一種基于頻控陣的射頻隱身方法及設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電子對抗技術領域，尤其設計一種基于頻控陣的射頻隱身方法及設 備。
【背景技術】
[0002] 隨著現代軍事科學技術的發展，與雷達有關的電子干擾與抗干擾已經成為了未 來戰場競爭的焦點之一，針對雷達的應用環境日益復雜化的局面，對雷達的射頻隱身能力 有了更為迫切的需求。要在保障雷達的探測能力的前提下，降低雷達的可見性，增強其 LPI (低截獲概率）能力以取得主動權，這對于提高雷達的反偵察能力和自我生存能力有著 重要的意義。
[0003]目前普遍采用的技術可以分為三個領域：1)頻域具有傳播能量的大帶寬波形；2) 時域具有傳播能量的高占空比波形；3)空域具有傳播能量的寬天線波束圖。這些技術常 常聯合應用以確保LPI特性，但是，傳播的能量是有限的。比如，跳頻技術，正交頻分復用 (OFDM)和隨機波形已經在LPI雷達中得到研究。
[0004] 此外，一種天線跳頻的方法采用不規則的掃描圖來降低接收者對雷達的易感知 性。雖然可以通過特定的波束成形技術來減小在旁瓣區域被探測到的概率，但高增益的主 瓣仍可以容易地被探測出。因此，降低到潛在攔截者的瞬時發射峰值功率是很必要的。目 前，一種較新穎的LPI發射波束形成方法是采用了相控陣天線，盡管相控陣被應用于很多 領域，它對應于所有距離上的波束指向是固定在一個角度的。
【發明內容】
[0005] 為此，本發明提出了一種可以解決上述問題的至少一部分的新基于頻控陣的射頻 隱身方法及設備。
[0006] 根據本發明的一個方面，提供了一種基于頻控陣的射頻隱身方法，包括：向目標物 體發射載波信號序列，所述載波信號序列中的每個載波信號具有低增益，并且每個相鄰載 波信號之間具有特定的頻率差；接收所述目標物體的回波信號序列；以及將所述回波信號 序列通過波束成形合成高增益天線方向圖。
[0007] 可選地，根據本發明的方法，其中，向目標物體發射載波信號序列，所述載波信號 序列中的每個載波信號具有低增益，并且每個相鄰載波信號之間具有特定的頻率差包括： 根據雷達的頻控陣的陣元發射載波信號序列；根據載波頻率和滿足特定條件的頻率增量得 到所述陣元發射載波信號的頻率；根據所述陣元發射載波信號頻率獲取所述陣元發射載波 信號的第m個陣元與第一個陣元之間的相位差；根據所述相位差獲取發射載波信號的基礎 低增益天線方向圖；以及根據所述基礎低增益天線方向圖經線性的相位增加獲取低增益天 線方向圖。
[0008] 可選地，根據本發明的方法，其中，所述陣元發射載波信號的頻率的方程式為：圪 =f〇 +Afm, m = 0, 1,... ,M-I
[0009] 其中，Δ匕為頻率增量，f。為載波頻率，f "為第m個陣元發射載波信號的頻率； [0010] 所述特定條件為：
[0012] 其中，Tp是連續的處理時間，2 ξ sin Θ是目標物體投射到雷達瞄準方向上的長度， ξ是目標物體的長度。
[0013] 可選地，根據本發明的方法，其中，所述陣元發射載波信號的第m個陣元與第一個 陣元之間的相位差為
[0014] 其中，r是斜距，Θ是方位角，β = 2 JT/c。，d為陣元間距，d = cQ/2f。；
[0015] 所述基礎低增益天線方向圖爻
[0016] 其中，{ a n(r)}為依賴距離的相位集。
[0017] 可選地，根據本發明的方法，其中，所述低增益天線方向圖為：
[0018]
[0019] 其中，對所述基礎低增益天線方向圖作一個線性的相位增加得到，第一個低增益 天線方向圖的增量為γ = 2 π/N，第二個的增量為2 γ，以此類推，可以得到另外的N-I個 低增益天線方向圖。
[0020] 可選地，根據本發明的方法，其中，接收所述目標物體的回波信號序列包括：所述 反射載波信號序列經所述目標物體回波后由雷達的相控陣的陣元接收且經過匹配濾波器 處理并保存在存儲器中。
