淺談雷達射頻干擾抑制

張寧　陳若宇

摘 要：雷達通信中存在著各種射頻信號的干擾，嚴重影響了對目標(biāo)信號的檢測。本文主要介紹了雷達射頻干擾產(chǎn)生的原因及其分類，提出了利用包絡(luò)濾波法抑制干擾，檢測目標(biāo)信號的原理和方法，并通過實驗仿真進行了驗證分析。

關(guān)鍵詞：雷達；干擾抑制；包絡(luò)濾波；目標(biāo)信號

1 引言

無線通信都會伴隨著各種干擾，在軍民領(lǐng)域均獲得廣泛應(yīng)用的無線技術(shù)雷達也一直受著各種射頻干擾，雷達的干擾抑制能力是衡量雷達質(zhì)量的一個關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，增強雷達的干擾抑制能力現(xiàn)在已成為雷達領(lǐng)域研究的一個熱點問題。雷達干擾抑制的目的是確保雷達正常工作，從疊加信號中分離出目標(biāo)信號，從而獲得有用信息。[1，2]雷達干擾抑制技術(shù)就是要求保證己方巧妙運用信號頻譜消弱電子干擾所運用的各種方法。

2 雷達干擾的分類

射頻干擾指非人為的各種電磁干擾，是常見的一種雷達干擾，現(xiàn)實中射頻干擾源很多，如各種通訊基站、設(shè)備、電臺、無線電視信號等。干擾的基本原因是干擾波的頻譜與雷達信號頻譜存在著重疊。[3]大部分時候，射頻干擾信號的功率比雜波和白噪聲強。造成雷達干擾的原因很多，但其主要分為以下四類：（1）按照干擾信號作用的原理分：重疊性干擾：指雷達接收機收到的雷達信號中，目標(biāo)回波與干擾信號混疊在一起，是雷達難以從中提取出有用信息。欺騙性干擾：指雷達接受到的目標(biāo)回波信號與干擾信號不容易區(qū)分，造成混亂，雷達難以辨別需要的信息。（2）按照干擾的人為因素分：有意干擾：由人為特意產(chǎn)生的干擾。無意干擾：由自然界或其它因素?zé)o意識產(chǎn)生的干擾。（3）按照干擾能量的來源分：有源干擾：其干擾信號是由其它輻射源產(chǎn)生的。無源干擾：其干擾能量是由非目標(biāo)的物體對雷達照射信號的散射產(chǎn)生的。（4）按照雷達，目標(biāo)以及干擾源的相對空間位置分：

近距離干擾，遠距離支援干擾，自衛(wèi)干擾，隨隊干擾等。

3 包絡(luò)濾波抗干擾技術(shù)

3.1 干擾抑制原理

雷達接收信號為：

X（t）=S（t）+J（t）+n（t）=Aexp（j（2πfct+Φs））+Ujexp[j（wjt+2πKFM ）]+n（t）（3.1）

S（t）為目標(biāo)回波信號，J（t）為射頻干擾信號，n（t）為π雷達接收機白噪聲。雷達信號處理的過程是：信號經(jīng)兩次下變頻成為中頻信號，再利用A/D變換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后經(jīng)過正交解調(diào)，變成兩路I/Q正交信號，調(diào)頻干擾抑制原理。

經(jīng)正交解調(diào)后合成的復(fù)數(shù)信號為

其中ri（t）為I路信號分量，rQ（t）為Q路信號分量上式中參數(shù)A為回波信號振幅，φS（t）為回撥信號相位的瞬時值，Uj干擾噪聲振幅，φj（t）為噪聲相位瞬時值，干擾抑制原理圖如下：

最大限度的利用I路信號，從I和Q兩路正交信號中得到解調(diào)信號的包絡(luò)和相位瞬時值，將包絡(luò)序列通過頻域門限濾波器除掉目標(biāo)回波信號和雷達內(nèi)部白噪聲成分，分離出干擾信號的包絡(luò)，利用分離出的干擾信號的包絡(luò)和相位瞬時值序列重構(gòu)獲得同相的干擾信號，然后將干擾信號從I路放大信號中消去從而獲得目標(biāo)回波信號，最后再經(jīng)整波運算，提高目標(biāo)回波信號的精度。真實環(huán)境中噪聲調(diào)頻干擾信號振幅比目標(biāo)回波信號大很多，這樣混疊信號的頻域目標(biāo)信號被干擾信號幾乎完全淹沒，所以可以利用門限濾波器，濾除目標(biāo)回波信號和白噪聲，得到干擾信號的包絡(luò)。

3.2 實驗仿真與分析

仿真條件：取樣頻率：30.6KHz，取樣點數(shù)：256，回波信號頻率：10KHz，干擾信號中心頻率：9KHz，調(diào)頻斜率：4KHz。通過仿真分析幾種不同的干擾抑制技術(shù)的抑制能力發(fā)現(xiàn)，在 信噪比（SNR）一定情況下，當(dāng)干信比較小時直接變換法，得到的回波信號頻率與其真實頻域相差小，這是因為當(dāng)干信比較小時，目標(biāo)信號頻譜比噪聲信號頻域大很多，因此能夠很容易的分離出目標(biāo)回波信號。而當(dāng)干信比達到一定程度后，噪聲可以完全淹沒目標(biāo)回波信號，這時直接法就不能夠可靠的檢測出目標(biāo)信號，概率曲線迅速降低。實驗發(fā)映出，相關(guān)運算法效果也不理想，干信比達到一定大小后，該方法也不能有效的檢測出回波信號。而在相同的條件下，包絡(luò)濾波法性能就好很多，完全可以滿足實際需求。濾波后相關(guān)法通過相關(guān)運算將包絡(luò)濾波后還存在的噪聲抑制從而將信號檢測出來，效果也還不錯。

4 總結(jié)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，雷達在軍用及民用領(lǐng)域均獲得了廣泛應(yīng)用，當(dāng)前，由于各種通信活動繁多導(dǎo)致電磁環(huán)境復(fù)雜，雷達通信經(jīng)常會受到各種射頻干擾，抗干擾能力已成為衡量雷達質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。本文通過分析雷達的射頻干擾，利用包絡(luò)濾波法來抑制干擾，檢測目標(biāo)信號，且取得了較好的效果，希望本文闡述的方法能夠?qū)こ虘?yīng)用提供些借鑒。

[參考文獻]

[1]聶紅霞，婁亮，陳利鋒.雷達電子抗干擾技術(shù)[J].現(xiàn)代導(dǎo)航，2012，06：433-437

[2]聶紅霞.雷達抗干擾效能評估方法探討[J].艦船電子工程，2013，04：75-77.

[3]胡中澤，曹菲，喬術(shù)旗，那熙宇.雷達抗干擾性能的評估模型研究[J]. 電子設(shè)計工程，2012，24：134-136.