一种分布式多目标高效协同干扰方法和系统技术方案

本申请涉及一种分布式多目标高效协同干扰方法和系统。所述方法利用时间反演电磁波的空时聚焦特性，只需要同时对所有分布式节点在相同时间窗内接收的信号同步进行时间反演处理、发射，便可使回溯信号在原始目标辐射源位置实现自适应相干合成，从而达到能量高效聚焦的目的，实现分布式协同干扰。相比传统的主动控相技术，不仅免去了信号的分选识别、相位补偿、波形设计等步骤，而且相同条件下各目标点位置的干扰效率也有明显提高。位置的干扰效率也有明显提高。位置的干扰效率也有明显提高。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式多目标高效协同干扰方法和系统


[0001]本申请涉及时间反演电磁学
，特别是涉及一种分布式多目标高效协同干扰方法和系统。

技术介绍

[0002]分布式电子干扰是在无人机机载和气球载干扰机等形式上发展起来的电子对抗设备，通常是将体积下、重量轻、价格便宜的众多低功率小型电子干扰机分布式部署在接近被干扰目标的特定空域、地域上，自动地或受控的对选定电子设备进行干扰，该技术既可用来自卫，也可用来建立掩护干扰以保护群目标。由于各干扰节点的协同非常困难，各节点的干扰信号互不相干，目前分布式干扰研究大多以扩大干扰波瓣，增加干扰范围，减小暴露区为目的，属于“面对面”的干扰形式，难以解决电磁误扰问题。
[0003]主动控相(Active phase control，简称APC)是传统的实现分布式条件下信号相干合成的主要技术途径，为在精确的时间和地点合成多个源的射频功率，这类技术必须对每个节点的发射信号进行精确的相位控制，这就需要对阵列节点和目标点精准定位，然后计算各节点与目标点之间的空间传播距离，从而确定对应的相位关系，最后在信号发射过程中进行相应的相位补偿，以实现在目标点位置的相干合成。与此同时，为避免各节点在发射过程中由于不同步引入新的相位误差，还必须确保各节点工作的同时性。虽然随着新体制雷达的出现，比如相控阵雷达(phased
‑
array radar，简称PAR)、多输入多输出雷达(multiple
‑
input multiple
‑
output，简称MIMO)，在波形设计和相位控制上更加灵活，但随着分布式节点数量和目标点数量的增多，信号处理也变得更加复杂。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种分布式多目标高效协同干扰方法和系统，该方法解决了现有的主动控相技术在实际应用中存在的实时定位难、信号处理复杂、功率合成效率低等现实问题。
[0005]一种分布式多目标高效协同干扰方法，所述方法包括：
[0006]在目标区域周围预定范围的立体空间内分布式部署至少两个时间反演天线，构成时间反演镜；所述目标区域内包括至少两个可以发射原始目标辐射源信号的目标节点；每一个所述时间反演天线为一个天线节点。
[0007]通过时间同步控制模块控制所述时间反演镜在相同时间窗内同步接收目标区域内所有原始目标辐射源信号，并对接收到的信号进行时反处理，得到目标区域内所有原始目标辐射源信号的时间反演信号。
[0008]将所述时间反演信号通过所述时间反演镜同步发射回目标区域，时间反演信号自适应的在原始目标点位置实现相干叠加，达到协同干扰的目的。
[0009]在其中一个实施例中，通过时间同步控制模块控制所述时间反演镜在同一时间窗内，同步接收目标区域内所有原始目标辐射源信号，并对接收到的信号进行时反处理，得到
目标区域内所有原始目标辐射源信号的时间反演信号，步骤中所述原始目标辐射源信号为：
[0010][0011]其中，S
T
(t)为原始目标辐射源信号，A为发射信号电平，f0为发射信号的中心频率，为初相。
[0012]时间反演镜的第j个天线节点接收到的信号为：
[0013][0014]其中，S
j
(t)为第j个天线节点接收到的信号，f
T
(
·
)为原始辐射源目标天线的方向性函数，f
j
(
·
)为第j个天线节点接收天线的方向性函数，R
jT
＝||r
j
‑
r
T
||2为节点j与原始目标点T间的欧式距离，c表示电磁波传播速度。
[0015]第j个节点发射的时间反演信号为：
[0016][0017]其中，S
TRj
(t)为第j个节点发射的时间反演信号，V
j
为节点j调制后的输出信号电平，T
win
为时间窗宽度，(T
win
‑
t)表示对时间窗内信号进行时域反转。
[0018]在其中一个实施例中，将所述时间反演信号通过所述时间反演镜同步发射回目标区域，目标区域的目标节点接收到的信号自适应的在各自原始目标位置实现信号的相干叠加，实现协同干扰，步骤中目标区域的目标节点H接收到的第j个天线节点的信号为：
[0019][0020]其中，R
jH
表示第j个天线节点到目标节点H的欧式距离，f'
j
(
·
)表示节点j在r
j
‑
r
H
方向的发射增益。
[0021]目标区域的目标节点H接收到的所有时间反演天线发射的时间反演信号的合成信号为：
[0022][0023]其中，S
′
H
(t)目标节点H接收的所有时间反演信号的合成信号，N为时间反演天线的数量。
[0024]合成信号的功率表达式为：
[0025][0026]其中，P
′
H
目标节点H接收的所有时间反演信号的合成信号的功率。
[0027]在其中一个实施例中，所述时间反演天线是全向天线或定向天线。
