對雷達和干擾機一體化信號的干擾研究

朱 峰，陽洪燦

(解放軍92602部隊，浙江 寧波 315000)

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對雷達和干擾機一體化信號的干擾研究

朱 峰，陽洪燦

(解放軍92602部隊，浙江 寧波 315000)

雷達和干擾機一體化信號普遍采用脈沖壓縮技術，并且具有類噪聲的信號頻譜，有很強的抗干擾能力。提出了采用基于卷積調制的靈巧噪聲干擾方法。仿真結果表明該方法可以產生大量假目標，能夠有效干擾幾種典型的雷達和干擾機一體化信號，其干擾效果明顯好于射頻噪聲干擾。

一體化信號；卷積調制；靈巧噪聲干擾；射頻噪聲干擾

0 引 言

雷達和干擾機在硬件上實現一體化，可以減輕作戰裝備的體積、重量和能耗；在發射信號上實現雷達探測和干擾信號一體化，即發射信號既能干擾對方雷達，也能進行探測定位，可以提高平臺的抗干擾能力、生存率和整體作戰性能[1]。可以說雷達和干擾機一體化是今后發展的必然趨勢，因此對它的干擾研究十分有意義。

靈巧噪聲干擾是兼有噪聲干擾和欺騙干擾技術特點的干擾方式，是干擾雷達和干擾機一體化信號的有效手段[2]。本文主要針對幾種典型的雷達和干擾機一體化信號，研究基于卷積調制的靈巧噪聲對一體化信號的干擾。

1 幾種典型的雷達和干擾機一體化信號

1.1 雷達和干擾機一體化信號設計原則[3-4]

(1) 雷達與干擾機相比，具有較大的有效輻射功率，其雷達偵察接收機的靈敏度也遠遠大于干擾機。因此，如共享發射信號，同時要獲得較好的雷達性能，在接收時必須采用一定的方法提高信號處理增益。脈沖壓縮信號通過壓縮處理，正符合這一要求，是一種可用的一體化信號。

(2) 在發射功率要求方面，雷達需要較大峰值功率和較小平均功率，而干擾機的要求則完全相反。為充分利用干擾機的平均功率，一體化信號須具有大的時寬或工作比。

(3) 雷達接收自身發射的回波信號，經信號處理區別目標與噪聲。為提高信噪比、便于信號檢測，一般采用規則信號，而干擾信號需有隨機性特征。

根據上述信號設計原則，介紹3種典型的雷達和干擾機一體化信號。

1.2 偽隨機二相編碼信號

該信號由頻率相同而起始相位不同的子脈沖組成，是一種脈沖壓縮雷達信號。偽隨機序列用于調制子脈沖的起始相位角。在子脈沖中，一般把起始相位角為0的記作“+”，而把起始相位角為π的記作“-”，假設每個子脈沖寬度都為τ，總長度為Nτ，偽隨機二相編碼信號的復數形式可表示為：

(1)

式中：f0為信號中心頻率;φi為由偽隨機序列決定的子脈沖相位。

以13位巴克碼為例，中心頻率為10 MHz，子脈沖寬度為1 μs，其波形如圖1所示。

1.3 線性調頻-偽隨機二相碼信號

該信號將線性調頻信號和偽隨機二相碼信號組合起來，在二相碼信號的每個碼元內進行線性調頻，形成脈沖壓縮信號。

設線性調頻信號的數學表達式為：

(2)

偽隨機二相編碼脈沖函數為：

(3)

式中：δ(t)為沖擊函數；τ為子脈沖寬度；P為碼長；k為線性調頻調制斜率；f0為信號中心頻率；ci為一偽隨機序列，取{ci=1或-1};線性調頻-偽隨機二相碼信號為式(2)與式(3)的卷積。

以線性調頻和13位巴克碼的混合調制信號為例，線性調頻的起始頻率為9 MHz，調頻帶寬為2 MHz，子脈沖寬度為1 μs，其波形如圖2所示。

1.4 線性調頻-偽隨機脈位信號

該信號是將線性調頻信號和偽隨機脈位信號相結合，信號的形式為脈內線性調頻、脈間隨機脈位。

設線性調頻信號的數學表達式為：

(4)

等脈寬偽隨機脈位脈沖信號的數學表達式為：

(5)

線性調頻-偽隨機脈位信號為式(4)與式(5)的乘積。設線性調頻信號的脈沖寬度為13 μs，中心頻率為10 MHz，調頻帶寬為2 MHz，等脈寬偽隨機脈位脈沖信號的子脈沖寬度為0.6 μs，脈沖重復周期為1 μs，T0=0.4，其波形如圖3所示。

