對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)的三種干擾樣式的研究

何 暖，盛驥松

（船舶重工集團(tuán)公司723所，揚(yáng)州 225001）

0 引 言

線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)在軍事上的作用越來(lái)越突出，在軍事領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如目標(biāo)分類(lèi)、辨識(shí)和戰(zhàn)場(chǎng)上的敵我識(shí)別以及精確武器制導(dǎo)等［1］。在我方加強(qiáng)研制與利用線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)的同時(shí)，也迫切需要及時(shí)開(kāi)展和加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行干擾的研究工作，以削弱敵方在電子戰(zhàn)時(shí)使用線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)進(jìn)行作戰(zhàn)的能力。本文主要研究了對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)的方波調(diào)制干擾、前沿循環(huán)復(fù)制干擾、前沿循環(huán)復(fù)制加隨機(jī)方波調(diào)制干擾3種干擾樣式對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)的干擾效果。

1 線(xiàn)性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)分析

脈沖壓縮雷達(dá)發(fā)射時(shí)采用寬脈沖發(fā)射以提高發(fā)射的平均功率，保證足夠大的作用距離，接收時(shí)采用相應(yīng)的脈沖壓縮算法獲得窄脈沖，以提高距離分辨率，這樣就可以較好地解決雷達(dá)作用距離與距離分辨率之間的矛盾［2-3］。線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)經(jīng)常應(yīng)用于脈沖壓縮雷達(dá)。線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

用Matlab仿真某線(xiàn)性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)S（t），其時(shí)域和頻域波形見(jiàn)圖1。

該信號(hào)參數(shù)為：脈寬B為10μs；帶寬T為10MHz；調(diào)頻斜率K為B／T；載波頻率fc＝5×106Hz。

圖1 線(xiàn)性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)時(shí)域／頻域圖

線(xiàn)性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)接收時(shí)采用匹配濾波器壓縮脈沖。信號(hào)s（t）的匹配濾波器的時(shí)域脈沖響應(yīng)為：

t0是使濾波器物理可實(shí)現(xiàn)所附加的時(shí)延。理論分析時(shí)，可令t0＝0，則有：

用Matlab仿真線(xiàn)性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)s（t）經(jīng)過(guò)匹配濾波器后的波型，見(jiàn)圖2。

圖2 線(xiàn)性調(diào)頻脈壓信號(hào)

2 對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)的規(guī)則調(diào)制干擾

為了對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)進(jìn)行干擾，干擾機(jī)可對(duì)截獲的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行規(guī)則方波調(diào)制和隨機(jī)方波調(diào)制。

2.1 仿真結(jié)果

方波調(diào)制干擾效果見(jiàn)圖3～圖10。

圖3 規(guī)則方波（方波周期為T(mén)／5）調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)

圖3所示信號(hào)經(jīng)匹配濾波器進(jìn)行脈沖壓縮后的波形和未調(diào)制前的脈壓信號(hào)對(duì)比圖見(jiàn)圖4、圖5。

圖4 規(guī)則方波調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓信號(hào)

圖5 規(guī)則方波 （方波周期為T(mén)／5）調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)（放大）

方波周期為T(mén)／20時(shí)，方波調(diào)制線(xiàn)形調(diào)頻信號(hào)見(jiàn)圖6，干擾效果圖見(jiàn)圖7、圖8。

圖6 規(guī)則方波（方波周期為T(mén)／20）調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)

圖7 規(guī)則方波 （方波周期為T(mén)／20）調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓信號(hào)

圖8 規(guī)則方波 （方波周期為T(mén)／20）調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓信號(hào)（放大）

2.2 干擾效果分析

規(guī)則方波調(diào)制干擾信號(hào)脈沖壓縮后，主峰脈寬幾乎不變，但幅度降低，主峰兩側(cè)各出現(xiàn)一個(gè)明顯的副瓣，可對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)形成距離欺騙的干擾效果，但缺點(diǎn)是不能掩蓋真實(shí)目標(biāo)。

圖9 隨機(jī)方波（重頻隨機(jī)）調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)

圖10 隨機(jī)方波調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓信號(hào)（放大）

將規(guī)則調(diào)制方波頻率逐漸增大進(jìn)行多次仿真（本文只列出方波周期為T(mén)／5，T／20的仿真圖）發(fā)現(xiàn)，隨著調(diào)制方波頻率的增加，方波調(diào)制后的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)的副瓣距離主瓣越來(lái)越遠(yuǎn)，且幅度隨調(diào)制方波的頻率增加有所降低。

