SMSP干擾樣式改進(jìn)及效果分析

李圣衍，郭 波

(南京電子技術(shù)研究所，江蘇 南京 210039)

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SMSP干擾樣式改進(jìn)及效果分析

李圣衍，郭 波

(南京電子技術(shù)研究所，江蘇 南京 210039)

SMSP是一種針對(duì)線性調(diào)頻信號(hào)的新的干擾樣式。首先回顧SMSP的原理，然后提出改進(jìn)的方法及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。改進(jìn)后的樣式可以獲得雷達(dá)處理增益，對(duì)脈間跳頻信號(hào)的干擾有很好的效果。最后給出了仿真結(jié)果。

SMSP干擾；脈間跳頻；準(zhǔn)相參密集假目標(biāo)；調(diào)頻斜率

0 引言

SMSP干擾干擾是Sparrow 等人在2007年提出的一種專門用于干擾脈沖壓縮雷達(dá)的新型干擾。該類干擾是干擾機(jī)對(duì)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制和轉(zhuǎn)發(fā)，因此可在雷達(dá)端產(chǎn)生密集的假目標(biāo)，給雷達(dá)真實(shí)目標(biāo)檢測(cè)造成困難。但該樣式產(chǎn)生的假目標(biāo)和雷達(dá)回波是失配的，所以需要較大的干擾功率才能壓制雷達(dá)回波信號(hào)，是一種典型的非相參假目標(biāo)產(chǎn)生技術(shù)。而如果在對(duì)特定目標(biāo)實(shí)施干擾前能夠獲得雷達(dá)信號(hào)的脈內(nèi)特征，則可以重構(gòu)該信號(hào)，產(chǎn)生準(zhǔn)相參密集假目標(biāo)，對(duì)于脈間跳頻的LFM信號(hào)具有較好的干擾效果。

1 干擾產(chǎn)生原理[1-2]

雷達(dá)發(fā)射信號(hào)形式為LFM信號(hào)，其包絡(luò)形式為：

(1)

式中，f0為中心頻率，k=B/T為信號(hào)的調(diào)頻斜率，B為信號(hào)帶寬，T為信號(hào)脈沖寬度。待處理的信號(hào)都需要經(jīng)過A/D采樣轉(zhuǎn)換成離散形式，雷達(dá)信號(hào)又表示為：

(2)

式中，Ts為采樣時(shí)間，n=T/TS為采樣點(diǎn)。

SMSP干擾產(chǎn)生過程如下：

1)干擾機(jī)接收雷達(dá)模擬信號(hào)，再通過混頻器下變頻將雷達(dá)信號(hào)的中心頻率轉(zhuǎn)換到0，將雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)；

2)將轉(zhuǎn)換的雷達(dá)中頻信號(hào)(模擬信號(hào))以時(shí)鐘“l(fā)”送入A/D轉(zhuǎn)換器中；

3)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)保持、傳輸門、移位寄存器等處理之后再以時(shí)鐘“ml”經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；

4)重復(fù)步驟2)和3)m次；

5)將產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過混頻器上變頻，將干擾的中心頻率轉(zhuǎn)換到雷達(dá)信號(hào)的中心頻率處。

由SMSP干擾的產(chǎn)生過程可知，由于時(shí)鐘的變換，干擾信號(hào)送入儲(chǔ)存器和送出儲(chǔ)存器的頻率是不同的，導(dǎo)致了干擾的調(diào)頻斜率是雷達(dá)信號(hào)調(diào)頻斜率的m倍。當(dāng)干擾功率較大時(shí)，SMSP干擾可在雷達(dá)接收方產(chǎn)生大量的假目標(biāo)，以覆蓋住真實(shí)目標(biāo)。假設(shè)SMSP干擾由m個(gè)相同的脈沖組成，每個(gè)脈沖均為線性調(diào)頻脈沖，單個(gè)脈沖可表示為:

(3)

iT/m≤t≤(i+1)T/m,i=0,1,…,m-1

式中，Aj和k′分別為干擾的幅度和調(diào)頻斜率，且k′=mk。可見干擾在時(shí)域和頻域上是和雷達(dá)信號(hào)完全重疊的，且干擾的初始頻率和雷達(dá)信號(hào)相同。其離散表達(dá)式為：

(4)

iT/m≤t≤(i+1)T/m

所以SMSP的表達(dá)式為：

(5)

2 改進(jìn)方法

從SMSP的產(chǎn)生原理可知，干擾信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)特征是不同的，只有采用較大的干擾功率才能壓制目標(biāo)回波。但如果通過ELINT系統(tǒng)[3]提前獲得雷達(dá)的脈內(nèi)特征，在執(zhí)行干擾任務(wù)時(shí)，可以首先產(chǎn)生該基帶信號(hào)，然后和實(shí)時(shí)采集的樣本相乘，這樣可以形成準(zhǔn)相參假目標(biāo)，該假目標(biāo)和目標(biāo)回波的匹配性較好，同時(shí)實(shí)現(xiàn)瞄頻的功能。

