基于ＤＲＦＭ的ＩＳＡＲ轉臺模型的欺騙干擾技術研究

摘 要：對DRFM(數字射頻存儲器)干擾設備原理進行了介紹，通過控制DRFM的讀出時間，以模擬運動目標回波的時間延遲，在分析了轉臺模型成像原理的基礎上，提出了利用DRFM對逆合成孔徑雷達轉臺模型進行假目標欺騙干擾的方法，經過理論推導和計算機仿真，結果證明了該方法可以有效干擾ISAR轉臺模型成像效果。

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關鍵詞：DRFM；ISAR轉臺模型；欺騙干擾;目標干擾

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2008)09-078-02

Study of Deception Jamming Technology to Inverse Synthetic Aperture Radar Rotatable

Model Based on Digital Radio Frequency Memory

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TIAN Xiangfei1，SHENG Jisong2，ZHANG Bin1

(1.College of Electronic Information，Jiangsu University of Science Technology，Zhenjiang，212003，China;2.723 Institute of CSIC，Yangzhou，225001，China)

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Abstract：The principles of Digital Radio Frequency Memory(DRFM)jamming equipment are firstly introduced in this article.By controlling the time that DRFM read out，the time delay of moving target echo is simulated.On the basis of analyzing the principle of rotatable imaging model，the method using DRFM for 1 target deception jamming against Inverse Synthetic Aperture Radar(ISAR) rotatable model is proposed.Through theoretically deduction and computer simulation，the results testify that this method can effectively jam the imaging effect of ISAR rotatable model.

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Keywords：DRFM;ISAR rotatable model;deception jamming;target jamming

1 引 言

通常對ISAR成像的研究都是基于理想的散射點模型進行的，即對平穩飛行的非合作性目標經過運動補償后，運動目標等效于勻速轉動的轉臺目標，在不大的視角范圍內，該目標的散射特性可以用一系列散射點來近似，而且在成像期間，這些散射點的相對位置、強度均不發生變化。

要實現對ISAR的有效干擾，必須根據當前轉臺目標的運動參數和掃描方式，利用截獲的雷達信號進行延時復制，并且進行幅度和相位的調制，使復制的假目標信號不僅與雷達脈沖波形保持一致，還必須在脈沖重復周期期間滿足相應的距離、多普勒變化規律。這樣得到的假目標信號才能如真實雷達回波一樣，出現在最后的圖像上，達到好的干擾效果。采用一般的延時轉發加調制的方法很難奏效，而采用數字射頻存儲器則能很好地完成對ISAR雷達的回波信號的延遲轉發，從而提高了對ISAR的干擾效果。

2 DRFM干擾設備原理

數字射頻存儲器是將輸入的模擬信號變成順序的數字量，保存在數字存儲器中，需要時再從存儲器中讀出，轉換成模擬信號輸出。他是一種用于實現射頻信號存儲及轉發功能的新型電子部件。DRFM系統結構如圖1所示。

圖1 典型DRFM系統結構

為了精確復制射頻信號，數字射頻存儲器首先根據接收到的射頻信號頻率調諧本振，使正交下變頻器的輸出頻率位于基帶(中頻)內，然后將下變頻器所產生的基帶同相信號(I)和正交信號(Q)進行量化存儲。需要時再重構I，Q信號，經正交上變頻器輸出。為了保證對原始信號復現的精確性，要求上變頻與下變頻使用同一本振。

基于DRFM的干擾設備是利用數字射頻存儲器將截獲到的ISAR信號存儲其中，經過適當的時間延遲和干擾調制形成干擾信號發送出去，作用于雷達的目標檢測和跟蹤系統，使其不能正確地檢測真正的目標或不能正確地測量真正目標的參數信息，從而迷惑和擾亂雷達對真正目標的檢測和跟蹤。基于DRFM的干擾設備的基本結構如圖2所示。其中單刀雙擲開關的作用是控制干擾信號的時間延遲，一路信號直接通過開關，其時間延遲理論上等于0，另一路信號通過DRFM，再經過單刀雙擲開關，此時的時間延遲由控制單元控制。