[0021] 可選地，根據本發明的方法，其中，將所述回波信號序列通過波束成形合成高增益 天線方向圖包括：根據MVDR波束形成準則獲取所述載波信號的低增益天線方向圖的權重 系數；根據所述低增益天線方向圖線性組合獲取高增益天線方向圖。
[0022] 可選地，根據本發明的方法，其中，所述高增益天線方向圖為：
[0023]
[0024] 其中，N代表低增益天線方向圖的數量，由Wixn為第η個低增益天線方向圖的權重 得到W ixn i為第N-I個低增益天線方向圖的權重。
[0025] 可選地，根據本發明的方法，其中，
[0026] 所述權重系數為：
[0029] 根據本發明的另一個方面，本發明還提供了一種基于頻控陣的射頻隱身設備，包 括：
[0030] 發射裝置，用于向目標物體發射載波信號序列，所述載波信號序列中的每個載波 信號具有低增益，并且每個相鄰載波信號之間具有特定的頻率差；
[0031] 接收裝置，用于接收所述目標物體的回波信號序列；以及
[0032] 合成裝置，用于將所述回波信號序列通過波束成形合成高增益天線方向圖。
[0033] 本發明所述基于頻控陣的射頻隱身方法和設備把覆蓋在期望監視區域的傳統的 高增益天線方向圖由一系列低增益天線方向圖代替，由于低增益天線方向圖的峰值功率比 較低，從而在保證了雷達監測性能不變的情況下降低了雷達的可見性，即提供更好的低截 獲概率（LPI)性能。
【附圖說明】
[0034] 通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通 技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明 的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。其中在附圖中，參考數字 之后的字母標記指示多個相同的部件，當泛指這些部件時，將省略其最后的字母標記。在附 圖中：
[0035] 圖1為本發明所述基于頻控陣的射頻隱身方法的流程圖；
[0036] 圖2為頻控陣的示意圖；
[0037] 圖3為本發明所述頻控陣的陣元發射載波信號序列和相控陣的陣元接收回波信 號序列的不意圖；
[0038] 圖4為斜距r = 20km時在角度域上低增益天線方向圖（虛線）和形成的高增益 天線方向圖（實線）的比較示意圖；
[0039] 圖5為方位角Θ =〇°時在距離域上低增益天線方向圖（虛線）和形成的高增益 天線方向圖（實線）的比較示意圖；
[0040] 圖6為本發明所述基于頻控陣的射頻隱身設備的結構示意圖；以及
[0041] 圖7示出了可用來實踐本發明的實施方式的計算設備的框圖。
[0042] 在附圖中，使用相同或類似的標號來指代相同或類似的元素。
【具體實施方式】
[0043] 現在將參考附圖來詳細描述本發明的示例性實施方式。應當理解，附圖中示出和 描述的實施方式僅僅是示例性的，意在闡釋本發明的原理和精神，而并非限制本發明的范 圍。
[0044] 圖1示出了本發明所述構建音頻指紋庫的方法的流程圖。可以理解，圖1所示的 流程圖僅僅是示意性的，其中記載的步驟可以按照不同順序執行、并行執行、省略和/或增 加其他步驟。如圖1所示，所述基于頻控陣的射頻隱身方法包括：向目標物體發射載波信號 序列，所述載波信號序列中的每個載波信號具有低增益，并且每個相鄰載波信號之間具有 特定的頻率差102 ;接收所述目標物體的回波信號序列104 ;以及將所述回波信號序列序列 通過波束成形合成高增益天線方向圖106。本發明所述基于頻控陣的射頻隱身方法和設備 把覆蓋在期望監視區域的傳統的高增益天線方向圖由一系列低增益天線方向圖代替，由于 低增益天線方向圖的峰值功率比較低，從而在保證了雷達監測性能不變的情況下降低了雷 達的可見性，即提供更好的低截獲概率（LPI)性能。
[0045] 所述步驟102包括根據雷達的頻控陣的陣元發射載波信號序列；根據載波頻率和 滿足特定條件