對高重頻信號的DRFM干擾技術研究

王福紅

(西安電子科技大學電子工程學院，陜西西安710071)

隨著現代雷達技術的發展，雷達的工作頻段從單一的波段擴展到整個微波頻段，雷達的工作體制也從簡單的脈沖制雷達發展到，脈沖多普勒(PD)雷達和脈壓等新體制全相參雷達，新體制雷達給雷達干擾技術提出了新的挑戰。隨著雷達技術以及抗干擾技術的不斷發展，單一、固定的干擾形式難以應對變化的抗干擾措施，為此必須及時調整干擾策略，發展靈活的干擾方式和精巧的干擾信號樣式，以適應雷達抗干擾技術的發展?；跀底稚漕l存儲(DRFM)的雷達干擾技術是對抗現代雷達一個較好的武器，它能精確地復制雷達波形，并采用欺騙、遮蓋復合的調制方式在時間、空間、頻率以及調制方式等多維信息域內對雷達實施最佳干擾［1］。使其成為對抗現代雷達的主要干擾手段?；跀底稚漕l存儲(DRFM)干擾技術提出，針對高重頻脈沖信號具體討論DRFM干擾的技術方法和實現。

1 DRFM原理簡介

數字射頻存儲器(DRFM)，是一種可以存儲一定帶寬范圍內的射頻信號，并可對其進行精確復制輸出的特種設備。DRFM不僅具有較寬的瞬時帶寬輸入處理能力，而且具有存儲頻率精度高、不丟失相位信息、信號保真度好等特點，可產生各種欺騙性干擾信號和遮蓋性干擾信號，成為干擾PD、PC等現代雷達的關鍵部件。

DRFM的工作流程主要包括:采樣、存儲、處理及重構轉發。典型的DRFM系統如圖1所示。

圖1 DRFM系統原理圖

為精確地復制射頻信號，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內，然后將下變頻器所產生的基帶同相(I)信號和正交(Q)信號進行量化存儲［2］。需要時再重構基帶同相信號和正交信號，經正交上變頻器輸出。

其工作流程如下:估計接收信號的頻率，調諧本振頻率，使下變頻器的輸出位于基帶內，以便能夠截獲各種威脅信號;下變頻是將射頻信號和本振信號進行正交混頻、濾波產生基帶同相信號和正交信號兩路模擬信號;基帶I、Q信號經A/D量化和采樣轉換為數字信號;將數字化的I、Q信號經多路分配存儲在存儲器中，存儲后，便可對信號進行處理、變換。需要使用存儲器中的威脅信號時，從存儲器順序讀出存儲的I、Q兩路信號數據;用以重構基帶I、Q信號，即對存儲的數字信號進行D/A變換將其轉換為基帶模擬信號;對基帶I、Q信號正交上變頻，重構射頻信號，從而完成對原始信號的復制。為保證對原始信號復制的精確性，要求上變頻與下變頻使用同一本振頻率。

2 對高重頻信號的DRFM干擾技術

一般DRFM干擾的遲延時間小于脈沖重復周期［3］，對于高重頻PD雷達，能夠產生的假目標距離誤差很小;對這種信號采用DRFM干擾時，需要采用循環存儲DRFM方法。

2.1 循環存儲DRFM原理

循環讀寫是指在檢測到高工作比雷達信號以后，對雷達發射的信號進行連續采樣和存儲，包括脈沖雷達不發射脈沖的時段，將采樣數據連續寫入存儲器中，經過較長的遲延時間對存儲器寫入的地址清零。同樣，存儲數據中數據的讀出也是連續進行的，存儲器讀出地址的清零信號，滯后于寫入地址清零信號一定的時間。由于該過程是完整地將雷達信號存儲下來，轉發的干擾信號與雷達脈沖信號有很好的相參性，且可以形成較大的距離延遲，特別適用于干擾高工作比的雷達［4］。

循環存儲讀寫方式可以采用雙口RAM實現，如圖2所示。ADC、存儲器和DAC均處于連續工作狀態，輸入信號經過ADC轉換成為數字信號，依次進入同步雙口存儲器左口，并從同步雙口存儲器右口依次讀出，送給DAC恢復成為模擬信號。寫清零定時器按照周期T給存儲器輸出左口寫地址的清零脈沖，使左口的寫入地址從0開始。該脈沖經過可控遲延τ產生指定要求的右口讀地址清零信號，使右口的讀地址從0開始。顯然兩個清零脈沖之間的時間差就是假目標的時間遲延。為不發生時間混淆，應保證存儲器容量M應＞T時間內的采樣數據量T/Δt，其中Δt為采樣周期，即M≥T/Δt，最大遲延時間τmax＜T。

