本發明涉及雷達輻射式系統仿真，具體公開一種射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統及方法。

背景技術：

1、隨著軟件無線電技術的不斷發展，雷達系統面臨的電磁環境愈加復雜。目前，具備認知探測、推理進化的智能化雷達成為了國內外的研究熱點，智能化技術不僅提升了雷達的抗干擾能力、目標檢測能力以及戰場生存能力，還使得雷達能夠漸進式發展，進而實現迭代進化、不斷升級，智能化技術的應用發展提升了雷達性能，但我們也要看到智能化技術在電子戰領域的應用也使得雷達面臨更加復雜的電磁環境，復雜電磁環境是制約雷達作戰性能的決定性因素，敵方釋放的有源、無源干擾、雙方電子設備的無意電磁輻射以及自然電磁干擾等電磁信號有可能進入雷達，對雷達接收鏈路、信號處理、數據處理等環節產生影響，致使雷達性能下降或失效，從而影響整個戰場的態勢。大量事實表明，復雜電磁環境是導致雷達裝備功能下降、乃至失效的一個重要因素。

2、雷達系統在復雜電磁環境下的性能測試可采用外場實際裝備對抗、內場半實物仿真實驗以及數字仿真實驗等多種手段，其中半實物仿真實驗由于其保密性高、實驗成本低、可高效低耗開展實驗受到廣泛關注。采用射頻半實物仿真系統開展仿真實驗時，需利用模擬設備在暗室內為雷達裝備構建復雜電磁環境，傳統模擬設備主要包含目標回波信號模擬設備、輻射源信號模擬設備和干擾環境模擬設備等，其中干擾環境模擬設備作為對抗環境模擬的主要設備，其復雜對抗環境模的擬能力直接影響雷達系統的性能測試，受限于硬件模擬能力和計算資源限制，傳統干擾環境模擬設備多采用參數化設置實現干擾信號模擬，具備典型壓制式干擾、欺騙式干擾信號模擬能力，其干擾信號模擬性能取決于模擬設備的硬件能力，缺乏復雜對抗環境下的干擾性能實時分析，且在干擾對抗效果不佳時不能及時調整干擾信號樣式和干擾策略，復雜對抗環境構建能力不足。

技術實現思路

1、為了解決背景技術中問題，本發明公開一種射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統及方法，能夠在射頻仿真中實現動態博弈對抗環境模擬，更為逼真的模擬真實戰場干擾環境信號，為雷達設備復雜電磁環境下性能評估提供支撐。

2、為實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案：

3、一種射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統，包括包括綜合射頻模塊、中頻信號采集存儲模塊、智能對抗模塊、博弈對抗環境生成模塊、接收天線和發射天線，其中，

4、綜合射頻模塊用于實現射頻信號與中頻信號的轉換，將經接收天線接收的雷達發射信號下變頻為中頻信號后送入中頻信號采集存儲模塊，將博弈對抗環境生成模塊發送的中頻干擾信號上變頻為射頻信號并經發射天線發射；

5、中頻信號采集存儲模塊用于實現中頻雷達信號的模數轉換、存儲雷達數字信號并將數據送入智能對抗模塊；

6、智能對抗模塊對接收的數字雷達信號的幅度、功率、到達時間、脈沖寬度參數進行測量得到雷達參數測量結果，根據測量結果對雷達工作模式進行分析識別，并將雷達參數測量結果和雷達工作模式識別結果發送至博弈對抗環境生成模塊；

7、博弈對抗環境生成模塊根據接收的雷達工作模式識別結果和雷達參數測量結果，按照設定的對抗策略生成干擾數據，并完成數字干擾信號與中頻干擾信號的數模轉換后，將中頻干擾信號發送至綜合射頻模塊。

8、進一步地，所述的射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統，中頻信號采集存儲模塊包括采集單元和存儲單元組成，采集單元用于完成中頻雷達信號的模數轉換，存儲單元用于存儲雷達數字信號并將數據送入智能對抗模塊的參數測量單元進行基本參數測量。

9、進一步地，所述的射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統，智能對抗模塊還包括工作模式分析單元，參數測量單元接收存儲單元發送的數字雷達信號，并對信號的幅度、功率、到達時間、脈沖寬度參數進行測量分析，工作模式分析單元在參數測量單元分析結果的基礎上，對雷達工作模式進行分析識別，并將結果發送至博弈對抗環境生成模塊的對抗策略分析單元。

10、進一步地，所述的射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統，博弈對抗環境生成模塊還包括信號生成單元，對抗策略分析單元根據雷達工作模式識別結果以及接收的雷達數字信號，按照設定的對抗策略生成干擾數據，信號生成單元完成數字干擾信號與中頻干擾信號的數模轉換后，將中頻干擾信號發送至綜合射頻模塊。

11、進一步地，所述的射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統，綜合射頻模塊包括上變頻單元和下變頻單元，下變頻單元用于將經接收天線接收的雷達發射信號下變頻為中頻信號并送入采集單元，上變頻單元將信號生成單元發送的中頻干擾信號上變頻為射頻信號并經發射天線發射。

