面向脈沖多普勒雷達(dá)的靈巧噪聲干擾方法研究

任麗莉 ， 趙毅寰 ，2， 沈 康 ，2

（1.中國空空導(dǎo)彈研究院 河南 洛陽 471009；2.航空制導(dǎo)武器航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河南 洛陽 471009）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子對抗技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中占據(jù)越來越重要的地位，干擾與抗干擾成為最熱門的研究課題之一?，F(xiàn)代脈沖多普勒雷達(dá)普遍采用相參脈沖、脈沖壓縮、超低副瓣天線、旁瓣對消（SLC）及旁瓣消隱（SLB）等抗干擾技術(shù)，具有時(shí)寬大、帶寬大、天線增益高和副瓣低等特點(diǎn)，能夠大大抑制雜波和非相參干擾[1]。因此，普通的壓制干擾和欺騙式干擾已經(jīng)很難對其產(chǎn)生顯著的干擾效果。

靈巧噪聲是一種新型干擾，它不但具有壓制干擾的特點(diǎn)又具有欺騙干擾的性質(zhì)，筆者采用數(shù)字儲頻（DRFM）技術(shù)，利用卷積調(diào)制的方式建立了靈巧噪聲干擾模型，給出了仿真結(jié)果，并對該噪聲對脈沖多普勒雷達(dá)的干擾效果進(jìn)行了仿真分析。

1 脈沖多普勒雷達(dá)模型

脈沖多普勒雷達(dá)是一種利用多普勒效應(yīng)檢測目標(biāo)信息的脈沖雷達(dá)。這種雷達(dá)為全相參雷達(dá)，不僅具有脈沖雷達(dá)的距離鑒別力和連續(xù)波雷達(dá)的速度鑒別力，而且具有較強(qiáng)的雜波抑制能力，能在較強(qiáng)雜波背景中分辨出動(dòng)目標(biāo)回波。

假設(shè)連續(xù)波多普勒雷達(dá)信號為：

式中A為信號幅度，f0為信號中心頻率。

調(diào)制函數(shù) u（t）為：

則脈沖多普勒雷達(dá)信號數(shù)學(xué)模型可以表示為：

2 靈巧噪聲干擾模型

靈巧噪聲干擾是一種新型干擾，既具有壓制干擾的特點(diǎn)又具有欺騙干擾的性質(zhì)，可以根據(jù)干擾對象和干擾環(huán)境靈活變化，產(chǎn)生與目標(biāo)回波信號非常相似的干擾信號[2]。靈巧噪聲干擾要求比真正的噪聲干擾要更多地了解敵方雷達(dá)的信息，包括敵方雷達(dá)發(fā)射信號的頻率、脈寬、重復(fù)頻率等，不僅在頻域上瞄準(zhǔn)目標(biāo)信號中心頻點(diǎn)，時(shí)域上也與目標(biāo)信號重疊，使能量集中在雷達(dá)信號帶寬內(nèi)，能對雷達(dá)信號起到更好壓制作用，并且大大降低了SLB或SLC抗干擾技術(shù)的性能[4]。它可以根據(jù)不同雷達(dá)信號的結(jié)構(gòu)特征，選擇干擾效果最好、針對性最強(qiáng)的干擾信號樣式，自適應(yīng)地改變干擾信號形式和參數(shù)，以達(dá)到最好干擾效果。

產(chǎn)生靈巧噪聲信號有多種方法，現(xiàn)普遍采用數(shù)字射頻存儲（DRFM）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，其干擾機(jī)組成框圖如圖1所示。

圖1 靈巧噪聲干擾機(jī)組成框圖Fig.1 Composition block diagram of smart noise jamming system

被干擾雷達(dá)的發(fā)射脈沖經(jīng)接收、放大以后，與本振信號混頻，再由A/D采樣形成數(shù)字中頻信號，直接送入數(shù)字射頻存儲器，與經(jīng)過調(diào)制的噪聲信號通過信號合成器形成靈巧噪聲的數(shù)字信號，由D/A轉(zhuǎn)換成中頻模擬信號，然后調(diào)制到原來的頻段，經(jīng)過天線發(fā)射進(jìn)行干擾。

文中靈巧噪聲選用卷積調(diào)制的方法產(chǎn)生，具體方法如下：

假設(shè)噪聲為白噪聲，表達(dá)式為 n（t），通過帶通濾波器 h1（t）濾波后形成窄帶白噪聲 n1（t），經(jīng) Hilbert變換 h2（t）后形成復(fù)信號n2（t），即為所求的調(diào)制信號，其表達(dá)式為

