针对阵列雷达极化测量的极化干扰效果对比分析

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.011

摘要/Abstract

摘要：

为降低阵列雷达对来波极化信息的测量精度、阻碍雷达生成极化抗干扰滤波器，开展了极化干扰对雷达极化测量的影响研究，提出一套稳健、适应性强、易于操作的极化干扰生成方案。基于精细信号模型阐述极化测量的基本流程并分析其特点，得出极化域自由度不足和大功率导向是极化测量的固有缺陷的结论，这也是极化干扰实施的基本原理。针对几种经典的干扰模式和极化调制方法对雷达测量结果的干预诱骗作用进行理论推导和结果预测，并进行了仿真实验验证。研究表明，随机极化调制干扰对阻碍雷达极化测量更有效。

关键词: 全极化阵列, 极化测量, 全极化干扰, 极化调制方法, 极化参数

Abstract:

To impair the accuracy of polarization measurement of radar and hinder the construction of polarization filter， a study of full-polarization interference technology on polarization measurement and a robust， adaptable and operational polarization modulation method are provided. A classic polarization measurement based on the elaborately deduced signal model is described along with its performance analysis. It clarifies that it is the lack of polarization freedom and the power-driven lead to the inherent disadvantage， which is of fundamental importance to interference. Furthermore， it predicts the results imposed by some commonly used interference modes and modulations theoretically， which are verified by simulation experiments. For all above research， the random-polarization interference performs more effective in polarization measurement.

Key words: full-polarization array, polarization measurement, full-polarization interference, polarization modulation, polarization parameter

中图分类号:

TJ760

张晓文, 郝志梅, 王强. 针对阵列雷达极化测量的极化干扰效果对比分析[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 77-84.

Xiao-wen ZHANG, Zhi-mei HAO, Qiang WANG. Study of Full-polarization Interference Technology on Polarization Measurement of Array Radar[J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(5): 77-84.

图/表 9

图1 来波信号波达角和极化方向定义示意图

Fig. 1 Direction of arrival and polarization definition of received signal

图2 水平和垂直极化天线为阵元的全极化阵列

Fig. 2 Full-polarization array equipped with H- and V- antennas

图3 基于接收天线极化响应差异的测量方法流程图

Fig. 3 Flow chart of polarization measurement based on distinct polarization responses

表1 仿真试验参数

Table 1 Parameters in simulation

参数		值
目标参数	俯仰角/（°）	-45
	SNR/dB	5
	极化幅度角、相位角/（°）	（7，30）
距离- 速度欺骗干扰	俯仰角/（m·s^-1）	-45
	INR/dB	40
	干扰机距离/km	17
	干扰机速度/（m·s^-1）	100
	欺骗距离/km	25
	欺骗速度/（m·s^-1）	120
	极化状态/（°）	·交叉极化（83，210）调制 ·主极化（7，30）、交叉极化（83， 210）在一个CPI内交变调制（参数：变化次数） ·一个CPI内随机极化调制（参数：变化次数，变化方差）
射频噪声压制干扰	俯仰角/（°）	-45
	INR/dB	70
	带宽	1.5×雷达带宽
	占空比	90
	极化状态/（°）	·交叉极化（83，210）调制 ·主极化（7，30）、交叉极化（83，210）在一个CPI内交变调制（参数：变化次数） ·一个CPI内随机极化调制（参数：变化次数，变化方差）

图 4 交叉极化调制干扰信号对测量结果的影响

Fig. 4 Results of measurement affected by cross-polarization interference

图5 欺骗式干扰：交变极化调制干扰信号对雷达极化测量的影响

Fig. 5 Deceive interference： results of measurement affected by changing-polarization interference

图6 压制式干扰：交变极化调制干扰信号对雷达极化测量的影响

Fig. 6 Suppress interference： results of measurement affected by changing-polarization interference

图7 欺骗式干扰：随机极化调制干扰信号对雷达极化测量的影响

Fig. 7 Deceive interference： results of measurement affected by random-polarization interference

图8 压制式干扰：随机极化调制干扰信号对雷达极化测量的影响

Fig. 8 Suppress interference： results of measurement affected by random-polarization interference

