一种二次雷达应答处理的抗干扰方法技术

一种二次雷达应答处理的抗干扰新技术，其特征是采用下面步骤：　　　　第一步（可能的幻影框架判定步骤）：根据完全重叠的定义，对所有收到框架中的Ｆ１和Ｆ２脉冲进行完全重叠判定，通过判断该Ｆ１、Ｆ２脉冲是否在另一个框架的Ｆ１后ｎ×２４±２（ｎ＝０，１，…１４）的位置上（系统时钟选１６．５５２ＭＨｚ时），即是通过计算两个脉冲的距离值的差，如果等与ｎ×２４±２（ｎ＝０，１，…１４），即为可能的幻影框架；　　　　第二步（构成交叠关系的框架步骤）：根据“构成交叠关系的框架”的定义，对于上步找到的ｎ个可能的幻影框架，找出与每个框架Ａ↓［ｉ］（１≤ｉ≤ｎ）构成交叠关系的所有框架Ｂ，即是计算两个框架的距离值的差，如果等于ｎ×２４±２（ｎ＝０，１，…１４），就是构成交叠关系的框架，假定有ｍ个；　　　　第三步（去幻影步骤）：根据判定幻影框架充分必要条件中的“∑、Δ值均具有一致性”的原则，分别计算出每一个可能幻影框架Ｎ↓［ｉ］（１≤ｉ≤Ｎ）的参考信号的∑值跟每个与之构成交叠关系的框架Ｂ↓［ｉ］（１≤ｉ≤ｍ）的参考信号的∑值之差，同时也计算出两者的Δ值之差，只要其中有一组的∑值之差具有一致性且Δ值之差也具有一致性，就将该框架作为幻影删除。　　　　第四步（保存信息步骤）：保存最近Ｎ次收到的应答的信息，其中３≤Ｎ≤７；　　　　第五步（距离值比较步骤）：将当前要处理的每个框架的距离值与前面Ｎ－１次应答的各个框架的距离值进行比较；　　　　第六步（去除步骤）：如果能够找到有「Ｎ／２」＋１个或「Ｎ／２」＋１个以上的框架的距离值与当前处理的框架的距离值具有一致性，就将该应答框架保留；反之就作为ＦＲＵＩＴ干扰或前面没有去除掉的幻影将之去除，「」符号表示对符号内的数向下取整。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达信号处理
，特别涉及单脉冲二次雷达的应答信号处理技术。
技术介绍
传统的二次雷达对应答信号的处理方法主要是基于滑窗法。首先通过检测间隔20.2～20.4us的位置有无脉冲对，来检测框架，然后进行幻影处理上，处理的方法如图1所示，对一串重叠的框架中所有的中间的框架全部认为是幻影而丢掉，只保留第一个和最后一个框架。然后是对代码的提取，方法是将保留的真实框架中代码相应位置上有脉冲的认为其代码为1，没有脉冲则代码为0。最后送入一个基于距离的滑窗中进行DEFRUIT处理。这种方法的主要优点有(1).能准确的确定每个应答脉冲的位置；(2).在低密度应答中能准确的检测到可能存在的框架；(3).能去除大多数的fruit干扰。但是，滑窗法由于其本身的原理决定了它不可避免的存在很大的缺陷，主要有(1).在应答交叠数超过2的时候，最多只能同时处理两架飞机，即是说在高密度应答情况下检测概率低；(2).在幻影较多、FRUIT干扰严重的情况下，检测概率低且容易出现误判。(详细内容见Michael C.Stevens，《Secondary Surveillance Radar》，ArtechHouse，Chapter 6)二次雷达的主要应用在民用航空管理和军用敌我识别，这两个领域都需要尽可能的对应答的飞机数目及其编码内容做出正确判定。由以上分析可知，仅仅基于滑窗法对应答飞机的架次和编码内容的判定存在很大的缺陷，尤其是不适合高密度应答处理。而且，仅仅基于滑窗法处理在使用新型单脉冲二次雷达所提供的信息时不充分，也不易移植到S模式的二次雷达中。
技术实现思路
二次雷达应答信号中的干扰分成两类，一类叫幻影，是指由前端框架检测电路产生的虚假的飞机应答框架；另一类叫做FRUIT干扰，是指由于电磁波反射、附近其他雷达站的干扰等因素造成的非同步干扰。本专利技术的任务是提供一种新的二次雷达应答处理的抗干扰技术，采用本专利技术提供的方法，能在高密度应答中有效地筛选真实应答，去除幻影和FRUIT干扰，即使在高密度询问下和复杂的FRUIT干扰的情况下，重叠情况非常严重的时候，本专利技术方法对真实应答的检测概率仍然很高，并且虚警的概率很低。在描述本专利技术提供的一种二次雷达应答处理的抗干扰新技术之前，先作如下定义定义1F1、F2脉冲分别指的是框架的第一个和最后一个脉冲。定义2脉冲被完全重叠如果脉冲落在另一个框架的F1、F2脉冲或是码位位置上，即另一个框架的F1后n×24±2(n＝0，1，...14)的位置上(系统时钟选16.552MHz)，就认为该脉冲被“完全重叠”。定义3构成交叠关系的框架如果在两个框架中可以分别找到一个脉冲两个脉冲的相对位置满足关系式n×24±2(n＝0，1，...14)，那么这两个框架叫做构成交叠关系的框架。