和截获接收机接收信号的联合概率密度函数与机载雷达发射信号和截获接收机背景噪声的概率密度函数乘积之间的KL距离作为衡量截获接收机截获性能和识别性能的综合性能指标；S3：根据给定的表征目标跟踪性能的互信息门限Ith，建立基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型；S4：根据基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型完成整个波形自适应选择的过程。进一步，所述I(X1；Xk)根据式(1)得到：式(1)中，ζl,l＝1,2,...,L是大小为L×L的协方差矩阵的实数奇异值，且满足1≥ζ1≥ζ2≥…≥ζL≥0，L为雷达发射信号长度，协方差矩阵为：式(2)中，k≥1，协方差矩阵Rkk、Rk1和R11分别根据式(3)-(5)得到；其中，表示协方差矩阵，N1是L×1零均值高斯分布的雷达接收机背景噪声的复矢量，且空时不相关，其中，L为雷达发射信号长度，上标H表示矢量的共轭转置，E[·]表示期望运算符；RHH＝E[HHH]表示协方差矩阵，H是L×1的目标脉冲响应列矢量，服从零均值的多变量复高斯分布；α表示能量衰减系数，是一个常数；表示矢量S1对角化，其中，S1为当前时刻机载雷达发射信号矢量；表示矢量Sk对角化，其中，Sk为k时刻机载雷达发射信号矢量。进一步，所述KL距离为D(p(S,Z)||p(S,N2))，根据式(6)得到：式(6)中，S为L×1的机载雷达发射信号矢量，L为雷达发射信号长度；Z为截获接收机的接收信号；N2为截获接收机的背景噪声复矢量，服从零均值高斯分布；p(S,Z)表示在机载雷达发射信号的条件下，机载雷达发射信号S与截获接收机接收信号Z的联合概率密度函数；p(S,N2)表示在机载雷达不发射信号的条件下，机载雷达发射信号S与截获接收机接收信号Z的联合概率密度函数；I(S,Z)表示机载雷达发射信号S与截获接收机接收信号Z的互信息；D(Z||N2)表示截获接收机接收信号Z与背景噪声N2之间的KL距离；T表示雷达发射信号持续时间；W表示雷达发射信号带宽；Gt表示雷达发射天线增益；GI表示截获接收机的接收天线增益；λ表示雷达波长；L1表示路径损耗，是一个常数；s(f)表示机载雷达发射信号S的功率谱密度；R表示目标与机载雷达之间的距离；表示截获接收机中背景噪声N2的单边功率谱密度；f表示频率点。进一步，所述基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型根据式(7)得到：式(7)中，Θ表示待选的雷达发射波形集合，它可由不同种类的波形组成，也可由具有不同参数的同一类型的波形组成；Ωk表示机载雷达发射波形参数；表示所选择的机载雷达发射波形参数，Ith为给定的门限。进一步，所述步骤S4具体为：根据基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型，计算互信息I(X1；Xk)，选择小于等于约束条件中所给定门限Ith的互信息所对应的波形，再从这些波形中选择使截获接收机综合性能指标KL距离D(p(S,Z)||p(S,N2))最小的波形作为下一时刻机载雷达的发射波形，从而完成整个波形自适应选择过程。有益效果：本专利技术公开了一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，以最小化截获接收机截获性能和识别性能综合指标KL距离为优化目标，以满足雷达目标跟踪互信息为约束条件，建立基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型，从而既保证了给定的机载雷达目标跟踪性能，又降低了敌方截获接收机对机载雷达发射信号的截获和识别概率，提升了机载雷达的射频隐身性能。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中方法对应的系统的框图；图2为本专利技术具体实施方式中方法的流程图。具体实施方式本具体实施方式公开了一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，如图2所示，包括以下步骤：S1：采用机载雷达当前时刻接收到的信号矢量X1和k时刻接收到的信号矢量Xk之间的互信息I(X1；Xk)作为雷达目标跟踪性能指标；S2：采用机载雷达发射信号和截获接收机接收信号的联合概率密度函数与机载雷达发射信号和截获接收机背景噪声的概率密度函数乘积之间的KL距离作为衡量截获接收机截获性能和识别性能的综合性能指标；S3：根据给定的表征目标跟踪性能的互信息门限Ith，建立基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型；S4：根据基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型完成整个波形自适应选择的过程。图1为本方法对应的系统的框图。