對線性調頻雷達的假目標干擾分析

楊愛平，何 暖

（船舶重工集團公司723所，揚州225001）

0 引 言

脈沖壓縮雷達采用發射大時寬脈沖來增大發射信號的能量、提高雷達的探測距離，同時在接收機內將回波脈沖信號壓縮成窄脈沖，提高雷達的距離分辨力，較好地解決了探測距離和距離分辨力之間的矛盾。脈沖壓縮雷達最常采用的線性調頻信號具有很高的脈沖壓縮比，可以得到很大的信號處理增益［1］，并對那些與雷達信號不相干的干擾信號有很強的抑制作用，使得傳統的噪聲干擾逐漸失去了優勢。多假目標欺騙干擾機采用的數字射頻存儲器能高保真地存儲和復制雷達信號，并對復制信號加上頻移、時延等調制，產生多個相干假目標，可對脈沖壓縮雷達進行有效的干擾，因此被廣泛地應用在各類干擾機上。

間歇采樣技術立足于天線收發分時體制，可以很好地解決干擾系統收發隔離度不夠的問題，干擾系統通過對雷達信號進行間歇采樣，巧妙利用脈壓雷達的匹配濾波特性，產生多個高度逼真的相干假目標。若將間歇采樣得到的雷達脈沖信號存儲在數字射頻存儲器（DRFM）中，并對各個信號片段進行特定的處理，最后發射出去，則會對雷達形成相應的干擾效果。

1 間歇采樣干擾分析

1.1 間歇采樣信號及其頻譜

間歇采樣信號是一個矩形包絡脈沖串，設采樣信號脈寬為τ，重復周期為TS，則其占空比為τ／TS。間歇采樣信號包絡脈沖的數學表達式為：

式中：rect（t／τ）為矩形信號；δ（t－nTs）為單位沖激信號。

對p（t）進行傅里葉變換，得到p（t）的頻譜為：

式中：Sa（x）＝sin（x）／x；fS＝1／Ts為采樣頻率。

從式（2）可以看出，p（f）的波形為一包絡為Sa（x）的脈沖串。

1.2 間歇采樣干擾建模分析

設線性調頻脈壓雷達發射的線性頻率調制（LFM）脈沖為：

式中：T為信號脈寬；fc為載波頻率；K＝B／T為調頻斜率，B是相應的調頻帶寬，一般有BT?1。

為方便分析，令：

由傅里葉變換得知：S（t）與s（t）有相同的幅頻特性，只是中心頻率不同，因此在分析的時候可以只考慮S（t）。

對一個脈沖寬度為T的LFM信號，經過間歇采樣周期為TS（TS＜T）、采樣時長為τ（τ＜TS）的間歇采樣，可以得到N個脈沖內LFM的窄脈沖，如果T／TS為整數，則 N ＝T／TS；否則 N ＝［T／TS］＋1，［T／TS］表示對T／TS取整。

圖1給出了T＝100μs的雷達信號經過TS＝10μs、τ＝2.5μs的間歇采樣后得到的脈沖波形，經過間歇采樣后的干擾信號有10個窄脈沖。

圖1 LFM信號經過間隙采樣后產生的干擾信號

經過間歇采樣后的每個脈沖可以表示為：

因此，經過間歇采樣后的干擾信號為各個窄脈沖的疊加，表示如下：

根據上述模型生成如圖1所示的干擾信號，再與雷達脈沖壓縮系統進行相關運算，以雷達匹配濾波處理輸出的響應作為輸出結果，便可得到相應的干擾效果圖。

仿真參數設置如下：LFM信號脈寬為100μs，帶寬為5MHz，定義第1個主假目標出現在100μs（雷達脈沖結束時）。采樣周期TS為10μs、采樣時長為2.5μs的干擾效果如圖2所示。

圖2 TS ＝10μs，τ／Ts＝25%時的干擾效果圖

圖2中，通過一次間歇采樣后可產生多個高度逼真的假目標，有的假目標甚至超前于真實目標的回波，并且產生的假目標都能夠被雷達分辨，缺點是假目標的幅度較低［2］。

2 兩種多假目標干擾效果仿真分析

2.1 重復轉發干擾

重復轉發干擾是當干擾系統采樣到雷達信號的一小段信號后，按照程序設定的次數重復讀出當前采樣到的信號轉發，如此重復直到一個雷達脈沖結束。干擾系統的工作流程如圖3所示。

為便于分析，圖3中取雷達脈寬T為采樣周期TS的整數倍，而且TS是采樣時長τ的整數倍，每次轉發的信號為對應采樣信號的全部樣本。

仿真參數設置如下：LFM信號脈寬為100μs，帶寬為5MHz，定義第1個主假目標出現在100μs（雷達脈沖結束時刻）。采樣周期TS為10μs，采樣時長為2.5μs。轉發的干擾信號如圖4所示，干擾效果如圖5所示。

由圖5可以看出，重復轉發干擾形成的所有假目標都獨立，各假目標群的幅度差異是它們與不同的旁瓣疊加所致。

圖3 重復轉發的工作過程示意圖

圖4 重復轉發的干擾信號

2.2 存儲后逐次轉發干擾

存儲后逐次轉發干擾是對一個雷達脈沖信號采樣并存儲［3］，并按照設定的規則對采樣到的信號片段進行重組，并在第2個雷達脈沖到來后進行轉發，干擾系統的工作流程如圖6所示。

圖5 重復轉發的干擾效果圖

圖6 存儲后逐次轉發的工作過程示意圖

仿真參數的設置同上，轉發的干擾信號如圖7所示，干擾效果如圖8所示。

圖7 存儲后逐次轉發的干擾信號

由圖8可以看出，存儲后逐次轉發干擾形成的所有假目標都獨立，且幅度較大的假目標均超前于雷達回波，各假目標群的幅度差異是它們與不同的旁瓣疊加所致。

圖8 存儲后逐次轉發的干擾效果圖

3 結束語

在雷達電子戰中，多假目標干擾由于應用面廣，干擾效率高，一直受到了對抗雙方的高度重視。本文首先分析仿真了間歇采樣轉發干擾的干擾效果，然后以間歇采樣技術為基礎，分析仿真了重復轉發干擾和存儲后逐次轉發干擾2種不同的干擾方法。對比兩者的干擾效果圖，可以發現兩者都能形成高度逼真的假目標群，重復轉發干擾出現的假目標大都滯后于真實目標，而存儲后逐次轉發干擾出現的假目標大都超前于真實目標；但是存儲后逐次轉發須對第1個雷達信號進行采樣存儲后才能轉發，而重復轉發干擾可直接轉發采樣信號，并不需要進行存儲。應用時可根據不同的需求選擇相應的干擾方法。

［1］馬曉巖，向家彬.雷達信號處理［M］.長沙：湖南科學技術出版社，1999.

［2］王雪松，肖順平.現代雷達電子戰系統建模與仿真［M］.北京：電子工業出版社，2010.

［3］李楊.針對線性調頻雷達的有源干擾技術研究［M］.成都：電子科技大學，2010.