定义4∑、Δ值分别指的是每一个脉冲的和信道、差信道的值的大小。定义5一致性当两个值的差小于预先设定的某一个门限，就认为这两个值具有一致性。定义6框架的距离值指距离计数器对该框架的F1进行距离计数得到的值。定义7FRUIT干扰指本地非同步干扰。本专利技术提供的一种二次雷达应答处理的抗干扰新技术，其特征是采用下面步骤第一步(可能的幻影框架判定步骤)根据完全重叠的定义，对所有收到框架中的F1和F2脉冲进行完全重叠判定，通过判断该F1、F2脉冲是否在另一个框架的F1后n×24±2(n＝0，1，...14)的位置上(系统时钟选16.552MHz时)，即是通过计算两个脉冲的距离值的差，如果等与n×24±2(n＝0，1，...14)，即为可能的幻影框架；第二步(构成交叠关系的框架步骤)根据“构成交叠关系的框架”的定义，对于上步找到的n个可能的幻影框架，找出与每个框架Ai(1≤i≤n)构成交叠关系的所有框架B，即是计算两个框架的距离值的差，如果等于n×24±2(n＝0，1，...14)，就是构成交叠关系的框架，假定有m个；第三步(去幻影步骤)根据判定幻影框架充分必要条件中的“∑、Δ值均具有一致性”的原则，分别计算出每一个可能幻影框架Ni(1≤i≤N)的参考信号的∑值跟每个与之构成交叠关系的框架Bi(≤i≤m)的参考信号的∑值之差，同时也计算出两者的Δ值之差，只要其中有一组的∑值之差具有一致性且Δ值之差也具有一致性，就将该框架作为幻影删除。第四步(保存信息步骤)保存最近N次收到的应答的信息，其中3≤N≤7；第五步(距离值比较步骤)将当前要处理的每个框架的距离值与前面N-1次应答的各个框架的距离值进行比较；第六步(去除步骤)如果能够找到有 个或 个以上的框架的距离值与当前处理的框架的距离值具有一致性，就将该应答框架保留；反之就作为FRUIT干扰或前面没有去除掉的幻影将之去除， 符号表示对符号内的数向下取整。本专利技术提供的一种二次雷达应答处理的抗干扰新技术包括两部分内容一是去幻影，本专利技术采用的判定一个框架为幻影框架的充分必要条件是框架的F1、F2均为完全重叠，且本框架的参考信号的∑与Δ值分别和同该框架构成交叠关系的框架的参考信号的∑与Δ值具有一致性，判定出幻影框架并将它删除；二是去FRUIT干扰，该部分继承传统的滑窗法处理思路，但是对其中的判定准则进行了调整，由于去幻影部分采用的标准从严，有一部分幻影框架没有去除掉，因此，在该部分处理中，标准将适当放宽，保证能够尽可能的去出干扰。值的说明的是，所谓标准从宽原则体现在上述过程第六步(去除步骤)中一致性判定时的门限值的选取，选取的方法是先依据传统的滑窗法处理确定门限，然后再在该门限的基础上根据实际工程情况适当减小门限值，就可以起到放宽标准的作用，其中减小量不超过由滑窗法确定的门限值的20％。本专利技术的创新之处在于(1).提出了消除幻影和FRUIT干扰的新思路，采用“去除幻影标准从严，去除FRUIT干扰标准从宽”的新准则，能够保证干扰严重的情况下处理器能正确的去噪；(2).提出了新的去幻影算法，能在保证检测概率达到99.9％以上的前提下，同时处理多达120架飞行器的高密度应答。这样就完全克服了传统的滑窗法最多只能处理两个交叠应答以及不适合高密度应答处理的环境的缺陷。本专利技术提供的一种二次雷达应答处理的抗干扰新技术的原则是去幻影的条件从严，保证不剔除真实的应答框架，这样会造成一些幻影框架残留，对于这些残留幻影框架的去除由DEFRUIT处理来完成，因此，DEFRUIT处理标准从宽。尽可能的去除掉残留的幻影和FRUIT干扰。这与实际的运行情况相吻合，因为飞行器的高速运动，通过DEFRUIT处理很容易去除残留幻影框架。下面对本专利技术采用的去幻影和DEFRUIT算法的检测概率进行定量分析。现在假设有三个先后判定的应答，如图4所示，如果第二个应答的F1和第一个应答的第m个(2≤m≤15)脉冲重合，则F1被完全重叠；如果第二个应答的F2和第三个应答的第n个(1≤n≤14)脉冲和重合，则F2被完全重叠。记本次应答的F1和上一个应答的某个编码脉冲的距离值为ri-1和ri，当它们符合ri-1-4≤ri≤ri-1+2关系时，称这两个脉冲重合。当F1和F2都被完全重叠时，就将第二个应答作为幻影去除。但是，实际上，当第二个应答是真实目标的回波时，出现上述情况也是有可能的。所以，以这样的判定方法来去除幻影，将可能造成漏报。下面计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉柏，蒋睿，伍春，杨晓飞，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：