延遲制導(dǎo)信號抗有源高重頻激光方法的仿真研究

滿海濤+謝亞雪

摘要： 為研究激光制導(dǎo)彈藥利用延遲信號法抗有源高重頻激光干擾的有效性，利用Simulink搭建了延遲信號法抗有源高重頻激光干擾仿真平臺，采用數(shù)值仿真驗證了該方法的有效性，并指出了該抗干擾方法及現(xiàn)有實驗結(jié)果的局限性。

Abstract： To verify the efficiency of guided ammunition to counter multiple-source high-repetition frequency laser jamming， the Simulink software is used to build simulation plate of countering multiple-source high-repetition frequency laser jamming with delayed signals method. Simulation results show the efficiency of the method. And the boundedness of the anti-interference method and experiment is pointed.

關(guān)鍵詞： 激光制導(dǎo)彈藥；抗干擾；有源高重頻激光

Key words： laser-guided munitions；anti-interference；multiple-source high-repetition frequency laser

中圖分類號：TN977 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）01-0225-02

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，激光制導(dǎo)彈藥是精確打擊的重要手段[1]。激光制導(dǎo)彈藥具有打擊準(zhǔn)，威懾力大的特點，必然會在未來戰(zhàn)場中廣泛應(yīng)用。但是，隨著激光制導(dǎo)彈藥的發(fā)展，各種對抗、干擾激光制導(dǎo)彈藥的方法也隨之產(chǎn)生，有源高重頻激光干擾是其中一種簡單有效的干擾方法。矛盾有其兩個方面，激光制導(dǎo)彈藥在未來戰(zhàn)場環(huán)境中會遇到更多的有源高重頻激光干擾，就會有方法進行對抗，在導(dǎo)引頭和控制系統(tǒng)之間，插入延時電路將信號按制導(dǎo)信號周期延時后與實時信號進行與操作，實現(xiàn)了高重頻信號濾除和制導(dǎo)信號輸出的方法就是一種對抗方法[2]。它的效果如何、是否易于實現(xiàn)有待于考察。

1 有源高重頻干擾機理

激光制導(dǎo)系統(tǒng)抗有源干擾的方式通常有對目標(biāo)指示信號進行編碼，同時在導(dǎo)引頭設(shè)置相應(yīng)的解碼電路解碼或在導(dǎo)引頭的跟蹤系統(tǒng)中設(shè)置脈沖錄取波門[3]。預(yù)置編碼就是在激光目標(biāo)指示器重頻的允許的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)置好編碼方式發(fā)射指示信號，激光目標(biāo)指示器按照約定的方式發(fā)射指示信號，而此時激光導(dǎo)引頭按照約定的編碼規(guī)律對接收的信號并進行識別，在識別出己方信號后，便可以以其為同步點設(shè)置波門。波門技術(shù)就是在導(dǎo)引頭激光接收與處理電路中設(shè)置一個信號接收處理波門ΔT，當(dāng)回波激光信號位于該波門內(nèi)時，處理電路對其進行處理，否則，不予處理[4]。

高重頻激光干擾就是發(fā)射高頻率的激光束干擾導(dǎo)引頭工作，理論上只要干擾激光的頻率f>1/T（T為波門時間寬度），就有干擾信號擠入波門，并且干擾脈沖在制導(dǎo)信號之前并且強度大于制導(dǎo)信號，就會產(chǎn)生有效干擾。在實際應(yīng)用中高重頻激光干擾信號目前可達100000pulse/s左右，比激光編碼頻率10～20pulse/s高很多[5]，因此干擾時不需要識別知道激光的編碼規(guī)律就總有干擾脈沖能擠入波門并對導(dǎo)引頭形成干擾，使制導(dǎo)信號湮沒于高頻干擾信號中，有效地對抗了預(yù)置編碼技術(shù)和選通波門技術(shù)，干擾效果明顯。目前高重頻激光干擾有單源干擾和多源干擾，多源干擾既能保護自己又提高了干擾激光頻率，干擾效果更加明顯。

2 一種延遲制導(dǎo)信號抗有源高重頻激光干擾的方法

將整個波門開啟時間內(nèi)接收到的所有脈沖信號都記錄下來，然后將這些信號延時一個制導(dǎo)信號間隔的時間，與波門開啟時間內(nèi)同時接收到的信號求邏輯與[6]，這樣就實現(xiàn)了干擾信號的濾除和制導(dǎo)信號的輸出。只有當(dāng)延時后的信號與實時接收的信號有交集時，高重頻信號才不會被濾除。高重頻激光脈沖的脈寬典型值為10ns， 經(jīng)光電信號處理電路整形后，設(shè)信號脈寬為 50ns，另設(shè)延時后相應(yīng)于 200pulse/s 的高重頻信號的脈沖間隔為 5μs，實時接收到的高重頻信號出現(xiàn)在延時后的兩相鄰高重頻信號之間各點是等概率的，經(jīng)計算，高重頻信號重合概率僅為2%，在整個制導(dǎo)過程中未被濾除的干擾信號不足50個，可以說起到了抗高重頻有源干擾的效果。柴金華對該方法做了電路實驗驗證，證實了該方法的可行性[6]。

