基于PDW参数的多源雷达对抗情报数据关联改进方法∗

王国恩 汤永涛 边宏超

（海军士官学校 蚌埠 233012）

1 引言

雷达对抗情报数据关联是多个雷达对抗侦察设备情报融合处理的关键环节，是目标定位、态势形成与综合识别等应用实现的前提。雷达对抗情报数据关联过程就是确立各侦察点送来目标数据之间的关系，确定是否有相同数据源（目标）的处理过程。目前常用的方法是PDW数据关联方法。

2 PDW数据关联方法

PDW（Pulse Description Word）即脉冲描述字，是指由雷达信号特征参数码及各种控制脉冲组成的描述雷达信号的综合数据码，是以指定长度、指定格式、指定位含义构成的数字形式的序列［1～4］。不同侦察设备测得的PDW内容和格式可能不完全一样。但是总体上来说PDW流的形式为

其中DOA为雷达脉冲到达方位；RF为雷达脉冲的载频；TOA为雷达脉冲的到达时间；PW为雷达脉冲的脉宽；PA为雷达脉冲的脉幅；i为侦察设备侦测到雷达脉冲时间先后顺序的序号［5］。

PDW数据关联方法就是利用各侦察设备分选后得到PDW流作为关联基本单元，来完成雷达目标的关联。常用的PDW信息关联方法是对各个侦察节点采集的PDW信号进行脉冲特征提取，然后利用提取的脉冲族特征信息进行多侦察节点目标关联［6～12］，如图1所示。

图1 常用PDW数据关联方法

在数据关联过程中，脉冲特征提取容易产生误差，尤其是提取复杂信号的脉冲特征时甚至会出现错误，这样会直接导致数据关联不准确［13～17］。为减小因为脉冲特征提取误差带来的影响，提出了新的PDW数据关联法。

3 新的PDW数据关联方法

同部雷达信号具有关联性和不同雷达信号具有差异性，侦察设备通常利用载频、脉宽、重复间隔、方位等参数建立跟踪通道进行分选，根据不同的跟踪通道从复杂交错的信号流中分离出每一部雷达的脉冲［18～21］。分选后得到的每一组PDW流对应的就是同一部雷达的脉冲，这组PDW流也称之为脉冲族。即属于同一部雷达的PDW。也就是说不同雷达目标的PDW其跟踪通道在载频、脉宽、重复间隔、方位等参数上会有所区别。新的PDW数据关联方法是以一个侦察设备侦收的PDW数据来建立跟踪通道表，即一个脉冲族建立一个跟踪通道，通过判断其他设备采集的脉冲族（PDW）是否在跟踪通道内来进行目标关联，如图2所示。

图2 新的PDW数据关联方法

首先就要在各侦察设备中实时采集PDW。每个雷达目标一般采集两个以上脉冲群数据，有时甚至多个脉冲群。然后根据其中一个侦察设备采集的PDW，建立跟踪通道表。每一组脉冲族对应一个跟踪通道，从脉冲族中提取目标参数特征值，包括载频范围、脉宽范围、重复间隔范围，作为跟踪通道的标准，并合理设置一定的容差范围。然后进行跟踪通道的判断，将其他侦察设备采集的脉冲族依次与跟踪通道表中所有跟踪通道进行判断，如果符合其中一个跟踪通道标准，则说明这个目标信号与该跟踪通道对应的目标信号相关联，为同一目标；如果不符合，则说明这两个目标信号不相关。如果其他侦察设备采集的一组脉冲族，不符合任意一个跟踪通道标准，则说明跟踪通道表中没有这批目标，需要根据这组脉冲族建立一个新的跟踪通道。

4 建立跟踪通道

在PDW数据关联过程中，建立跟踪通道，是进行目标数据关联的基础。一个PDW流对应一个跟踪通道。跟踪通道标准是从PDW流中提取出载频、脉宽、重复间隔的范围值。即载频的最小值fmin和最大值 fmax，脉冲宽度的最小值PWmin和最大值PWmax，重复间隔的最小值PRImin和最大值PRImax。其中重复间隔计算方法是相邻两个脉冲之间的到达时间之差。而上一个脉冲群的最后一个脉冲与下一个脉冲群的第一个脉冲到达时间之差除外。

在确定跟踪通道标准时，还需考虑各侦察装备测量精度对侦测的参数值的影响以及信号自身特点，因此需设置一定的容差。假设各参数容差分别为 Δf、ΔPW 、ΔPRI，跟踪通道标准为。则

