[发明专利]一种基于数字编码超表面快速相位调控的雷达干扰方法

说明书

本发明提出了一种基于数字编码超表面快速相位调控的雷达干扰方法，包括：设计制备数字编码超表面，并安装于防护目标强散射中心表面；利用数字编码超表面对雷达回波信号的相位进行随机快速调制，经数字编码超表面相位随机快速调制后的雷达回波信号进入雷达接收机，实现对雷达探测的有效干扰。本发明从雷达信号处理环节出发，巧妙利用了数字编码超材料对电磁波的快速调控能力对雷达信号处理的破坏效益，为新型灵巧式雷达干扰提供了新思路。

技术领域

本发明属于雷达干扰技术领域，具体涉及一种对雷达回波的相位进行快速调制，打乱雷达回波的相位信息进而实现干扰的方法。

背景技术

雷达是一种可自主地、全天时、全天候获取远距离目标信息传感器，是现代军事发展中必不可少的一种探测手段。随着现代雷达探测能力的不断提升，高价值军事目标的战场生存威胁日趋加剧，发展雷达干扰技术具有重大的军事意义和实用前景。

现代雷达干扰主要分为有源干扰和无源干扰两大类。有源干扰通常采用发射大功率的电磁波或基于数字射频存储转发(DRFM)模拟生成假目标来干扰雷达正常工作。由于干扰机通常与防护目标具有密切的空间关系，大功率干扰会导致干扰机成为威胁雷达的信标；而假目标欺骗干扰存在对电子侦查引导的依赖性强、干扰系统结构复杂等限制。

相比有源干扰，无源干扰不需要主动辐射干扰信号，且能对多种体制的雷达实现干扰，具有干扰空域大，极化范围大，干扰频带宽、成本较低、使用方便等特点。然而，传统的无源干扰大多是目标体外式干扰，随着雷达分辨能力提升，干扰性能急剧下降。

发明内容

为了克服现有雷达干扰技术存在的缺陷，本发明提出了一种基于数字编码超表面快速相位调控的雷达干扰方法。本发明避免了目前有源干扰发射大功率电磁波致使干扰机成为信标及对电子侦查引导依赖性强的问题，又弥补了现有无源干扰作为目标体外干扰灵活性不足等缺陷。同时本发明成本较低，易于控制和实现。

为实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于数字编码超表面快速相位调控的雷达干扰方法，包括：

设计制备数字编码超表面，并安装于防护目标强散射中心表面；

利用数字编码超表面对雷达回波信号的相位进行随机快速调制，经数字编码超表面相位随机快速调制后的雷达回波信号进入雷达接收机，实现对雷达探测的有效干扰。

本发明中，数字编码超表面由人工电磁表面和数字控制模块组成，其中人工电磁表面由多个周期排布的数字可编码人工单元组成，单元周期为半波长。每个数字可编码人工单元集成1个开关二极管，由单独的直流偏置控制，在两种不同的偏置电压下可动态呈现对电磁波反射相位差180度的两种不同电磁响应，分别记为“0”和“1”两种编码。每个数字可编码人工单元都可单独设计一组编码，通过数字控制模块提供的偏置电压快速切换。数字编码超表面为现有技术，如公开号为CN 108511916 A的专利申请中公开的一种数字式可编程时空编码超材料。

本发明设计制备数字编码超表面，方法包括：先根据防护目标强散射中心表面的曲面度选取制备数字编码超表面的基材，基材分为刚性基材和柔性基材。其中，如防护目标强散射中心表面为平面结构，则可选用刚性基材；如防护目标强散射中心表面为曲面或者不规则的复杂形状，则可选用柔性基材。其次，数字编码超表面所需尺寸以及形状与防护目标强散射中心表面大小相适应，要求能够完全包覆整个防护目标强散射中心表面，根据防护目标强散射中心表面大小确定数字编码超表面所需尺寸以及形状即可。然后根据待干扰雷达信号的波长λ确定数字编码超表面中人工单元的周期间距为λ/2，依据数字编码超表面所需尺寸以及人工单元的周期间距可知待制备的数字编码超表面中人工单元的个数，制备相应的数字编码超表面即可。