12、進一步地，所述的射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統，綜合射頻模塊還包括頻綜單元，頻綜單元為上變頻單元和下變頻單元提供本振和時鐘信號。

13、一種射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬方法，利用上述任意一項所述的射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統在射頻仿真中實現動態博弈對抗環境模擬，具體做法如下：

14、1)接收天線接收雷達發射信號，假定雷達發射的線性信號為

15、s(t)＝acos(2πf0t+kπt2)(1.1)

16、其中：f0為雷達發射信號中心頻率，k為信號調頻斜率，a為信號幅度；

17、2)綜合射頻模塊的下變頻單位完成雷達發射信號的下變頻，將射頻信號變換為中頻信號，中頻信號采集存儲模塊的采集單元將中頻信號轉換為數字信號，存儲單元在存儲雷達數字信號的同時將數據送入智能對抗模塊的參數測量單元進行基本參數測量；

18、3)智能對抗模塊的參數測量單元接收存儲單元發送的數字雷達信號，對信號的頻率、到達時間、幅度、脈沖寬度參數進行測量；

19、4)智能對抗模塊的工作模式分析單元在參數測量單元分析結果的基礎上，對雷達工作模式進行分析識別，根據幅度測量結果和到達時間判斷雷達的工作狀態是跟蹤狀態或搜索狀態；

20、5)智能對抗模塊將步驟3)中的雷達參數測量結果和步驟4)中的雷達工作狀態判斷結果送入博弈對抗環境生成模塊的對抗策略分析單元；

21、6)博弈對抗環境生成模塊的對抗策略分析單元根據以上分析結果和當前干擾模擬設備工作狀態，智能選擇對抗策略；

22、7)博弈對抗環境生成模塊的信號生成單元將數字干擾信號轉換為中頻干擾信號，并發送至綜合射頻模塊的上變頻單元；

23、8)綜合射頻模塊的上變頻單元將中頻干擾信號轉換為射頻干擾信號，并送至發射天線輻射出去。

24、進一步地，所述射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬方法，其特征是：步驟3)中，

25、3.1)在進行頻率測量時，為克服傳統以離散后信號頻譜最大值為測頻結果輸出的局限性，在采用fft對數字信號進行頻譜分析時，選定離散后信號頻譜最大的2個值x(1)、x(2)，利用下述公式(1.2)計算最終頻率測量結果

26、

27、其中，x(1)峰值位置在x(2)前時取加號，否則取負號，f0′為雷達發射信號中心頻率f0的估計值；

28、3.2)在進行幅度測量時，為克服固定門限的幅度加權導致的幅度測量不精確的局限性，采用自適應門限完成信號幅度測量，首先在固定門限基礎上，通過加權平均粗略計算一個幅度值pa1，之后取pa1/2為門限，重新加權平均計算幅度值為pa2′，pa2′為雷達信號幅度a的估計值；

29、3.3)在進行到達時間和脈沖寬度測量時，在幅度測量的基礎上將脈沖幅度最大值的一半作為判斷脈沖前后沿的時間基準，脈沖前沿的時間toa1作為脈沖到達時間的估計值，脈沖后沿與前沿的差值pw1′作為脈沖寬度的估計值。

30、進一步地，所述射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬方法，步驟4)中，根據幅度測量結果和到達時間判斷雷達的工作狀態的具體方法如下：

31、4.1)假定n個脈沖的幅度測量結果為pa2′(k),k＝1,2,...n，在測量結果中查找最大值pa′max；

32、4.2)以pa′max-0.5為門限值，在到達時間序列toa2′(k),k＝1,2,...n中查找大于該門限的到達時間序列，得到最大幅度附近對應的到達時間toa2′(m),m＝1,2,...m；

33、4.3)以脈沖重復周期tprf為聚類門限，對到達時間toa2′(m),m＝1,2,...m進行聚類，若toa2′(m+1)-toa2′(m)≤tprf，則保留toa2′(m)，將toa2′(m+1)從序列出去除，遍歷m個到達時間后，得到考慮了天線主瓣掃描過程的到達時間序列toa2′(n)；

34、4.4)雷達天線掃描周期tscan為toa2′(n+1)-toa2′(n)；

35、4.5)若天線掃描周期tscan≤100ms，則判斷雷達處于跟蹤狀態，跟蹤數據率為1/tscan，否則判斷雷達處于搜索狀態。

36、進一步地，所述射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬方法，步驟6)中，若雷達處于搜索狀態，維持當前干擾策略不變，繼續向信號生成單元發送數字干擾信號；若雷達處于跟蹤狀態，按照動態博弈對抗原則調整優化干擾策略，并向信號生成單元發送重新生成的數字干擾信號。

37、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

38、本發明公開的射頻仿真動態博弈對抗干擾環境模擬系統及方法，提供一種具備環境信號偵收、能夠根據偵收結果和對抗策略分析調整實現干擾性能實時動態更新的干擾環境模擬系統架構和方法，其能夠在射頻仿真中實現動態博弈對抗環境模擬，更為逼真的模擬真實戰場干擾環境信號，為雷達設備復雜電磁環境下性能評估提供支撐，具有很好的推廣應用價值。