圖2 基于DRFM的干擾設備的基本結構框圖

2 基于DRFM的ISAR轉臺點目標干擾

基于DRFM技術模擬點目標來實現ISAR欺騙性干擾，其基本原理如圖3所示。

圖3 假目標產生原理

對于目標固定的情況，參考點o到雷達的距離r0是恒定值，可以利用將發射信號延遲2r0/c作為本振信號與回波進行混頻后進行轉臺成像處理。然而，在實際中目標是運動的，參考點o到雷達的距離r0為變化量，必須將其補償掉，才能進行轉臺成像。假設運動補償后已經偵收到ISAR發射信號調制中的關鍵參數，并且干擾機位于目標上，即真實目標和干擾機的坐標為(x，y)，由于ρr，所以r可近似表示為:



rr0+xcos(ωt)+ysin(ωt)

(1)



干擾機向ISAR發射與之相同的線性調頻信號，其路程是單程的，所有干擾信號到達雷達的時延是r/c。假設要在(xJ，yJ)處生成一個假目標，那么此點目標A在同一時刻與ISAR的距離為:



rJr0+xJcos(ωt)+yJsin(ωt)

(2)



此路程是雙程的，所以雷達從發射到收到該點目標反射回來的回波信號的時延是2rJ/c，若要讓ISAR誤認為A處存在目標，應滿足如下關系:



2rJc=rc+τ

(3)



其中，τ表示干擾機應該延遲發射信號的時間，由干擾方設定。這樣，ISAR認為他收到的信號就是從A處反射回來的回波信號，從而達到欺騙干擾的目的。

當要在真實目標點附近產生假目標時，要求DRFM適當控制干擾信號的延遲時間：當干擾信號延遲時間小于真實目標回波時間延遲時，假目標位置超前；當干擾信號延遲時間大于真實目標回波時間延遲時，假目標位置滯后。

圖4和圖5中給出了不同延時干擾結果，其中橫、縱坐標分別表示采樣點數。

圖4 干擾信號超前

圖5 干擾信號滯后

設雷達發射線性調頻信號為:



s(t)=recttTpexpj2πf0t+12kt2(4)



其中f0為起始頻率，Tp為脈寬，k為調頻斜率。

某點目標到雷達的距離為Ri，雷達接收到的該點目標的回波為:



sr(t)=Arectt－2Ri/cTp#8226;

expj2πf0(t－2Ri/c)+12k(t－2Ri/c)2

(5)



由于利用DRFM所得的干擾信號僅是對接收到的雷達信號的簡單復制或是再進行一定的幅度相位調制后的延時，即干擾信號可以表示為:



J(t)=Us(t－τ)

(6)



U表示幅度調制系數，τ表示延遲時間，由干擾方決定。仿真時可令U=1，保證了干擾信號與雷達回波信號之間的相參性，從而提高對ISAR的干擾效果。

在上面分析的基礎上，在真實目標背景下，在該區域內制造一個假目標，由于對該目標先進行一定的處理形成干擾信號，該信號與ISAR回波信號具有一定的相參性，通過ISAR對假目標的成像，從而會對假目標進行同樣的成像處理，處理后的假目標成像仿真結果如圖6所示，橫坐標表示目標的縱向距離，縱坐標表示目標的橫向寬度，從而實現了對ISAR轉臺模型的假目標欺騙干擾。

圖6 仿真結果

3 結 語

雷達與干擾機之間的矛與盾的斗爭，隨著新技術在雷達和干擾機中的不斷應用，干擾與抗干擾在對抗中發展，對ISAR的欺騙干擾在DRFM技術成熟以后發展成一種有效的干擾方式，但這絕不是一勞永逸的，而有一點可以相信，欺騙干擾仍然是干擾技術一個重要的發展方向。

參 考 文 獻

［1］趙國慶.雷達對抗原理［M］.西安:西安電子科技大學出版社，1999.

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［2］劉永坦.雷達成像技術［M］.哈爾濱:哈爾濱大學出版社，1999.

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［3］王茹，吳志宏，趙國慶.基于DRFM的合成孔徑雷達干擾技術\\[J\\].電子信息對抗技術，2006，26(1):30-33.

作者簡介 田向飛 男，1981年出生，碩士研究生。主要研究方向為雷達干擾與抗干擾技術。

盛驥松 男，1968年出生，研究員，中船重工集團723所研究員。主要研究方向為電子對抗，雷達系統總體。

張 斌 男，1981年出生，碩士研究生。主要研究方向為雷達干擾與抗干擾技術。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。