I(X1；Xk)根据式(1)得到：式(1)中，ζl,l＝1,2,...,L是大小为L×L的协方差矩阵的实数奇异值，且满足1≥ζ1≥ζ2≥…≥ζL≥0，L为雷达发射信号长度，协方差矩阵为：式(2)中，k≥1，协方差矩阵Rkk、Rk1和R11分别根据式(3)-(5)得到；其中，表示协方差矩阵，N1是L×1零均值高斯分布的雷达接收机背景噪声的复矢量，且空时不相关，其中，L为雷达发射信号长度，上标H表示矢量的共轭转置，E[·]表示期望运算符；RHH＝E[HHH]表示协方差矩阵，H是L×1的目标脉冲响应列矢量，服从零均值的多变量复高斯分布；α表示能量衰减系数，是一个常数；表示矢量S1对角化，其中，S1为当前时刻机载雷达发射信号矢量；表示矢量Sk对角化，其中，Sk为k时刻机载雷达发射信号矢量。KL距离为D(p(S,Z)||p(S,N2))，根据式(6)得到：式(6)中，S为L×1的机载雷达发射信号矢量，L为雷达发射信号长度；Z为截获接收机的接收信号；N2为截获接收机的背景噪声复矢量，服从零均值高斯分布；p(S,Z)表示在机载雷达发射信号的条件下，机载雷达发射信号S与截获接收机接收信号Z的联合概率密度函数；p(S,N2)表示在机载雷达不发射信号的条件下，机载雷达发射信号S与截获接收机接收信号Z的联合概率密度函数；I(S,Z)表示机载雷达发射信号S与截获接收机接收信号Z的互信息；D(Z||N2)表示截获接收机接收信号Z与背景噪声N2之间的KL距离；T表示雷达发射信号持续时间；W表示雷达发射信号带宽；Gt表示雷达发射天线增益；GI表示截获接收机的接收天线增益；λ表示雷达波长；L1表示路径损耗，是一个常数；S(f)表示机载雷达发射信号S的功率谱密度；R表示目标与机载雷达之间的距离；表示截获接收机中背景噪声N2的单边功率谱密度；f表示频率点。基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型根据式(7)得到：式(7)中，Θ表示待选的雷达发射波形集合，它可由不同种类的波形组成，也可由具有不同参数的同一类型的波形组成；Ωk表示机载雷达发射波形参数；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：采用机载雷达当前时刻接收到的信号矢量X1和k时刻接收到的信号矢量Xk之间的互信息I(X1；Xk)作为雷达目标跟踪性能指标；S2：采用机载雷达发射信号和截获接收机接收信号的联合概率密度函数与机载雷达发射信号和截获接收机背景噪声的概率密度函数乘积之间的KL距离作为衡量截获接收机截获性能和识别性能的综合性能指标；S3：根据给定的表征目标跟踪性能的互信息门限Ith，建立基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型；S4：根据基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型完成整个波形自适应选择的过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：采用机载雷达当前时刻接收到的信号矢量X1和k时刻接收到的信号矢量Xk之间的互信息I(X1；Xk)作为雷达目标跟踪性能指标；S2：采用机载雷达发射信号和截获接收机接收信号的联合概率密度函数与机载雷达发射信号和截获接收机背景噪声的概率密度函数乘积之间的KL距离作为衡量截获接收机截获性能和识别性能的综合性能指标；S3：根据给定的表征目标跟踪性能的互信息门限Ith，建立基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型；S4：根据基于射频隐身的机载雷达发射波形选择模型完成整个波形自适应选择的过程。2.根据权利要求1所述的基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，其特征在于：所述I(X1；Xk)根据式(1)得到：式(1)中，ζl,l＝1,2,...,L是大小为L×L的协方差矩阵的实数奇异值，且满足1≥ζ1≥ζ2≥…≥ζL≥0，L为雷达发射信号长度，协方差矩阵为：式(2)中，k≥1，协方差矩阵Rkk、Rk1和R11分别根据式(3)-(5)得到；其中，表示协方差矩阵，N1是L×1零均值高斯分布的雷达接收机背景噪声的复矢量，且空时不相关，其中，L为雷达发射信号长度，上标H表示矢量的共轭转置，E[·]表示期望运算符；RHH＝E[HHH]表示协方差矩阵，H是L×1的目标脉冲响应列矢量，服从零均值的多变量复高斯分布；α表示能量衰减系数，是一个常数；表示矢量S1对角化，其中，S1为当前时刻机载雷达发射信号矢量；表示矢量Sk对角化，其中，Sk为k时刻机载雷达发射信号矢量。3.根据权利要求1所述的基于射频隐身的机载雷达发射波形选择方法，其特征在于：所述KL距离为D(p(S,Z)||p(S,N2))，根据式(6)得到：式(6)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：时晨光，仇伟，汪飞，李海林，周建江，夏伟杰，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32