参考文献 20

1	王珂. 极化理论和相关极化技术在阵列信号处理中的应用［D］.成都：电子科技大学，2009：12-15.
	WANG Ke. The Application of Polarization Theory and Related Technology in Array Signal Processing［D］.Chengdu：University of Electronic Science and Techno-logy of China， 2009：12-15.
2	王雪松. 雷达极化技术研究现状与展望［J］. 雷达学报，2016，5（2）：120-121.
	WANG Xue-song. Status and Prospects of Radar Pola-rimetry Techniques［J］. Journal of Radars， 2016，5（2）：120-121.
3	徐建平.基于极化的雷达抗干扰技术研究［D］. 成都：电子科技大学，2009：2-4.
	XU Jian-ping. The Study of Radar Anti-Interference Based on Polarization［D］.Chengdu：University of Electronic Science and Technology of China， 2009：2-4.
4	Neri Filippo ． Introduction to Electronic Defense Systems［M］． Norwood： Norwood Artech House，2018： 416-446．
5	Poisel Richard A ． Electronic Warfare Receivers and Receiving Systems ［M］． Norwood： Norwood Artech House，2014．
6	王海军，聂孝亮，刘海业，等. 交叉极化干扰对探测跟踪雷达测角影响研究［J］. 现代防御技术，2019，47（5）：100-104.
	WANG Hai-jun， NIE Xiao-liang， LIU Hai-ye， et al. Study on the Influence of Cross-Polarization Interference on Angle Measurement of Detecting and Tracking Radar［J］. Modern Defence Technology，2019，47（5）：100-104.
7	代大海，王雪松，李永祯，等. 交叉极化干扰建模及其欺骗效果分析［J］. 航天电子对抗，2004（3）：21-25.
	DAI Da-hai， WANG Xue-song， LI Yong-zhen， et al. Establishment of Interference Signal Model and the Analysis of Deceive Performance［J］. Aerospace Electronic Warfare，2004（3）：21-25.
8	张建中，文树梁，沙明辉，等.变极化干扰对广义旁瓣对消的影响［J］. 现代防御技术，2019，47（4）：77-82.
	ZHANG Jian-zhong， WEN Shu-liang， SHA Ming-hui， et al. Influences of Variable Polarization Jamming on Generalized Sidelobe Canceller［J］. Modern Defence Technology，2019，47（4）：77-82.
9	文立. 单脉冲雷达交叉极化角度诱偏干扰理论与方法研究［D］.成都：电子科技大学，2018： 40-64.
	WEN Li. Research on the Theory and Method of Monopulse Radar Cross Polarization Angle Deception Jamming［D］. Chengdu：University of Electronic Science and Technology of China， 2018： 40-64.
10	黎盛泉，廖羽宇，陈宁. 交叉极化干扰工程边界条件分析［J］. 电子信息对抗技术， 2016，31（4）：43-46.
	LI Sheng-quan， LIAO Yu-yu， CHEN Ning. The Boundary Conditions Analysis for Cross-Polarization Jamming［J］. Electronic Information Warfare Technology， 2016，31（4）：43-46.
11	廖羽宇，陈宁. 交叉极化干扰作战效能分析［J］. 电子信息对抗技术， 2016， 31（4）：38-42.
	LIAO Yu-yu， CHEN Ning. Operational Effectiveness Analysis for Cross-Polarization［J］. Jamming Electronic Information Warfare Technology， 2016， 31（4）：38-42.
12	甄晓鹏. 对双/多基地雷达的欺骗干扰方法研究［D］.长沙：国防科技大学，2018：38-46.
	ZHEN Xiao-peng. Research on Deception Jamming Methods Against Bi/Multi-static Radar ［D］.Changsha：National University of Defense Technology， 2018：38-46.
13	戴幻尧，刘文钊，周波，等. 外军针对雷达主瓣和旁瓣的极化干扰技术分析［J］. 航天电子对抗，2018，34（5）：4-8.
	DAI Huan-yao， LIU Wen-zhao， ZHOU Bo， et al. Analysis of Polarization Jamming Technology for Foreign Radar’s Mainlobe and Sidelobe［J］. Aerospace Electronic Warfare，2018，34（5）：4-8.
14	吕波，袁乃昌. 全极化干扰与极化滤波的对抗研究［J］. 现代雷达，2011，33（4）：76-79.
	Bo LÜ， YUAN Nai-chang. A Study on Full-polarization Jamming to Counteract Polarization Filtering［J］. Mo-dern Radar，2011，33（4）：76-79.
15	孟庆翔，王肖洋. 雷达变极化干扰机理分析［J］. 科技与创新，2018（22）：1-6.
	MENG Qing-xiang， WANG Xiao-yang. The Analysis of Changed Polarization Interference［J］. Science and Technology & Innovation，2018（22）：1-6.
16	宗志伟，李永祯，施龙飞，等. 全极化雷达相干两点源角度欺骗干扰识别方法［J］. 电波科学学报，2014，29（4）：621-626.
	ZONG Zhi-wei， LI Yong-zhen， SHI Long-fei， et al. Discrimination Method for Coherent Dual Point Sources Angular Deception Using Fully polarimetric Radar［J］. Chinese Journal of Radio Science， 2014，29（4）：621-626.
17	戴幻尧，陈卓，王建路，等. 非理想条件下极化滤波器的干扰抑制性能建模与分析［J］. 航天电子对抗，2019（1）：1-6.
	DAI Huan-yao， CHEN Zhuo， WANG Jian-lu， et al. Interference Suppression Polarization Filter Performance Modeling and Analysis Under Non-ideal Condition［J］. Aerospace Electronic Warfare，2019（1）：1-6.
18	WORMS J G ． About the Influences of Polarization Agile Jammers to Adaptive Antenna Arrays［C］∥ IEEE 1995 International Radar Conference．New York： IEEE Press，1995： 619-623．
19	王涛，王雪松，李永祯，等．对极化雷达的有源干扰研究［J］．系统工程与电子技术，2006，28（3）： 380-383．
	WANG Tao， WANG Xue-song， LI Yong-zhen， et al. Study of the Active Jamming on Polarimetric Radars［J］. Systems Engineering and Electronics，2006，28（3）：380-383．
20	戴幻尧，刘勇，周波，等. 极化雷达测量体制研究进展［J］. 现代雷达，2014，36（1）：1-6.
	DAI Huan-yao， LIU Yong， ZHOU Bo， et al. Development Study of Polarimetric Radar System［J］. Modern Radar，2014，36（1）：1-6.