2 靈巧噪聲波形設計方法

靈巧噪聲通常采用數字射頻存儲(DRFM)技術實現。作為干擾信號，它不僅具有較好的相干性，而且中心頻率總能對準被干擾雷達信號的頻率，因此干擾效費比較高。

噪聲卷積干擾是將干擾機接收并存儲的被干擾雷達發射信號與視頻噪聲相卷積，經放大后轉發的一種干擾，是靈巧噪聲干擾的一種實現方法。

假設雷達發射脈沖為s(t)，目標與雷達之間的距離為R，截面積為σ，干擾機位于目標上，則目標的響應函數為：

p(t)=σδ(t-tr)

(6)

式中：tr=2R/c。

回波信號可表示為：

sr(t)=p(t)*s(t)

(7)

設噪聲為n(t)，則干擾機發射信號Jr(t)為：

Jr(t)=s(t)*n(t)

(8)

則雷達接收到的信號經脈沖壓縮后可表示為：

J(t)=[sr(t)+Jr(t)]*s*(-t)= [p(t)+n(t)]*s(t)*s*(-t)

(9)

由式(9)可知，干擾信號與目標回波信號一樣，經脈沖壓縮獲得了信號處理增益，干擾的效果取決于參與卷積的視頻噪聲信號，而視頻噪聲可以看成很多幅度隨機的沖擊脈沖串，與發射信號卷積后產生的干擾相當于很多幅度隨機延時的發射信號之和。

3 仿真及結果分析

3.1 對偽隨機二相編碼信號的干擾仿真

為了說明噪聲卷積干擾的優勢，在仿真時用射頻噪聲干擾與之對比。

偽隨機二相編碼信號參數選取如下：以13位巴克序列為偽隨機序列，中心頻率為10 MHz，子脈沖寬度為1 μs，目標位置13.5 km。

干擾參數選取如下：射頻噪聲的干擾帶寬5～15 MHz；參與卷積的噪聲信號為服從均值為0、方差為1的高斯分布噪聲，其時寬分別取6.5 μs和13 μs。

其干擾仿真結果如圖4所示。

3.2 對線性調頻-偽隨機二相碼信號的干擾仿真

線性調頻-偽隨機二相碼信號參數選取如下：以13位巴克序列為偽隨機序列，線性調頻的起始頻率為9 MHz，調頻帶寬為2 MHz，子脈沖寬度為1 μs，目標位置13.5 km。

干擾參數選取同上，其干擾仿真結果如圖5所示。

3.3 對線性調頻-偽隨機脈位信號的干擾仿真

線性調頻-偽隨機脈位信號參數選取如下：線性調頻的起始頻率為9 MHz，調頻帶寬為2 MHz，脈沖寬度13 μs。等脈寬偽隨機脈位脈沖信號的子脈沖寬度為0.6 μs，脈沖重復周期為1 μs，目標位置13.5 km。

干擾參數選取同上，其干擾仿真結果如圖6所示。

從以上仿真結果可以得出，基于卷積調制的靈巧噪聲干擾產生大量隨機延時的假目標，能有效干擾3種典型的雷達和干擾機一體化信號，并且干擾脈沖寬度越大，其壓制范圍越寬。與射頻噪聲干擾相比，靈巧噪聲干擾利用了壓縮增益，其干擾功率利用率遠遠大于射頻噪聲。

4 結束語

雷達和干擾機一體化信號有多種形式，但為了同時達到探測和干擾的目的，從理論分析得出都采用脈沖壓縮技術。基于卷積調制的靈巧噪聲干擾正是利用了壓縮增益，能以較低的干擾功率產生遮蓋性干擾和欺騙性干擾的雙重效果，與傳統干擾相比有著巨大的優勢。

[1] 楊丹丹，劉以安，唐霜天，等.混沌二相調制雷達/干擾機共享信號優化設計[J].計算機仿真，2011(6)：30- 33.

[2] 邱杰．靈巧噪聲干擾本質含義探討[J].海軍航空工程學院學報，2011,26(5)：481-484.

[3] 秦林林，郭凱，李曄．雷達干擾化的信號共用技術實現方法[J].電訊工程，2015(2)：1-3.

[4] 韓國璽，何俊，潘啟中．基于ICGA的雷達與雷達干擾一體化信號的優化設計[J].計算機工程與應用，2014，50(2)：212-215.

ResearchintoTheJammingtoIntegratedSignalofRadarandJammer

ZHU Feng,YANG Hong-can
(Unit 92602 of PLA,Ningbo 315000,China)

Pulse compression technique is usually used for radar and jammer integrated signals,which has similar frequency spectrum as noise and good anti-jamming ability.This paper presents the smart noise jamming method based on convolution modulation.The simulation result shows that smart noise jamming method can generate a great deal of false targets,which can jam several typical radar and jammer integrated signals effectively.The jamming effect is better than radio frequency noise jamming evidently.

integrated signal;convolution modulation;smart noise jamming;radio frequency noise jamming

2017-04-06

TN974

：A

：CN32-1413(2017)03-0069-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.03.016