具體做法如下：利用情報(bào)信息，提取雷達(dá)波形參數(shù)，F(xiàn)PGA中產(chǎn)生基帶波形數(shù)據(jù)，然后通過DRFM截取一小段雷達(dá)信號(hào)樣本，該樣本數(shù)據(jù)和基帶數(shù)據(jù)相乘，這樣干擾信號(hào)既具有雷達(dá)信號(hào)的頻率特性也有雷達(dá)信號(hào)的脈內(nèi)特性。當(dāng)干擾需要覆蓋一定的距離段時(shí)，相乘后的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行連續(xù)密集轉(zhuǎn)發(fā)，形成密集假目標(biāo)。為了對(duì)付雷達(dá)的前沿跟蹤，針對(duì)LFM信號(hào)，需要加多普勒移頻，這樣雷達(dá)進(jìn)行脈壓時(shí)干擾信號(hào)可以前移，覆蓋目標(biāo)回波前沿，抑制前沿跟蹤的效果。干擾產(chǎn)生時(shí)序示意如圖1所示。

圖1 改進(jìn)SMSP原理

信號(hào)的推導(dǎo)如下：

基帶信號(hào)為：

(6)

該信號(hào)進(jìn)行偏移fd且M次疊加：

pΔT≤t≤(p+1)ΔT

(7)

式中，fdp是第p次疊加的多普勒頻偏，ΔT是延時(shí)疊加的時(shí)間間隔。

樣本信號(hào)延展為：

(8)

式中，T1是樣本時(shí)長。

所以干擾信號(hào)為：

(9)

由此可知，sjam既具備雷達(dá)發(fā)射波形的特征，同時(shí)又具備發(fā)射信號(hào)的頻率，該干擾信號(hào)可以用于干擾具有脈壓特性的跳頻信號(hào)。

3 仿真結(jié)果

常規(guī)SMSP的仿真條件如下：

1)雷達(dá)信號(hào)脈寬200μs，帶寬3MHz，采樣率4MHz，干擾時(shí)長為雷達(dá)脈沖的1/10，調(diào)制斜率為原來的10倍，干信比0dB。

2)時(shí)長為雷達(dá)脈沖的1/20，調(diào)制斜率為原來的20倍，干信比0dB，其余同1)。

仿真結(jié)果如圖2所示。

改進(jìn)后SMSP的仿真條件如下：

雷達(dá)信號(hào)PW=17.8μs，B=10MHz，f0=-5MHz，DRFM截取樣本信號(hào)時(shí)長=2μs；密假間隔時(shí)長=10μs，加fd=2MHz，干擾時(shí)長=200μs。

仿真結(jié)果如圖3所示。

從仿真結(jié)果可以看出，采用SMSP信號(hào)，脈壓后僅僅抬高了基底，但是無法掩蓋目標(biāo)回波，除非采取較大發(fā)射功率。但對(duì)SMSP改進(jìn)后，干擾信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)瞄頻，同時(shí)脈內(nèi)特征和雷達(dá)回波相同，能夠取得雷達(dá)脈內(nèi)處理得益，脈壓的結(jié)果可以清楚表明這一點(diǎn)。

4 結(jié)束語

SMSP是一種新型的干擾樣式，該樣式本質(zhì)上是失配的，在干擾功率較大時(shí)才會(huì)有效，本文考慮在有ELINT情報(bào)的前提下，對(duì)該樣式進(jìn)行了改進(jìn)，從仿真結(jié)果來看該樣式針對(duì)某些信號(hào)波形是有效的，后續(xù)還需要進(jìn)行工程化，將其在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際的應(yīng)用中進(jìn)一步改進(jìn)?！?/p>

圖2 常規(guī)SMSP脈壓結(jié)果

圖3 改進(jìn)后SMSP脈壓結(jié)果

[1] 李永平,唐斌.基于分段解線條的SMSP干擾抑制方法[J].電子信息對(duì)抗術(shù),2012,27(1):41-45.

[2] 李永平,盧剛,田曉,等.基于模糊函數(shù)的SMSP和C&I干擾識(shí)別算法[J].航空兵器,2011(4):51-54.

[3] 余強(qiáng),畢大平,沈愛國,等. ELINT/ESM系統(tǒng)與有源對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 航天電子對(duì)抗,2014,30(6):57-61.

Reserch on SMSP jamming pattern improved method and effect

Li Shengyan, Guo Bo
(Nanjing Research Institute of Electronic Technology, Nanjing 210039,Jiangsu,China)

SMSP is a new jamming pattern. The principle of the SMSP is reviewed and then an improved method and its mathematical model are given. The radar processing gain could get higher by the improved method. Good jamming effect could be get especially for the Inter pulse frequency modulation signal. And the emulation result is also given.

SMSP jamming;inter pulse frequency modulation;quasi coherent dense false targets;chirp rate

2016-09-13；2016-11-08修回。

李圣衍(1973-)，男，高工，主要從事電子對(duì)抗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

TN97

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