[发明专利]基于二阶锥规划的宽带发射数字波束形成干扰设计方法

说明书

本发明公开了一种基于二阶锥规划的宽带发射数字波束形成干扰设计方法，其主要思路为：确定均匀线阵和宽带数字信号，均匀线阵包括M个阵元，对宽带数字信号进行分路，得到M路宽带数字信号；然后得到M个FIR滤波器冲激响应；将每路宽带数字信号分别经过对应的FIR滤波器冲激响应进行FIR滤波后，得到M路经过FIR滤波后的宽带数字信号；对每路经过FIR滤波后的宽带数字信号分别进行数/模转换、上变频处理、射频滤波处理和放大处理后，得到M路经过幅相处理后的宽带信号；将每路经过幅相处理后的宽带信号分别通过对应阵元发射到空中后得到宽带干扰波束，所述宽带干扰波束为基于二阶锥规划的宽带发射数字波束形成干扰设计结果。

技术领域

本发明属于雷达干扰技术领域，特别涉及一种基于二阶锥规划的宽带发射数字波束形成干扰设计方法，适用于宽带雷达干扰信号的发射。

背景技术

随着固态功放器件的快速发展，干扰机大量采用固态功放进行末级放大；由于单芯片固态功放的输出功率有限，为达到较高的发射功率输出，通常采用多芯片进行电路合成；但随着功率的增加，其合成效率会逐渐下降，为解决这一问题，可以采用阵列天线并通过数字波束形成(DBF)或模拟波束形成(ABF)技术进行空间功率合成；而数字波束形成技术具有很多模拟波束形成不具备的优点；例如，数字波束形成可以快速改变波束指向、形状，控制灵活、精准，可以实现多个干扰发射信号间迅速切换，具有同时多波束形成能力等优点；因此，在电子对抗领域，数字波束形成技术是提高电子干扰性能的一项关键技术。

在现代作战环境中，雷达主要依靠发射和接收宽带信号，对空域中的目标精确成像并识别，所以宽带化是现代雷达的发展趋势；如果要对宽带雷达进行有效地干扰，则相应的雷达对抗系统也应采取宽带处理技术，并发射宽带干扰信号，且干扰信号的带宽必须等于或大于雷达接收机的带宽；雷达宽带干扰数字波束形成本质上属于发射数字波束形成，而发射数字波束形成是将传统的发射波束形成所需的幅度加权和移相从射频部分放到数字部分来实现，从而形成发射波束。

对于宽带干扰数字波束形成，主要分为时域处理和频域处理两种方法，其中对于文献“基于非均匀延时阵列的同时多波束干扰技术研究”(现代雷达,2014,36(10):43-48)中，雷磊、周青松等人采用的抽头延迟线延时叠加方法，以及文献“基于分数时延的宽带自适应波束形成”(清华大学学报(自然科学版),2011,51(07):988-992)和文献“基于分数时延的宽带数字阵列波束形成”(雷达科学与技术,2008,6(06):450-453)中韦文,李宁,范占春,李会勇等人采用的基于分数时延的时域处理方法对器件性能要求较高，时延时间越小，实现越复杂，在雷达及雷达对抗领域中的工程实现较困难。文献“Wideband transmitbeamforming using integer-time-delayed and phase-shifted waveforms”(Electronics Letters,2017,53(6):376-378)Gao Y,Jiang D,Liu M提出的基于整数时延与相移相结合的方法仅适用于一些可以明确获得瞬时相位信息的信号，局限性较大；而在频域上处理宽带信号，为达到较高的波束指向精度，常用的方法是将宽带信号通过毗邻带通滤波器划分成子带，然后对每个子带进行对应的幅相加权处理，最后再合成宽带，这种方法虽然在数字信号处理上比较简单，但是会使得各个窄带之间的相位无法衔接，从而影响性能；文献“宽带相控阵雷达发射多波束形成和雷达通信一体化技术研究”(南京:东南大学,2017)岳寅提出了一种仅适用于宽带LFM信号的射频时(频)变矢量加权方式的发射波束形成算法，由于该算法可适用的信号形式单一，所以不适用于干扰领域。

发明内容