脈沖多普勒雷達(dá)的信號特征分析與其干擾方法探析

馮小娟

摘 要：本文對PD雷達(dá)的信號特征展開了研究，分析出了可能對其造成信號干擾的一些方法，并重點闡述了運(yùn)用噪聲壓制、距離欺騙以及速度欺騙等方式對PD雷達(dá)進(jìn)行干擾的原理，旨在提升PD雷達(dá)的抗干擾性能。

關(guān)鍵詞：脈沖多普勒雷達(dá)；噪聲干擾；欺騙干擾

脈沖多普勒（PD）雷達(dá)的顯著特征是強(qiáng)大的信號偵測和分析性能，因此目前PD已經(jīng)成為殲擊機(jī)火控雷達(dá)中非常重要的一種雷達(dá)。PD的信號偵測原理如下：它對于多普勒頻移具有高度靈敏性，因此利用運(yùn)動目標(biāo)回波以及固定目標(biāo)回波這兩種不同信號多普勒頻移的不同，能夠有效的將環(huán)境中的其他雜波進(jìn)行過濾，從而實現(xiàn)對有用目標(biāo)回波信號的檢測功能。

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，鑒于PD雷達(dá)強(qiáng)大的信號偵測和分析性能，已經(jīng)對雙方形成了巨大的軍事威脅，因此對PD進(jìn)行電子干擾也應(yīng)運(yùn)而生。脈壓技術(shù)應(yīng)用于PD雷達(dá)之后，極大地增加了PD雷達(dá)的偵測時寬以及帶寬，且其本身的天線增益以及極低的天線副瓣設(shè)置，為相關(guān)設(shè)備對其進(jìn)行對抗電子對抗造成了巨大的難度。

1 脈沖多普勒雷達(dá)信號特性分析

自然界中物體都可以產(chǎn)生多普勒頻移，PD雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)的多普勒頻移進(jìn)行偵測，從而可以從復(fù)雜的地物雜波中較為精準(zhǔn)的找到目標(biāo)，另外，它還具備非常強(qiáng)的對固定目標(biāo)的抑制性能。和比較常見的動目標(biāo)偵測雷達(dá)比較，PD擁有下面一系列優(yōu)點：

（1）較高的脈沖重復(fù)頻率，使得其不會出現(xiàn)普通動目標(biāo)中的速度模糊狀況；

（2）能夠?qū)π盘柕膯胃V線實施多普勒濾波，從而提升了獲取目標(biāo)信息的精準(zhǔn)度；

（3）運(yùn)用全相干能力的主振放大式發(fā)射機(jī)，有效的保障了發(fā)射信號的高純頻譜特性。

由于PD具備著較為強(qiáng)大的相干處理以及高的增益處理性能，因此在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中它具備在強(qiáng)雜波背景下對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行偵測的能力。另外，在脈壓技術(shù)應(yīng)用于PD雷達(dá)之后，它就能夠有效的對高速度以及遠(yuǎn)距離的目標(biāo)進(jìn)行處理，并且將二者進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理也能夠起到單純的抵抗距離欺騙或者速度欺騙干擾的能力

PD雷達(dá)發(fā)射相干脈沖串，接收信號與相干振蕩（COHO）實施相干檢測后，通過雜波過濾器對一些雜波進(jìn)行過濾處理，使有用信號PD速度跟蹤回路中，從而實現(xiàn)了對運(yùn)動目標(biāo)相關(guān)信息的識別與提取。這樣，PD截獲目標(biāo)信息之后，就能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)的角度、距離以及速度跟蹤。單目標(biāo)跟蹤是PD雷達(dá)跟蹤目標(biāo)的典型特征，速度跟蹤是其核心特征，使用原理和連續(xù)波的速度跟蹤原理一致。