[0028]在其中一个实施例中，将所述时间反演信号通过所述时间反演镜同步发射回目标区域，时间反演信号自适应的在原始目标点位置实现相干叠加，达到协同干扰的目的，步骤后还包括：
[0029]将目标区域中目标区域的目标节点接收到的信号的功率与所有目标节点加权功率合成值之比大于指定功率阈值的点定义为有效干扰功率合成点；有效干扰功率合成点用于标注记录整个目标区域内的有效干扰功率合成分布情况。
[0030]在其中一个实施例中，通过时间同步控制模块控制所述时间反演镜在相同时间窗内同步接收目标区域内所有原始目标辐射源信号，并对接收到的信号进行时反处理，得到目标区域内所有原始目标辐射源信号的时间反演信号，包括：
[0031]以“簇”结构的工作模式，时间同步控制模块通过时间同步装置，对分布式时间反演天线进行控制。
[0032]分布式时间反演天线在相同时间窗内对目标区域的目标节点发射的原始目标辐射源信号进行同步接收、同步时反处理，得到目标区域内所有原始目标辐射源信号的时间反演信号。
[0033]一种分布式多目标高效协同干扰系统，所述系统包括：时间同步控制模块、在目标区域周围预定范围的立体空间内分布式部署的至少两个干扰节点。
[0034]所述时间同步控制模块，用于控制所述干扰节点在相同时间窗内同步接收目标区域内原始目标辐射源信号和发射干扰节点产生的时间反演信号。
[0035]所述干扰节点为时间反演天线，包括：时分隔/同步控制模块、接收模块、发射模块、通信模块以及时间反演处理模块。
[0036]所述时分隔/同步控制模块，用于根据所述时间同步控制模块的控制来实现所有干扰节点的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式多目标高效协同干扰方法，其特征在于，所述方法包括：在目标区域周围预定范围的立体空间内分布式部署至少两个时间反演天线，构成时间反演镜；所述目标区域内包括至少两个可以发射原始目标辐射源信号的目标节点；每一个所述时间反演天线为一个天线节点；通过时间同步控制模块控制所述时间反演镜在相同时间窗内同步接收目标区域内所有原始目标辐射源信号，并对接收到的信号进行时反处理，得到目标区域内所有原始目标辐射源信号的时间反演信号；将所述时间反演信号通过所述时间反演镜同步发射回目标区域，时间反演信号自适应的在原始目标点位置实现相干叠加，达到协同干扰的目的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过时间同步控制模块控制所述时间反演镜在相同时间窗内同步接收目标区域内所有原始目标辐射源信号，并对接收到的信号进行时反处理，得到目标区域内所有原始目标辐射源信号的时间反演信号，步骤中所述原始目标辐射源信号为：其中，S
T
(t)为原始目标辐射源信号，A为发射信号电平，f0为发射信号的中心频率，为初相；时间反演镜的第j个天线节点接收到的信号为：其中，S
j
(t)为第j个天线节点接收到的信号，f
T
(
·
)为原始辐射源目标天线的方向性函数，f
j
(
·
)为第j个天线节点接收天线的方向性函数，R
jT
＝||r
j
‑
r
T
||2为节点j与原始目标点T间的欧式距离，c表示电磁波传播速度；第j个节点发射的时间反演信号为：其中，S
TRj
(t)为第j个节点发射的时间反演信号，V
j
为节点j调制后的输出信号电平，T
win
为时间窗宽度，(T
win
‑
t)表示对时间窗内信号进行时域反转。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述时间反演信号通过所述时间反演镜同步发射回目标区域，时间反演信号自适应的在原始目标点位置实现相干叠加，达到协同干扰的目的，步骤中目标区域的目标节点H接收到的第j个天线节点的信号为：其中，R
jH
表示第j个天线节点到目标节点H的欧式距离，f'
j
(
·
)表示节点j在r
j
‑
r
H
方向的发射增益；目标区域的目标节点H接收到的所有时间反演天线发射的时间反演信号的合成信号为：
其中，S
′
H
(t)目标节点H接收的所有时间反演信号的合成信号，N为时间反演天线的数量；合成信号的功率表达式为：其中，P
H
′
目标节点H接收的所有时间反演信号的合成信号的功率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间反演天线是全向天线或定向天线。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述时间反演信号通过所述时间反演镜同步发射回目标区域，时间反演信号自适应的在原始目标点位置实现相干叠加，达到协同干扰的目的，步骤后还包括：将目标区域中目标区域的目标节点接收到的信号的功率与所有目标节点加权功率合成值之比大于指定功率阈值的点定义为有效干扰功率合成点；有效干扰功率合成点用于标注记录整个目标区域内的有效干扰功率合成分布情况。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过时间同步控制模块控制所述时间反演镜在相同时间窗内同步接收目标区域内所有原始目标辐射源信号，并对接收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭龙，潘继飞，刘方正，韩振中，欧阳晓凤，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：