一種針對網內脈壓雷達的靈巧式噪聲干擾

張 翔，李彥志，楊建波

（空軍航空大學 吉林 長春　130022）

一種針對網內脈壓雷達的靈巧式噪聲干擾

張 翔，李彥志，楊建波

（空軍航空大學 吉林 長春130022）

針對網內采用了旁瓣匿影和旁瓣對消技術的脈沖壓縮雷達，采用卷積噪聲對該種雷達進行干擾。結合公式推導及仿真實驗，驗證了該噪聲的假目標特性。同時得出了該噪聲在雷達接收機處所能獲得的匹配增益計算公式，在信號時寬分別為噪聲時寬的5倍和10倍時，噪聲在雷達接收機處分別能獲得約7 dB和10 dB的增益，驗證了這種噪聲在分布式干擾中的功率優勢。

卷積噪聲；網內脈壓雷達；靈巧式噪聲；旁瓣匿影；旁瓣對消

雷達是戰爭雙方的眼睛，為了在戰爭中贏得先機，各國都在大力發展新體制雷達。為了更進一步提升雷達的“四抗”能力，目前最有效的方法就是將多部雷達組網。針對組網雷達的干擾也成了一大難題。

在文獻［1］中就提到了一種分布式干擾，將問題簡化成了：對網內單部雷達進行欺騙干擾，對其他雷達進行相參噪聲干擾這樣兩個問題。然而由于新體制雷達的運用，如果噪聲信號與雷達回波信號不匹配，在通過雷達接收機端匹配濾波器時，就無法獲得脈沖壓縮增益，而雷達本身回波信號在接收機端會獲得較明顯的脈沖壓縮增益，這就會導致干擾效果降低甚至無法有效干擾。旁瓣匿影和旁瓣消隱的運用讓傳統非相參噪聲無法實現有效干擾。對此提出了使用卷積調制的靈巧式干擾噪聲，這種噪聲既能在接收機端獲得較高的匹配增益，又能通過加權系數產生多假目標信號，能很好針對上文提到的抗干擾措施。

圖1　靈巧式噪聲干擾產生器組成框圖Fig.1　Structure of smart noise generator

1　噪聲產生原理

基于卷積調制的靈巧噪聲干擾產生器的組成框圖如圖1所示。

干擾機接收天線接受雷達信號經過預處理生成中頻信號。雷達中頻輸入信號經A/D采樣后，經過數字下變頻（DDC），生成同相正交的兩路零中頻數字信號，兩路信號送入信號處理機I進行復卷積處理。信號處理機I中，輸入波形以距離為單元（壓縮后）經過多次加權延遲疊加在假目標欺騙干擾中，加權系數是用來對不同距離目標進行多普勒頻率調制與幅度調制。最終實現對雷達信號的相干時延、幅度調制和頻率偏移，達到相參干擾的目的。信號處理器II完成抽頭延遲，幅度加權及延遲長度控制等功能，以得到在時域上覆蓋整個（或部分）重復周期，頻域上覆蓋目標回波譜線的噪聲干擾波形。卷積處理后的數字信號經上變頻（DUC）將零中頻變為數字中頻，再經D/A變換后得到模擬中頻信號。然后經上變頻得到射頻干擾信號，經功放和天線輻射出去。

2　假目標產生原理

假目標產生主要依靠信號處理器中的加權系數。雷達回波信號經相干解調后，輸出兩路正交信號，設為I/Q兩路信號。分別用下式表示：

假目標要在速度和距離有足夠的欺騙性，這一點可以通過延遲和多普勒頻率的改變來實現。假目標距離表達式和速度表達式如下：

噪聲在復卷積運算處理器中實現噪聲假目標特性，復卷積運算器如圖2所示。通過加權系數的定量變化，就可以一定距離上構造虛假目標。由式（1）（2）（3）（4）可以得到加權系數為：

圖2　復卷積運算器Fig.2　Logic solver of complex convolution integral

LFM雷達參數如下：幅度：1.0；信號波形：線性調頻信號；頻帶寬度：30兆赫茲（30 MHz）；脈沖寬度：10微秒（20 μs）；中心頻率：1 GHz。經過脈沖壓縮仿真后得到圖3，驗證了卷積噪聲的假目標特性。

