第!"卷第#期
系统工程与电子技术
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635#!778收稿日期：!77!97#97#
修订日期：!77!97:9!!
基金项目：西安电子科技大学基金项目资助课题（;<=!777#）作者简介：徐松涛（#>?89），男，副教授，博士研究生，主要研究方向为电子对抗。
文章编号：!""!!#"$%（&""’）"!!""’!!
滇西1994
"’多径环境下被动雷达导引头对干扰源的跟踪徐松涛#，!
，杨绍全#
（!"西安电子科技大学电子工程学院!#$信箱，陕西西安%!&&%!；
’"空军工程大学工程学院，陕西西安%!&&#(）
摘
要：讨论在多径环境下，被动雷达导引头对噪声调频干扰源的角度跟踪方法。在窄带噪声调频干扰源条 件下，利用大信号法实现真实干扰源的角度跟踪；在宽带噪声调频干扰源条件下，利用聚类分析法实现真实干扰源和镜像干扰源的角度分辨，从而使导引头正确跟踪真实干扰源。计算机仿真结果证实了这两种方法的有效性和正确性。 关键词：被动雷达导引头；多径；噪声调频干扰；角度跟踪中图分类号：@6>A!
文献标识码：B
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引言
对被动雷达导引头来说，一般要求有较宽的频带和较大的搜索范围，同时由于导弹弹体空间条件限制，不能安装较大尺寸天线，因此，被动雷达导引头天线通常具有较宽的主波束。较宽的主波束必然导致多径信号容易进入导引头，如图#所示。多径信号进入主波束会严重影响雷达导引头对目标的跟踪，大大降低导引头的跟踪性能，因此，必须研究有效的抑制和分辨镜像干扰源的方法。本文首先介绍被动雷达导引头的测角原理和噪声调频干扰源模型，然后讨论被动雷达导引头对噪声调频干扰源的
角度跟踪和分辨方法，分两种情况：一是对窄带噪声调频干扰源的角度跟踪方法；二是对宽带噪声调频干扰源的角度分辨方法，最后进行计算机仿真。
@被动雷达导引头测角原理和噪声调频
干扰源模型
本文讨论的被动雷达导引头是振幅比较单脉冲雷达，如图!
所示。
图#
多径产生示意图
图!
单平面和差振幅比较单脉冲雷达的测角原理图
当目标相对于天线瞄准轴的偏离角（到达角）为!时，误差信号为
B 7C
/"
/#
C $!（#）
式中
/#———和通道信号；/"———差通道信号；$—
——角万方数据
误差灵敏度系数。
噪声调频干扰信号是目前应用较多的一种干扰信号模型，它的表达式为
!"（#）$%!"#［!$#&!#$’(!（#)）%#)］（&）式中!$———干扰信号中心频率；*(———调频互导或调谐率；!（#）———调制噪声电压，是谱宽为(
+
的视频高斯噪声,（$，"!）。其瞬时频率为
!（#）$!$&’(!（#）
窄带噪声调频干扰用于瞄频式干扰，宽带噪声调频干扰用于阻塞式干扰。
当"(-(+..’时为宽带噪声调频干扰，!（#）与!（#）成线性关系，所以噪声调频干扰的频率的分布为
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’
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数据执行保护"!"(
(［0
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氢氧化铁］（)）
式中"($’("!（*）噪声调频干扰信号的功频谱密度为［’］
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］（+）
噪声调频干扰信号的)%，带宽"("定义为
"("$"
&&-.&"(（/）!导引头对噪声调频干扰源的角度跟踪!"#对窄带噪声调频干扰源的角度跟踪
先分析主波束内同时存在两干扰源时雷达给出的到达角，此时和通道及差通道信号分别为
2#$2#’&2#&（0）
礼乐治国
2$$2$’&2$&（1）
式中2
#’，2
#&
———两干扰源的和信号；2
$’
，2
$&
———两干
扰源的差信号。
由式（’）、式（0）和式（1）得
%$%’2#’&%&2#&
2#’&2#&
（2）
设2#&
2#’$
3(4&（’$）
式中3———两干扰源和通道信号振幅比；&———两干扰源和通道信号相位差。式（2）右边分子分母同除2
#&
，然后利用（’$）式得
%$%’&%&3(4&
’&3(4&
（’’）
（’’）式也可表示为
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&
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（’&）
取（’&）式实部得
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3&0’
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（’)）
可以看出，雷达给出的到达角随3和&变化。根据文献［&］，若&在［$，&!］均匀分布，对式（’)）积分可得
#%
5
$
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dahuangya&!!