如果侦察设备采集了n个PDW流，则需建立n个跟踪通道。

5 跟踪通道的判断

建立跟踪通道后，则将其他侦察设备采集的PDW流依次和所有跟踪通道进行判断，判断PDW流是否属于其中一个跟踪通道。判断的方法是依次将PDW流中的每个PDW与跟踪通道标准进行比较，统计PDW流中符合该跟踪通道标准的PDW的个数。假设侦察设备采集的一个PDW流是表示PDW流中PDW的个数，i表示当前参与比对的PDW的序号，n表示符合跟踪通道标准的PDW的个数。如图3所示。首先进行第一个PDW信号与跟踪通道标准比较，首先判断其载频是否在[f1,f2]范围之内。如果不在范围之内，则说明这个PDW不符合跟踪通道标准，直接进行下一个PDW的比较。如果在范围之内，则继续判断其脉宽是否在范围之内。如果脉宽不在范围之内，则说明这个PDW不符合跟踪通道标准，直接进行下一个PDW的比较。如果脉宽在范围之内，则继续判断其重复间隔是否在范围之内。在进行重复间隔判断时，一族脉冲族中的第一个脉冲没有PRI值，因此，第一个脉冲不比较PRI值。如果重复间隔不在范围之内，则说明这个PDW不符合跟踪通道标准，直接进行下一个PDW的比较。如果重复间隔在范围之内，则说明这个PDW符合跟踪通道标准，符合关联标准的PDW的个数n为1，然后依次进行后面PDW的比较，比较方法相同，如果载频、脉宽、重复间隔都符合跟踪通道标准，则将n加1，直到所有PDW都比较完成。最后计算符合跟踪通道标准PDW个数n与PDW流中所有脉冲的个数N的比值C，即：

图3 跟踪通道判断方法

设置一个门限C1，来判断该PDW流是否属于这个跟踪通道。如果C≥C1，则判断该PDW流属于这个跟踪通道，两批目标信号相关联；反之，则判断该PDW流不属于这个跟踪通道，两批目标信号不关联。

6 仿真实验与结果分析

现有二部侦察设备A和B分别侦收到3批目标，侦察设备A侦收到目标信号1、2和3，侦察设备B侦收到目标信号4、5和6。现在采用PDW数据关联法对侦察设备A和B侦收的目标信号进行数据关联。

1）建立跟踪通道表

根据侦察设备A采集的目标1、目标2、目标3的PDW流建立跟踪通道表，每个PDW流建立相应跟踪通道。目标1、2、3的PDW仿真样本分别如表1所示。

表1 目标1、2、3的PDW数据

（1）跟踪通道1

根据目标1的PDW流，提取特征参数。

fmin=6366.30MHz，fmax=6370.00MHz，PWmin=0.8μs，PWmax=1.0μs，PRImin=775.0μs，PRImax=901.0μs。各参数容差分别设置为 Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=1.8μs。跟踪通道1的标准为[f1,f2]=[6 361.30MHz,6375.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[773.20μs,902.80μs] ，[P W1,PW2]=[0 . 7μs,1.1μs] 。

（2）跟踪通道2

根据目标2的PDW流，提取特征参数。

fmin=7847.00MHz，fmax=7854.00MHz，PWmin=1.3μs，PWmax=1.5μs，PRImin=38.3μs，PRImax=39.3μs。各参数容差分别设置为 Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=0.5μs。跟踪通道2的标准为[f1,f2]=[7 8 42.00MHz,7859.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[37.8μs,39.8μs] ，[P W1,PW2]=[1.2μs,1.6μs]。

（3）跟踪通道3

根据目标3的PDW流，提取特征参数。

fmin=8346.00MHz，fmax=8355.00MHz，PWmin=1.0μs，PWmax=1.3μs，PRImin=1180.5μs，PRImax=1209.4μs。各参数容差分别设置为Δf=5MHz，ΔPW=0.1μs，ΔPRI=1.6μs。跟踪通道 3的标 准为[ f1,f2]=[8 3 41.00MHz,8360.00MHz]，[P RI1,PRI2]=[1178.9μs,1211.0μs] ，[P W1,PW2]=[0 . 9μs,1.4μs] 。

建立跟踪通道表如表2所示。

表2 跟踪通道表

2）跟踪通道判断

将侦察设备B采集的PDW流依次和所有跟踪通道进行判断。侦察设备B采集的目标4、5、6的PDW如表3所示。

表3 目标4、5、6的PDW数据

将PDW流中的每个PDW与通道标准进行比较，统计符合跟踪通道标准的PDW个数n，并计算其与PDW流中脉冲总数的比值C。如表4所示。

表4 跟踪通道判断结果

现在判断目标PDW流是否符合跟踪通道的标准是C1=80%，即当C≥80%，则判断该PDW流属于这个跟踪通道，两批目标信号相关；当C<80%，则判断该PDW流不属于这个跟踪通道，两批目标信号不相关。由表8可知，目标1和目标4信号相关联，为同一目标；目标3和目标6信号相关联，为同一目标。目标2、目标5信号均没有和其他目标信号关联。如果还有其他侦察设备数据要进行关联，需建立目标5的跟踪通道。根据目标5的PDW流，提取特征参数，方法同上。

7 结语

从仿真结果可以看出，采用PDW数据关联方法可以将多部侦察设备送来的目标信号进行准确关联，具有一定可行性。以PDW作为数据关联的基本处理单元，可以让每一部辐射源信号都参与关联处理，可以避免由于侦察设备分选错误引起的错误合批或添批导致的关联错误，可以进一步提高目标信号关联的准确度。