2 PD雷達(dá)干擾技術(shù)分析

2.1 噪聲壓制式干擾

噪聲壓制式干擾方式指的是運(yùn)用到大功率的噪聲調(diào)制干擾來對PD雷達(dá)的回波信號進(jìn)行壓制以及掩蓋。一般來講，人們根據(jù)噪聲干擾原理的不同將其劃分成調(diào)幅干擾、調(diào)頻干擾以及調(diào)幅調(diào)頻干擾。在實際工作中，脈沖多普勒雷達(dá)必須按兩個參數(shù)相干地工作，才能夠有效的實現(xiàn)對多普勒頻移的獲取，對相干時間間隔的要求必須是毫秒級，在這一相干時間間隔內(nèi)通常會包含著很多個發(fā)射脈沖間隔期，這就迫使雷達(dá)可接受在多個脈沖間隔時間內(nèi)有相同的載波頻率，使它易受到有意無意產(chǎn)生的二次或多次反射回波信號的影響。另外，只要將與距離跟蹤中相似的前波門與后波門用到多普勒跟蹤的前濾波器與后濾波器，ECM系統(tǒng)就可真實多普勒濾波器的無論哪一側(cè)多普勒頻率上產(chǎn)生假信號，從而在多普勒跟蹤器的兩側(cè)構(gòu)成干擾。這些多普勒產(chǎn)生技術(shù)包括鋸齒波調(diào)相和對通過ECM系統(tǒng)放大器的真實信號進(jìn)行調(diào)相。

2.2 對脈沖多普勒雷達(dá)的距離欺騙干擾

在常規(guī)脈沖雷達(dá)中使用的距離拖引技術(shù)在多普勒雷達(dá)同樣可以使用。但是，想要對多普勒雷達(dá)形成有效的干擾，對于干擾信號的頻率復(fù)制特性要求是非常高的。這是因為如果想要干擾多普勒濾波器對真實目標(biāo)信號的跟蹤，干擾信號必須在多普勒濾波器的窄的檢測帶寬之內(nèi)。除了疊加在干擾信號上的任何有意調(diào)制信號之外，從效果上說，干擾信號必須是雷達(dá)信號的精確復(fù)制品。

被保護(hù)目標(biāo)平臺上的干擾機(jī)發(fā)射欺騙脈沖，該脈沖到達(dá)雷達(dá)接收機(jī)時盡可能在時間上和原有的目標(biāo)回波重合。如果欺騙脈沖的功率明顯大于回波脈沖的功率，欺騙脈沖就對雷達(dá)跟蹤器起主導(dǎo)作用。然后欺騙脈沖逐漸延遲，越來越大，引誘距離跟蹤器的波門偏離開雷達(dá)回波。一旦距離跟蹤器完全被拖引開目標(biāo)，因距離波門內(nèi)不再有雷達(dá)回波信號，受距離波門控制的接收機(jī)內(nèi)的J/S變?yōu)闊o窮大，這時多普勒欺騙就能干擾其他坐標(biāo)跟蹤器。有些雷達(dá)能意識到已被欺騙，然后返回到記憶的目標(biāo)軌跡上去，以便重新捕獲目標(biāo)回波。所以，典型的距離拖引程序就是不斷地重復(fù)如下幾個步驟：

（1）拖引階段；

（2）關(guān)閉階段；

（3）重復(fù)拖引階段，阻止重新捕獲目標(biāo)。

2.3 速度欺騙干擾分析

對測速跟蹤系統(tǒng)實施干擾的目的是為了給雷達(dá)制造一個虛假的或者錯誤的速度信息。比較常見的干速度欺騙擾技術(shù)為：速度波門拖引干擾、假多普勒頻率干擾、多普勒頻率閃爍干擾和距離-速度同步干擾。

速度波門拖引干擾的基本原理是：首先轉(zhuǎn)發(fā)與目標(biāo)回波具有相同多普勒頻率fd的干擾信號，且干擾信號的能量大于目標(biāo)回波，使雷達(dá)的速度跟蹤電路能夠捕獲目標(biāo)與干擾的多普勒頻率fd。AGC電路按照干擾信號的能量控制雷達(dá)接收機(jī)的增益，此段時間稱為停拖期，時間長度約為0.5～2s。然后使干擾信號的多普勒頻率fdj逐漸與目標(biāo)回波的多普勒頻率fd分離，分離的速度vf不大于雷達(dá)可跟蹤目標(biāo)的最大加速度a，即：Vf≤2a/λ。

因為干擾能量大于目標(biāo)回波，將使雷達(dá)的速度跟蹤電路跟蹤在干擾的多普勒頻率上，使其速度信息出現(xiàn)錯誤。之后，關(guān)閉干擾機(jī)，這就會使PD雷達(dá)由于被跟蹤的信號突然消失而重新轉(zhuǎn)入搜索狀態(tài)。

3 結(jié)語

本文對目前性能非常優(yōu)良、應(yīng)用非常廣泛的PD雷達(dá)進(jìn)行了信號特征分析，并從理論上研究了對其進(jìn)行干擾的方式，旨在提升PD雷達(dá)的抗干擾性能。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司）