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&
3$’
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{’（’*）
从式（’*）可以看出，若3和%’，%&在平均时间内保持不
变，且&在［$，&!］均匀分布，则平均到达角指向较强的干扰方向。把这个结论用于实现对较强干扰的角度跟踪方法我们称为大信号法。
现在来分析当导引头主波束同时存在真实干扰源和镜像干扰源的情况。
所谓窄带噪声调频干扰是指噪声调频干扰的带宽小于单脉冲雷达接收机的带宽。在这种情况下，真实干扰信号将全部进入接收机，接收机输出为等幅噪声调频信号。对镜像干扰信号，接收机输出也为等 幅噪声调频信号，不同之处在于镜像干扰信号是真实干扰信号的迟延’，且振幅有衰减。当导引头主波束同时存在真实干扰源和镜像干扰源时，从如下两个方面比较两干扰源之间的相互关系：
（’）由于噪声调频干扰源具有噪声特性，迟延’的镜像
干扰信号与真实干扰信号的相关性随迟延增加而降低，在一定条件下可近似认为不相关，两信号相位差&在［$，&(］随机分布；
（&）由于接收机输出为等幅噪声调频信号，可认为3在平均时间内保持不变。且真实干扰信号振幅大于镜像干扰信号振幅。
把以上条件用于式（’*），可以得出一个很有意义的结论，即平均到达角基本指向较强的真实干扰源方向。也就是说，利用大信号法可实现对真实干扰源的角度跟踪。!"$对宽带噪声调频干扰源及其镜像的角度分辨
先讨论对两不相关宽带噪声调频干扰源的角度分辨方法［)］。
由于宽带噪声调频干扰的频率在很宽的频带内变化，而一般单脉冲雷达接收机带宽"(5相对较窄，因此，只有当干扰源频率处于其带宽内时才能进入接收机，一旦干扰频率越出该频带，就无法进入接收机。进入接收机和通道或差通道的干扰应是一串随机高频窄脉冲，经理论分析可推导出，窄脉冲数平
均值$，为
$,$(+
")
(0
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’
&"&
()
(
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[]
(
（’+）
式中7
’
，7
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———雷达接收机通带的上、下频率。
随机脉冲串平均脉宽#’为
#’$’
,!
7
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7
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’
&
"!"(
(0
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%(（’/）随机脉冲串平均脉冲间隔%8为
%8$’
,
［’0!7&7
’
’
&
"!"(
(0
（(0(
$
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%(］（’0）
&)
万方数据
随机脉冲串平均周期!!为
!!"!
#
（!"）
接收机的暂态响应时间为$
%
，近似有
$%"
!
!&%
（!#）
因此，当一个干扰源进入接收机时，接收机的响应有两
种情况：
（!）当!’($%时，接收机的输出为基本不重叠的随机脉冲串；
（$）当!’)$%时，由于接收机的暂态响应，形成相互重叠的脉冲。
当两个干扰源同时进入接收机，且!’($%时，输出的脉冲串分为%类，第!类为干扰源!（*
!
）产生的脉冲；第$类为
干扰源$（*
$
）产生的脉冲；第%类为干扰源!，$产生的重叠脉
冲。设两干扰源*
!
和*
$
不相关，且统计特性分别为##!，$!!，
!’
!
，!!!和##$，$!$，!’$，!!$，则*!和*$所产生的两随机脉冲串重叠部分的平均宽度$!&和周期!!&分别为
$!
&"
$!
!
$!
$
!!+!$
（$&）
!!
&"
!!
!
!!
$
!!+!$
（$!）
因此，两随机脉冲串重叠部分的概率为
,&"$!
!
$!
$
!!!$
（$$）
考虑到接收机的暂态响应
,&"（$!!+$%）（$!$+$%）
!!!$
（$%）
显然，要使,
&小，
（!’-$%）应为最大。
以上分析可以看出，简单地对雷达给出的到达角平均不能给出某一干扰源真实到达角，平均到达角指向能量重心方向。
分辨两干扰源的到达角"!和"$的方法是：选取接收机带宽!&%，使接收机和通道与差通道的输出为不完全重叠的*!和*$的随机脉冲串，并使重叠概率,&最小。然后分别对和差两个通道的脉冲串进行高速采样，每对采样点利用式（!）可得到瞬时到达角。最后对这些到达角度值进行聚类分
析，两聚类中心对应的到达角即为*
!和*
$
的到达角"!和
"$。该分辨方法称为聚类分析法。
把上述聚类分析法用于多径环境下分辨真实干扰源和镜像干扰源时，关键问题是真实干扰源和镜像干扰源的相关程度。由于宽带噪声调频干扰源具有噪声特性，迟延!的镜像干扰信号与真实干扰信号的相关性降低，随着迟延的增大，可近似为不相关。因此在一定的迟延!条件下，聚类分析法可用于分辨真实宽带干扰源和镜像宽带干扰源。
!计算机仿真
仿真条件：
（!）振幅比较单脉冲雷达导引头，天线方向图为’().（/）函数；
（$）窄带噪声调频干扰源参数：&
"!&*+,，!&1" $&*+,；
（%）宽带噪声调频干扰源参数：&
"!&*+,，!&1" -&&*+,。
例"
窄带噪声调频干扰源，接收机带宽!&%".&*+,，镜像干扰源比真实干扰源功率低%/0，真实干扰源与天线瞄准轴夹角为.1；镜像干扰源与天线瞄准轴夹角为2.1。仿真结果如图%所示。
图%不同镜像信号迟延雷达给出的平均到达角从图%可以看出，当镜像干扰信号迟延小于.&)’时，真实干扰信号与镜像干扰信号相关性较强，使雷达给出的平均到达角变化较大；随着迟延增大，相关性变弱，雷达给出的平均到达角逐渐趋于真实干扰信号方向。
例#宽带噪声调频干扰源，接收机带宽!&%""&*+,，镜像干扰源比真实干扰源功率低%/0，真实干扰源与天线瞄准轴夹角为.1；镜像干扰源与天线瞄准轴夹角为2.1。仿真结果如图-所示。
从图中可以看出，当镜像信号迟延较小时，如图-（3）所示，真实干扰信号与镜像干扰信号相关性较强，真实干扰信号与镜像干扰信号通过接收机产生两脉冲串相互重叠较为严重，因此镜像干扰信号方向无法分辨。随着迟延增大，相关性变弱，两脉冲串相互重叠程度减小，分辨效果变好，如图-（4）所示。
$结论
本文讨论被动雷达导引头对噪声调频干扰源的角度跟踪方法，对窄带噪声调频干扰源，用大信号法实现对真实干扰信号源的角度跟踪，雷达给出到达角的平均值基本指向真实干扰信号要满足以下条件：一是真实干扰信号和镜像干扰信号的振幅比在平均时间内保持不变；二是真实干扰信号和
（下转第!&#页）
万方数据
图!