圖2 循環存儲原理圖

2.2 多假目標干擾

由于循環存儲形成的假目標數量少，只有一個假目標，若要對高重頻信號進行有效的欺騙干擾，為此還需要增加卷積濾波器，該濾波器具有FIR和IIR兩種實現方法，對于FIR濾波器

圖3 FIR濾波器結構

其中，k為相鄰假目標之間的時間差;{ω0ωi－1}為各假目標的幅度比，當ωi=1時，各假目標幅度相同。IIR濾波器產生的假目標數量無限，甚至當輸入序列X(n)為零以后，輸出序列Y(n)還將持續。IIR濾波器典型結構如圖4所示。

圖4 IIR濾波器結構

顯然，利用IIR濾波器可以極大地簡化濾波器資源。

對于高重頻PD雷達，可以將k取為脈沖寬度，在同時收發工作時，將N取為雷達工作比的倒數Tr/τ，在分時收發工作時，N=Tr/τ－1，從而形成最密集的假目標。

FIR濾波器精度高，但系統較復雜，IIR濾波器系統簡單，但在連續疊加過程中容易發生數據溢出，可以考慮兩者混合的方法。

通過卷積濾波器多級延遲迭加的方法形成了多個假目標，能夠保證干擾信號同雷達發射信號之間的相關性。同時，由于多個假目標的產生，使所產生的干擾信號通過雷達接收機的匹配濾波處理、脈沖積累等后端信號處理，呈現出在不同的距離單元上會產生不同幅度的峰值回波;對于利用卷積濾波器多級延遲疊加方法產生的干擾信號而言，由于延時時間和幅度不同，從而可以在多個不同距離位置產生幅度不同的假目標像干擾信號，這時的假目標同目標回波信號具有相似的特征，達到了有效干擾的目的。

3 仿真驗證

高重頻相參脈沖串可以表示為［5］

其中

雷達發射高重頻相參信號的參數選取為:信號載波頻率f0=50 MHz;脈沖重復頻率fr=100 kHz，為高重頻;脈寬τ=1 μs;脈沖重復周期tr=10 μs;fs=200 MHz。仿真波形如圖5所示。

圖5 高重頻相參信號

取高重頻脈沖串的一個周期，這里采用循環存儲和FIR濾波器并用產生多假目標的方法，為便于觀察這里產生的5個假目標。干擾效果如圖6所示，從圖中可以看出干擾信號的作用使得真假目標難以分辨，達到較好的干擾效果。假目標延時分別取為1.5 μs，3 μs，4.5 μs，6 μs，7.5 μs且假目標幅度為真目標的1.5倍。

圖6 對高重頻信號多假目標干擾

實際中，利用卷積濾波器多級延遲迭加的方法形成了多個假目標，要真正起到以假亂真的效果，假目標的特性參數必須與目標回波的特征參數相同。假目標必須滿足:(1)假目標脈沖的幅度起伏必須模擬真實目標，以便模擬目標相對于雷達不同角度時產生的幅度起伏。(2)假目標相對于雷達的距離必須變化。即假目標的距離和方位必須按照某種軌跡變化，才可以更好地模擬真實目標，達到以假亂真的效果。

4 結束語

以數字射頻存儲器(DRFM)的干擾技術展開工作。從電子干擾應用的角度分析數字射頻存儲器的基本原理。在研究基于數字射頻存儲器干擾技術的基礎上，結合高重頻信號特征，對高重頻信號的DRFM干擾技術進行了研究，重點研究了多個假目標距離欺騙干擾，針對高重頻信號的特性，采用循環存儲加卷積濾波器的方法生成多個假目標，從而達到欺騙干擾的目的。

［1］ 楊紹全．數字射頻存貯器綜述［J］．航天電子對抗，1988(4):9－18．

［2］ 趙國慶．雷達對抗原理［M］．西安:西安電子科技大學出版社，2003．

［3］ 王躍鵬，黃建沖．基于射頻存儲的PD雷達同步欺騙干擾方法［J］．飛航導彈，2004(12):57－60．

［4］ 李淑婧．DRFM的帶寬擴展研究［D］．西安:西安電子科技大學，2009．

［5］ 盧敏．對脈沖多普勒雷達干擾技術研究［D］．西安:西安電子科技大學，2005．