線性調頻雷達信號轉發干擾研究＊

李 楠

（海軍航空兵學院 葫蘆島 125001）

線性調頻雷達信號轉發干擾研究＊

李 楠

（海軍航空兵學院 葫蘆島 125001）

線性調頻信號在彈載SAR中得到一定的應用，針對彈載SAR中采用的線性調頻信號，分析對其干擾的方法，建立干擾信號模型，剖析所形成假目標的幅度和距離，發現轉發干擾效果同轉發占空比、轉發時延、干擾功率有關，最后通過線性調頻信號轉發干擾仿真，得到轉發干擾能較好地干擾彈載SAR的結論。

線性調頻信號；轉發干擾；采樣頻率；信號頻譜

Class NumberTN974

1 引言

信息作戰中雷達對抗是電子對抗的核心內容，而隨著雷達信號樣式的不斷增多，對其干擾變得異常困難。在諸多的雷達信號樣式中，線性調頻信號（Linear Frequency Modulation，LFM）在雷達上得到大量應用，成為合成孔徑雷達使用的主要信號樣式。近年來以SAR為核心技術的雷達裝備備受重視，而針對SAR的干擾與反干擾從來就沒有間斷過，對SAR的有源干擾由于要求干擾機產生和SAR信號相關參數極高的逼真性，而準確獲得SAR信號參數又十分困難，從而對SAR的干擾也就難以有效進行。而彈載SAR是合成孔徑雷達一個新的應用方向，本文利用轉發干擾實現對彈載SAR的干擾。

針對合成孔徑雷達使用的LFM信號特點，文獻［1］提出混沌移頻和混沌延時相結合的干擾技術，借助混沌信號的偽隨機性及初值敏感性，控制移頻量變化，利用LFM雷達時延－頻移間耦合作用，使得干擾信號在雷達距離波門上隨機變化，從而實現干擾。文獻［2］提出基于微動調制的間歇采樣轉發干擾方法，利用干擾機對接收到的雷達信號在方位向調制勻速轉動附加指數相位增量，在距離向進行采樣，再將干擾信號轉發給雷達實現干擾。文獻［3］提出一種SAR干擾信號，即時延脈間抖動轉發干擾，此干擾能獲得SAR距離向匹配處理增益，在距離向占據一定寬度的噪聲條帶，從而形成有效干擾，文獻［4～10］也研究了轉發干擾。為了深刻認識轉發干擾原理，本文對信息作戰中的轉發干擾進行信號建模，分析假目標幅度和距離，對轉發干擾效果進行仿真，為轉發干擾走向實用化提供理論指導。

2 轉發干擾信號模型

假設采樣信號是矩形包絡脈沖串，脈寬為τ，重復周期為Ts，則有

采樣信號頻譜為

其中，Sa（x）＝sin（x）／x，an＝τfsSa（πnfsτ）。當Ts＝2τ時，p（t）為方波脈沖串，則P（f）為

假設雷達發射信號為x（t），時寬為T，帶寬為B，頻譜為X（f）。干擾機收到雷達信號后，對其進行采樣處理，獲得采樣信號為xs（t）

采樣信號頻譜為

當Ts＝2τ時，采樣信號頻譜為

對寬帶線性調頻信號進行N次采樣直接轉發，采樣脈沖寬度為τ，采樣周期Ts，干擾機延遲時間τd。將雷達發射信號時刻作為時間起始點，則采樣形成的單位幅度干擾信號第n段為

總采樣轉發信號為

可見干擾信號由N段構成，當f0≤f≤f0＋kτ時，第一段信號頻譜為

總的信號頻譜為

設混頻參考延時為TL，參考信號為

參考信號與轉發信號進行混頻處理后，輸出為

輸出信號頻譜是三個信號頻譜的卷積，則轉發信號頻譜為

3 假目標幅度和距離

由上述采樣轉發干擾信號的頻譜可以看到，其頻譜是多個辛格函數加權和。辛格函數頻譜間隔取決于采樣轉發頻率fs，加權幅度取決于采樣頻率、采樣脈沖寬度、轉發頻譜階數。多個辛格函數就構成了多階的假目標，0階假目標的幅度為處于頻率fa處，其余高階假目標在0階假目標周圍依次排列，相鄰假目標峰值點間距為fs，幅度逐漸下降。

其中，c為光速。采樣轉發頻率決定了假目標間的距離，采樣頻率越低，所形成假目標越密集；采樣頻率越高，假目標越稀疏。當自衛干擾采樣轉發時延為τd時，0階假目標頻率與真目標頻率差為fc＝τdk。

式中，P為雷達峰值功率，Gt為雷達接收機天線增益，σ為目標RCS，R是干擾機與雷達之間的距離。

由混頻輸出信號可以看出，0階假目標與1階假目標頻譜間隔是fs，距離差為

干擾機有效輻射功率與雷達參數、幅度調制系數關系為

4 轉發干擾仿真

為了證實本文轉發干擾的效果，設定雷達發射信號脈寬為50μs，帶寬1800MHz，中頻帶寬10MHz。采樣轉發頻率1MHz，目標距離500km，目標RCS為7m2。則在不同功率、不同占空比、不同時延的轉發干擾結果如圖1～圖4所示。

圖1 時延5.4μs時真假目標分布

圖2 時延5.1μs時真假目標分布

圖1 是占空比50%，干擾功率2W，時延5.4μs時的真假目標分布；圖2是占空比50%，干擾功率0.8W，時延5.1μs時的真假目標分布；圖3是占空比30%，干擾功率10W，時延5.3μs時的真假目標分布；圖4是占空比30%，干擾功率5W，時延5μs時的真假目標分布。

圖3 時延5.3μs時真假目標分布

從圖1～圖4可得到以下結論：轉發干擾會產生對稱分布假目標信號；真假目標相對位置可以調節；假目標可在真目標前后；干擾速度快；假目標空間分布可通過轉發時延控制。

圖4 時延5μs時真假目標分布

5 結語

仿真發現針對轉發干擾通過時延控制可實現超前干擾；能形成密集分布的假目標群，從而實現對導彈的壓制干擾效果。發射干擾時可通過轉發時延、轉發頻率、轉發信號占空比、干擾功率等參數調節生成的假目標特性。LFM信號是彈載SAR的主要應用信號，要實現對彈載SAR的有效干擾，究其本質就是對LFM信號干擾，受干擾后，SAR圖像會模糊不清，嚴重影響圖像制導導彈的效能。而本文轉發干擾不需要精確測量彈載SAR的參數就能實現可靠干擾，能方便用于信息作戰實戰中，因此轉發干擾是干擾彈載SAR的重要手段。

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Repeater Jammingof Linear FrequencyModulated Radar Signal

LI Nan
（Naval Aviation Institute，Huludao 125001）

Aiming at linear frequency modulation signal used in missile－borne synthetic aperture radar，a new jamming style was proposed.Jamming signal model was analyzed.False target amplitude and space range were discussed.Jamming effects were associated with repeater signal duty cycle，repeater time delay，jamming power.At last，repeater jamming performance was verified by simulation.

LFM signal，repeater jamming，sampling frequency，signal spectrum

TN974DOI：10.3969／j.issn.1672－9730.2015.11.023

2015年5月13日，

2015年6月28日

李楠，男，博士，講師，研究方向：航空預警、電子對抗及信息作戰。