输入端和权重加噪与未加噪四种情况下!"
次实验的平均泛化误差
图#
不加噪和仅对网络权重注入自适应乘性噪声时的泛化误差
!结论
本文在三层前向神经网络的传统$%算法中引入噪声项，对网络权重修正值注入自适应乘性噪声，噪声幅度随训练过程中权梯度下降而趋近于零。以异或问题为基准的仿真实验给出了只在训练集输入端加噪、只在网络权重注入噪声、同时对训练集输入端和网络权重注入噪声以及未加噪&种情况下神经网络的泛化误差。其中只在权重注入噪声获得了最好的泛化能力，而同时在输入端和权重注入噪声的方法可以在较宽的范围内选择输入端噪声幅度并改善网络的泛化能力。
参考文献：
［’］()*+,-./012，34506572，84,,4.*9(:;<+./545=>50+/5.,(+?/+9+5@
0.04659AB 2//6/%/6?.=.0465［C ］;%./.,,+,1490/4A)0+D %/6E+9945=，C>F %/+99，’GHI;#’H J #I!;
［!］36,*90/65<，K649045+5%;L945=MDD404N+O649+45$.EP J %/6?.=.0465
重庆市开县中学F/.4545=
［:］;>222F/.59;65O+)/.,O+0Q6/P9，’GG!，#（’）：!&J #R;［#］K./B9045697O ，%.D691M;S5SN+/T40045=，7+5+/.,4U.0465，.5D (.5@
D6*,B 2V?.5D+D F/.4545=W+09［:］;>222F/.59;65O+)/.,O+0Q6/P9，!"""，’’
（X ）：’"X"J ’"XR;［&］K4B6069-4C.09)6P.;O649+>5Y+E04654506>5?)0945$.EP J %/6?.=.0465
<+./545=［:］;>222F/.59;65O+)/.,O+0Q6/P9，’GG!，!!（#）：&#I J &&";
［X ］C)//.B M Z ，2DQ./D9%:;25-.5E+D C<%%+/T6/*.5E+.5D Z.),0F6,+/@
.5E+(+9),045=T/6*WB5.?04E 8+4=-0O649+1)/45=F/.4545=［:］;>222F/.59;65O+)/.,O+0Q6/P9，’GG&，X （
X ）：RG!J H"!;［I ］8.5=[-).5，%/45E4?+:[;F/.4545=O+)/.,O+0Q6/P9Q40-MDD404N+
O649+450-+1+94/+D W4=5.,［:］;>222F/.59;65O+)/.,O+0Q6/P9，
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图&
不同迟延镜像干扰源的分辨
镜像干扰信号的相位差在［"，!!］均匀分布。在一定的迟延条件下，窄带噪声调频干扰基本满足这两个条件。对宽带噪声调频干扰源，在一定的迟延条件下，用聚类分析法实现真实干扰信号与镜像干扰信号的角度分辨，关键是选择适当的接收机带宽，使输出为相互重叠不大的脉冲串。
参考文献：
［’］林象平；雷达对抗原理［C ］；西安：西北电讯工程学院出版社，
’GHX;!II;
［!］K+50>;\./4+04+96T MN+/.=+C656?),9+(+9?659+906C),04?,+F./=+09
［:］;>222F/.59;65M+/69?.E+.5D 2,+E0/654E WB90+*9，’GH’，M2W J ’R （’）：!X J !H;
［#］])W65=0.6，^.5=W-.6_).5，[-+5=8+4D65=;C+0-6D 6T (+96,N45=C)@
04?,+:.**+/9T6/%.994N+C656?),9+(.D./［[］;!""’[>2>50+/5.0465.,[65T+/+5E+65(.D./%/6E++D45=，!""’;’’’X J ’’’H;
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