3　匹配增益分析

傳統射頻噪聲干擾在到達雷達接收機后，理論上來說其功率增益為1（實際上由于匹配濾波及其他因素往往小于1）。這里我們對卷積噪聲的增益做一定的分析推導。

設干擾功率增益為G，那么

式中，Jt和J0分別是卷積處理后的噪聲功率和普通射頻噪聲功率。設噪聲時間長度為Tj，信號時間長度為Ts，脈沖壓縮后信號帶寬為B，時寬為1/B。那么根據能量守恒定律有：

圖3　假目標信號經脈壓后結果Fig.3　Result of compressed false target signal

所以可以得到匹配增益為：

脈沖壓縮后信號時寬趨向于零，因此這里我們將式（9）做近似運算可以得到匹配增益為如下：

表1　脈壓雷達匹配增益值Tab.1　Gain matching value of pulse compression radar

4　分布式干擾距離分析

分布式干擾一般采用無人機、熱氣球等低成本、體積小的飛行器作為載體。干擾機要對雷達產生有效干擾必須滿足：

式中J/S為干信比，Kd為壓制系數。考慮最極限情況，即干信比等于壓制系數。對常規射頻噪聲而言，此時雷達在干擾方向上最大探測距離為：

對于卷積噪聲，由于噪聲與雷達信號想匹配，所以在雷達接收機端也會受到相同的增益，所以在卷積噪聲干擾下雷達最大探測距離為：

為了驗證這種卷積噪聲在功率上的優勢，我們構造一個模型：雷達發射機功率2 000 kw，發射天線增益為30 dB，接收天線增益為20 dB，信號帶寬10 MHz，子脈沖寬度1 μs，干擾機天線增益10 dB，壓制系數等于3，干擾信號脈寬為10 μs（所以這里對應的匹配增益取10 dB）隨著干擾機功率的變化

我們能得到圖4。

圖4　干擾機功率變化和雷達探測距離關系曲線Fig.4　Relation curve of jamming power and radar range

由圖4可以看出卷積噪聲，由于在雷達接收機端獲得一個匹配增益，所以同等功率的情況下，要達到同等干擾效能，使用卷積噪聲干擾距離更遠。

5　結　論

由于靈巧式噪聲噪聲體制和雷達本身信號波形相匹配，所以和雷達信號一樣可以在接收機端獲得匹配增益。同時由于靈巧噪聲本身帶有多個隨機假目標信號因此對抗旁瓣匿影（SLB）和旁瓣對消（SLC）的效果很好，雷達SLB技術讓主通道接收到假目標時關閉，這種噪聲會讓主通道經常關閉，從而可能丟掉真實目標。雷達SLC技術瞬態響應時間長，這使它不能對從旁瓣進入的脈沖干擾信號進行抑制。

［1］馬亞濤，趙國慶，徐晨.現有條件下對組網雷達的航跡欺騙［J］.電子信息對抗技術，2013，28（2）：34-37.

［2］徐曉陽，包亞先，周宏宇.基于卷積調制的靈巧噪聲干擾技術［J］.現代雷達，2007，29（5）：28-31.

［3］葛青林，王瑩瑩，李靜.一種產生雷達多假目標的卷積調制法［J］.現代防御技術，2012，40（1）：137-139.

［4］羅進.基于卷積調制的分布式干擾［J］.艦船電子對抗，2013，36（1）：40-42.

［5］張煜，楊紹全.對線性調頻雷達的卷積干擾技術［J］.電子信息學報，2007，29（6）：1408-1411.

［6］陳淦濤，許稼，高效，等.有源壓制干擾下雷達雷達探測距離［J］.分析與計算，2011，9（1）：13-17.

［7］魯曉倩.組網雷達航跡干擾研究［D］.成都：電子科技大學，2007.

A kind of smart noise jamming for pulse compression radar within network radar

ZHANG Xiang，LI Yan-zhi，YANG Jian-bo
（Aviation University of Air force，Changchun 130022，China）

As to pulse compression radar within network radar which adopt side-lobe blanking and side-lobe cancellation，using convolution noise to make interference with it.Proving the false target feature of the noise by formula and simulation. Meanwhile，obtaining formula of matched gain that this kind of noise can get at receiver.When time wide of signal is 5 times or 10 times longer than time wide of noise，the noise will get about 7 dB or 10 dB of matched gain，which prove power advantage of this kind of noise.

convolution noise；pulse compression radar within network radar；smart noise；side-lobe blanking；side-lobe cancellation

TN958.3

A

1674－6236（2016）03-0188-02

2015-03-31稿件編號：201503474

張 翔（1993—），男，湖南岳陽人，碩士研究生。研究方向：航跡欺騙與效能評估。