3 該方法的問題以及思考

3.1 延遲制導(dǎo)信號方法Simulink仿真

用Simulink對該延遲信號方法進行信號仿真，通過A/D轉(zhuǎn)化實現(xiàn)了脈沖信號的邏輯運算，構(gòu)造的模型如圖1仿真模型。

取參數(shù)制導(dǎo)信號頻率為20pulse/s，高重頻干擾信號為200pulse/s，則它們的周期分別為0.05s、0.005s，脈沖寬度為50ns，波門長度為50us在不影響結(jié)果的情況下，為了提高模型運算速度，把它們的周期長和脈沖寬度同時增大20倍，仿真結(jié)果如圖2仿真結(jié)果一所示，下圖為原控制信號，上圖為經(jīng)過處理后的輸出控制信號，可以看出，此時沒有達到抗干擾的效果。

假設(shè)干擾高重頻激光頻率不是制導(dǎo)信號頻率的整數(shù)倍，取210pulse/s，此時干擾脈沖信號周期參數(shù)設(shè)為0.095s仿真結(jié)果如圖3仿真結(jié)果二所示，可以看出，此時原信號和處理后輸出信號一致，該方法起到了抗有源高重頻干擾的效果。

假設(shè)高頻干擾信號頻率為200pulse/s，延遲0.03s被接受，仿真結(jié)果如圖4仿真結(jié)果三所示，此時也起到了抗有源高重頻激光干擾的效果。endprint

取高頻干擾信號頻率為200000pulse/s，則干擾信號周期參數(shù)設(shè)為0.0001，仿真結(jié)果如圖5仿真結(jié)果四所示，此時由仿真結(jié)果顯示，并沒有起到抗干擾效果。

3.2 結(jié)果分析以及思考

有源高重頻激光干擾的脈沖頻率可以達到100000pulse/s以上，而驗證該方法的實驗使用的干擾源頻率僅為200pulse/s，與實際情況相差很大，得到的結(jié)論并不能使人信服；該實驗使用的是仿真二所使用的參數(shù)，有意的避開了干擾源頻率是控制信號整數(shù)倍的情況，而實戰(zhàn)中，敵方有可能通過情報，偵查掌握我方指示激光的頻率；導(dǎo)引頭接收到脈沖信號，會把脈沖信號的脈沖寬度進行處理，加大干擾源的脈沖寬度，有可能使脈沖信號的波峰遍布每個時刻，無法進行簡單的邏輯處理，該方法的可行性值得懷疑。

綜合以上思考和仿真結(jié)果，得出以下結(jié)論：①當(dāng)干擾信號頻率是控制信號的整數(shù)倍，且接收時間相同時或相差一個干擾信號的整數(shù)倍時，該抗干擾方法起不到效果。②當(dāng)干擾信號不是控制信號的整數(shù)倍或者干擾信號是控制信號的整數(shù)倍而延遲一個非干擾信號整數(shù)倍時，該方法可以起到效果。③當(dāng)有源高重頻干擾信號頻率很大時，使用Simulink仿真無法觀測正確的結(jié)果，但實驗時用較低頻率的干擾信號代替高重頻激光不具有代表性。

4 結(jié)束語

隨著激光制導(dǎo)彈藥的發(fā)展，其干擾技術(shù)和對抗干擾技術(shù)也會快速發(fā)展，抗有源高重頻激光的方法還有基于多普勒頻移的方法[7]、加反向同步高重頻激光的方法等。但是它們的可行性如何，是否能達到預(yù)期效果，需要用接近實際情況的檢驗方法來驗證。

參考文獻：

[1]孫彥飛.對抗激光制導(dǎo)武器方法研究[J].紅外與激光工程，2007，36（增刊）：464-467.

[2]李海燕.激光制導(dǎo)武器有源干擾對抗措施分析[J].激光雜志，2010，31（6）：57-58.

[3]陳勇.一種激光半主動制導(dǎo)抗高重頻干擾的改進方法[J].激光與紅外，2012，42（6）：678-681.

[4]薛建國.高重頻激光對激光導(dǎo)引頭的干擾研究[J].航空兵器，2006，卷缺失（3）：30-32.

[5]葉結(jié)松.抗高重頻激光干擾技術(shù)研究[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2008，36（2）：119-123.

[6]柴金華.抗多源激光高重頻干擾新方案及電路實現(xiàn)[J].紅外與激光工程，2009，38（3）：476-480.

[7]趙建君.基于多普勒頻移的抗高重頻激光有源干擾[J].四川兵工學(xué)報，2010，31（8）：80-81.endprint