基于函數(shù)調(diào)相的二相編碼脈沖壓縮雷達(dá)靈巧干擾方法

宮 健，肖 宇，周 政

(1.西安電子科技大學(xué)，西安 710071；2.空軍工程大學(xué)，西安 710051）

基于函數(shù)調(diào)相的二相編碼脈沖壓縮雷達(dá)靈巧干擾方法

宮 健1，2，肖 宇2，周 政2

(1.西安電子科技大學(xué)，西安 710071；2.空軍工程大學(xué)，西安 710051）

為滿足復(fù)雜電磁環(huán)境下軍事作戰(zhàn)需求，針對(duì)二相編碼脈沖壓縮體制雷達(dá)，設(shè)計(jì)了基于視頻函數(shù)調(diào)相原理的一種靈巧噪聲干擾。建立了二相編碼脈沖壓縮雷達(dá)的模型，對(duì)正弦函數(shù)調(diào)相靈巧干擾的效果進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明干擾信號(hào)經(jīng)脈壓網(wǎng)絡(luò)處理后在目標(biāo)回波前后一定距離范圍內(nèi)形成了假目標(biāo)群。

函數(shù)調(diào)相；二相編碼；脈沖壓縮；靈巧干擾；雷達(dá)干擾

0 引 言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中圍繞雷達(dá)的電子干擾與反干擾斗爭(zhēng)從來(lái)沒(méi)有停止,而且在矛盾斗爭(zhēng)中不斷發(fā)展。目前,具有大時(shí)寬帶寬積和復(fù)雜脈內(nèi)調(diào)制規(guī)律的脈沖壓縮波形的廣泛應(yīng)用,不僅給實(shí)時(shí)電子偵察帶來(lái)了困難［1］,而且使傳統(tǒng)干擾信號(hào)無(wú)法獲得匹配處理增益,難以達(dá)到干擾目的［2-3］。

靈巧干擾正是在脈沖壓縮波形等新技術(shù)廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)噪聲干擾和欺騙干擾的有效性受到挑戰(zhàn)的背景下提出的。靈巧干擾同時(shí)具有壓制干擾和欺騙干擾的特點(diǎn),這種干擾是通過(guò)在雷達(dá)中心頻率附近發(fā)射許多在時(shí)域上與真實(shí)目標(biāo)回波重疊,并且覆蓋住目標(biāo)回波噪聲的猝發(fā)脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的［4-6］。

因此,開(kāi)展對(duì)二相編碼脈沖壓縮雷達(dá)的靈巧噪聲干擾研究,有利于解決新型電子對(duì)抗系統(tǒng)探索和設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題,具有重要的理論價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。

1 二相編碼脈沖壓縮原理

1.1 二相編碼信號(hào)及頻譜

二相編碼脈沖信號(hào)的復(fù)數(shù)表達(dá)式為

其中：

式中：u(t)為信號(hào)的復(fù)包絡(luò)；τ為子脈沖寬度；N為子脈沖個(gè)數(shù)；T=Nτ是編碼脈沖脈寬；φ(t)∈﹛φn=0,π﹜為相位調(diào)制函數(shù)；f0為信號(hào)載頻。

為了分析二相編碼信號(hào)頻譜,式(2)變換為

對(duì)式(3)進(jìn)行Fourier變換可得

1.2 二相編碼信號(hào)匹配相關(guān)

對(duì)于相位編碼信號(hào)來(lái)說(shuō),從時(shí)域相關(guān)的角度來(lái)分析更為簡(jiǎn)單和直觀。當(dāng)多普勒頻率估值=fd,相關(guān)器輸出的二相編碼信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為［7-8］

式中：χ1(td,0)是子脈沖的自相關(guān)函數(shù),并且

χ2(mτ,0)是歸一化偽隨機(jī)序列的非周期自相關(guān)函數(shù)。

2 正弦函數(shù)調(diào)相靈巧干擾建模

二相編碼脈沖信號(hào)通過(guò)使用二元偽隨機(jī)序列對(duì)單載頻脈沖進(jìn)行相位調(diào)制形成脈內(nèi)相干信號(hào),因此可以考慮通過(guò)直接改變二相編碼信號(hào)內(nèi)部的相位關(guān)系來(lái)形成干擾信號(hào)。