隨機(jī)方波調(diào)制干擾信號(hào)脈沖壓縮后，主峰脈寬幾乎不變，幅度降低，主峰兩側(cè)旁瓣結(jié)構(gòu)不規(guī)則惡化，該干擾樣式可對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)形成遮蓋壓制或者距離欺騙。

3 對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)的前沿循環(huán)復(fù)制干擾

為了對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)進(jìn)行干擾，干擾機(jī)可對(duì)截獲的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行前沿循環(huán)復(fù)制。

3.1 仿真結(jié)果

線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)s（t）的前沿循環(huán)復(fù)制干擾仿真圖見(jiàn)圖11～圖14。

3.2 干擾效果分析

圖11 線(xiàn)性調(diào)頻的前沿循環(huán)復(fù)制信號(hào)（前沿長(zhǎng)度為T(mén)／10）

圖12 線(xiàn)性調(diào)頻的前沿循環(huán)復(fù)制脈壓信號(hào)（前沿長(zhǎng)度為T(mén)／10）

圖13 線(xiàn)性調(diào)頻的前沿循環(huán)復(fù)制脈壓信號(hào)（前沿長(zhǎng)度為T(mén)／5）

對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行前沿循環(huán)復(fù)制、脈壓后會(huì)形成距離假目標(biāo)。仿真結(jié)果顯示，原線(xiàn)性調(diào)頻脈壓信號(hào)的功率幾乎平均分散到各目標(biāo)中。各假目標(biāo)主瓣寬度大于原來(lái)脈壓信號(hào)寬度，目標(biāo)的個(gè)數(shù)等于所復(fù)制的線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)前沿的個(gè)數(shù)N。

圖14 線(xiàn)性調(diào)頻的前沿循環(huán)復(fù)制脈壓信號(hào)（前沿長(zhǎng)度為T(mén)／25）

4 對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)的前沿循環(huán)復(fù)制加隨機(jī)方波調(diào)制干擾

4.1 仿真結(jié)果

干擾機(jī)對(duì)截獲的線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行前沿循環(huán)復(fù)制，然后再進(jìn)行隨機(jī)方波調(diào)制，干擾仿真圖見(jiàn)圖15～圖16。

圖15 線(xiàn)性調(diào)頻的前沿循環(huán)復(fù)制加隨機(jī)方波調(diào)制信號(hào)（前沿長(zhǎng)度為T(mén)／10）

4.2 干擾效果分析

對(duì)線(xiàn)形調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行前沿循環(huán)復(fù)制后，再進(jìn)行隨機(jī)方波調(diào)制，脈壓后會(huì)形成脈寬和距離不規(guī)則的多個(gè)目標(biāo)信號(hào)，干擾效果明顯。

5 結(jié)束語(yǔ)

圖16 線(xiàn)性調(diào)頻的前沿循環(huán)復(fù)制加隨機(jī)方波調(diào)制脈壓信號(hào) （前沿長(zhǎng)度為T(mén)／10）

利用不同的干擾樣式可達(dá)到對(duì)削弱敵方在電子戰(zhàn)時(shí)使用線(xiàn)性調(diào)頻脈壓雷達(dá)進(jìn)行作戰(zhàn)的能力的不同效果。本文研究了對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)信號(hào)的3種干擾樣式：方波調(diào)制干擾、前沿循環(huán)復(fù)制干擾、前沿循環(huán)復(fù)制后再進(jìn)行隨機(jī)方波調(diào)制的干擾，仿真并分析了3種干擾樣式干擾效果的特點(diǎn)。實(shí)際作戰(zhàn)時(shí)，可以根據(jù)需要采取合理的方波調(diào)制參數(shù)、前沿復(fù)制參數(shù)，形成對(duì)敵方雷達(dá)的有效干擾。

［1］ 周一宇.電子戰(zhàn)原理與技術(shù)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999.

［2］ Mahafza Bassem R，Elsherbeni Atef Z.雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)MATLAB仿真［M］.朱富國(guó)譯.北京：電子工業(yè)出版社，2009.

［3］ 羅軍輝，羅勇江，白義臣，龐娜.MATLAB 7.0在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.