假設(shè)目標(biāo)距離為R，彈目相對速度為v，則雷達(dá)回波信號表達(dá)式

則靈巧噪聲表達(dá)式為

3 仿真試驗(yàn)及其結(jié)果

為了驗(yàn)證靈巧噪聲對脈沖多普勒雷達(dá)的干擾作用，下面對其進(jìn)行仿真試驗(yàn)給出仿真結(jié)果。

雷達(dá)參數(shù)選取如下：脈沖多普勒雷達(dá)的中心頻率f0=15GHz，脈沖重復(fù)頻率 fr=50 kHz，脈沖寬度 Tp=5 μs。

目標(biāo)參數(shù)選取如下：彈目初始距離為20 km，目標(biāo)初始速度為300 m/s，導(dǎo)彈速度為初始速度為700 m/s，干信比為30 dB。

干擾參數(shù)選取如下：參加調(diào)制的信號是均值為0，方差為1的高斯白噪聲，帶寬為1 MHz。

則靈巧噪聲干擾信號頻譜如圖2所示。

圖2 靈巧噪聲頻譜圖Fig.2 Spectrum of smart noise jamming

假設(shè)目標(biāo)和導(dǎo)彈對飛，且為勻速運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)+靈巧噪聲干擾在時(shí)域和頻域上仿真結(jié)果如圖3、圖4所示。

圖3 目標(biāo)+靈巧噪聲干擾時(shí)域圖Fig.3 Time domain figure of target and smart noise jamming

圖4 目標(biāo)+靈巧噪聲干擾頻域圖Fig.4 Frequency domain figure of target and smart noise jamming

通過圖3、圖4可以看出，靈巧噪聲信號在時(shí)域上完全與目標(biāo)回波信號重疊，使干擾能量更加集中的疊加在目標(biāo)信號上；頻域上完全覆蓋目標(biāo)信號中心頻率，干擾信號由幅度隨機(jī)起伏的脈沖組成，有著與噪聲干擾相似的不確定性，形成密集的假目標(biāo)信號，對目標(biāo)信號起到了良好的壓制作用。

接收機(jī)所獲能量仿真結(jié)果如圖5所示。

圖5 接收機(jī)所獲能量仿真圖Fig.5 Simulation results of receiver energy

通過圖5可以看出干擾信號能量完全覆蓋目標(biāo)信號，在加入干擾信號后，脈沖多普勒雷達(dá)完全被靈巧噪聲干擾，達(dá)到了良好的干擾效果。

4 結(jié)束語

文中主要研究了靈巧噪聲干擾形成原理，利用卷積調(diào)制方式建立數(shù)學(xué)模型，以脈沖多普勒雷達(dá)為對象進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，靈巧噪聲干擾不僅能夠像噪聲干擾一樣在頻域上對雷達(dá)信號起到壓制作用，還被調(diào)制在時(shí)域上具有了欺騙干擾的性質(zhì)，對脈沖多普勒雷達(dá)信號具有顯著的干擾效果。

[1]周義建，張劍云，賀平.一種雷達(dá)干擾技術(shù)——靈巧噪聲干擾[J].雷達(dá)與對抗， 2002（1）:12-16.

ZHOU Yi-jian，ZHANG Jian-yun，HE Ping.A kind of radar jamming-smart noise jamming[J].Radar&Ecm，2002（1）:12-16.

[2]徐曉陽，包亞先，周宏宇.基于卷積調(diào)制的靈巧噪聲干擾技術(shù)[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2007，29（5）:28-31.

XU Xiao-yang，BAO Ya-xian，ZHOU Hong-yu.Technology of smart noise jamming based on convolution modulation[J].Modern Radar，2007，29（5）:28-31.

[3]周政，唐宏，張永順，等.基于時(shí)域采樣的靈巧噪聲干擾研究[J].現(xiàn)代雷達(dá)， 2010， 32（5）:53-55.

ZHOU Zheng，TANG Hong，ZHANG Yong-shun，et al.A study on smart noise jamming based on time domain sampling[J].Modern Radar，2010，32（5）:53-55.

[4]欒林.靈巧噪聲干擾的建模仿真研究[D].西安:西安電子科技大學(xué)，2009.

[5]趙國慶.雷達(dá)對抗原理[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，1999.

[6]張冰，李軍，劉懷國.脈沖多普勒雷達(dá)干擾技術(shù)研究[J].華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，14（6）:23-27.

ZHANG Bing，LI Jun，LIU Huai-guo.Study on jamming technology of Pulse-Doppler radar[J].Journal of East China Shipbuilding Institute，2000，14（6）:23-27.