2.1 調(diào)相基本原理

假設(shè)干擾機(jī)接收到的回波信號(hào)已變?yōu)榱阒蓄l信號(hào)u(t),則干擾信號(hào)的表達(dá)式為

從式(7)可以看出,調(diào)相干擾信號(hào)實(shí)際是回波信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的乘積調(diào)制。根據(jù)φj(t)的不同,可以獲得不同的調(diào)相干擾信號(hào)。

2.2 正弦函數(shù)調(diào)相模型

正弦調(diào)相的附加相移φj(n)為

式中：b為相移函數(shù)幅值；fb為相位變化速率。正弦調(diào)相干擾信號(hào)為

假設(shè)式(9)卷積式的第二項(xiàng)為

借助于Bessel函數(shù)展開(kāi)式可得［7］

3 正弦函數(shù)調(diào)相靈巧干擾仿真

根據(jù)Bessel曲線的特點(diǎn)可知,b越大,正弦調(diào)相波的倍頻分量越豐富,因此主要研究b≥1時(shí)的情況。取13×13組合巴克碼編碼格式,設(shè)仿真條件中b取為10,fb為3 KHz,則二相編碼信號(hào)的時(shí)域圖、幅頻譜及正弦函數(shù)調(diào)相干擾的效果圖仿真分別如圖1～2所示。

圖1 13×13組合巴克碼時(shí)域信號(hào)和頻譜

圖2 正弦函數(shù)調(diào)相靈巧干擾效果

4 結(jié) 論

根據(jù)上面建立的模型和仿真的結(jié)果可以得出如下結(jié)論：(1)正弦調(diào)相干擾可以獲得幅度、位置較為均勻的假目標(biāo)群,干擾功率利用效率較高；(2)干擾信號(hào)參數(shù)直接決定了實(shí)施有效干擾所需的干擾功率和假目標(biāo)的逼真程度,實(shí)施干擾必須選取合適的干擾信號(hào)參數(shù)；(3)通過(guò)選擇不同的調(diào)相函數(shù)可以改變靈巧噪聲干擾的干擾效果,實(shí)現(xiàn)多樣化干擾；(4)相對(duì)于回波信號(hào),干擾信號(hào)需要有合適的時(shí)間延遲使假目標(biāo)與真實(shí)目標(biāo)處于不同位置,防止假目標(biāo)與真實(shí)目標(biāo)疊加而提高信干比。

［1］Schleher D C.Electronic Warfare in the Information Age［M］.American：Artech House,1998：196-223.

［2］Stott G F.Digital Modulation for Radar Jamming［C］// IEE Colloquium on Signal Processing in Electronic Warfare,1994.

［3］Madni A M.Multiple Deception Jamming Techniques U-sing Digitally Controlled,Solid-State Phase Shifters［C］// IEEE NTCˊ95,Microwave Systems Conference,1995：57 -60.

［4］施來(lái)赫D C.信息時(shí)代的電子戰(zhàn)［M］.北京：信息產(chǎn)業(yè)部電子第二十九研究所,電子對(duì)抗國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 2000.

［5］Baumela L,Maravall D.Real-Time Target TracKing［J］. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine,1995, 10(7)：4-7.

［6］Griiffths H D.New Ideas in FM Radar［J］.Electronics& Communication Engineering Journal,1990,2(5)：185-194.

［7］周政.脈沖壓縮雷達(dá)靈巧干擾樣式研究［D］.西安：空軍工程大學(xué),2009.

［8］王雪松,肖順平,馮德軍,等.現(xiàn)代雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模與仿真［M］.北京：電子工業(yè)出版社,2010.

Smart Jamm ing Method for Binary Phase Coded Pulse Compression Radar Based on Function Modulation Phase

Gong Jian1,2,Xiao Yu2,Zhou Zheng2
(1.Xidian University,Xi'an 710071,China；2.Air Force Engineering University,Xi'an 710051,China)

In order tomeet the demand ofmilitary operations under complex electromagnetic enviroment,a Kind of smart noise jamming based on video function modulation principle is designed for binary phase coded pulse compression radar.The binary phase coded pulse compression radar model is established,and the sine function modulation results are simulated.The results show that the jamming signal after dealing with the processing of pulse compression networK,false target group are formed before and after the target echo in a certain distance range.

function modulation phase；binary phase coding；pulse compression；smart jamming；radar jamming

TN974

A

1673-5048(2015)03-0031-02

2014-09-24

航空科學(xué)基金資助項(xiàng)目（20130196001）

宮健（1984-），男，博士研究生，講師，研究方向?yàn)槔走_(dá)電子戰(zhàn)及信號(hào)處理。