基于SystemVue的脈沖多普勒雷達干擾仿真研究

程 林，謝登召，蔣東旭，張 昀

(中國船舶重工集團公司第七二三研究所，江蘇 揚州 225001)

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基于SystemVue的脈沖多普勒雷達干擾仿真研究

程 林，謝登召，蔣東旭，張 昀

(中國船舶重工集團公司第七二三研究所，江蘇 揚州 225001)

利用SystemVue軟件建立了脈沖多普勒雷達的干擾仿真模型，研究了延時轉發和前沿復制循環轉發等干擾樣式對脈沖多普雷達的干擾效果。仿真結果表明，僅通過距離維的干擾很難對脈沖多普勒雷達形成有效干擾，而距離維和多普勒維的同時干擾可以對脈沖多普勒雷達形成有效干擾。

SystemVue軟件；脈沖多普雷達；干擾

0 引 言

脈沖多普勒雷達是一種利用多普勒效應并以頻譜分離技術抑制各類背景雜波的全相參體制脈沖雷達。隨著大規模集成電路和數字處理技術的發展，脈沖多普勒雷達廣泛應用于機載預警、導航、導彈制導、衛星跟蹤、戰場監視、靶場測量、武器火控和氣象探測等方面，成為重要的軍事裝備[1]。近年來，隨著雷達信號精細化處理技術的出現，脈沖多普勒雷達的抗干擾性能越來越強，傳統的干擾手段已很難對其奏效，因此亟需研究新的對抗措施[2-5]。

針對脈沖多普勒雷達的干擾方法主要有噪聲干擾[6-7]和欺騙干擾[8-9]，目前已經有大量文章對這些干擾樣式的效能進行了建模和分析[10-11]。隨著計算機輔助建模技術的發展，國內外越來越重視對雷達對抗技術的建模與仿真。計算機輔助建模和仿真技術可以在干擾樣式設計過程中，提前通過仿真對干擾效能進行評估，從而可以縮短試驗周期。具有經濟性、可重復性等優點，因此在雷達對抗系統的設計中得到了廣泛應用。SystemVue軟件是Keysight Technologies公司(即原安捷倫公司)的系統級仿真軟件。它采用同步數據流仿真引擎，提供了圖形化的基于模塊搭建方式的設計模式和仿真方法。這樣的方法提高了涉及多個學科專業知識的復雜系統的仿真效率，并能夠通過功能模塊的重用和配置，有效繼承已有的知識成果。

本文基于SystemVue軟件建立了脈沖多普雷達的模型，并研究了延時轉發和前沿復制循環轉發等干擾樣式對脈沖多普勒雷達的干擾效果。

1 脈沖多普勒雷達的建模和仿真

圖1為系統仿真場景示意圖。仿真場景分軌跡層、天線層、信號層以及干擾層，軌跡層主要用于對各平臺的空間位置、速度、加速度、運動誤差以及目標雷達橫截面積(RCS)等進行仿真。天線層主要用于計算目標與雷達發射/接收天線的相對方位角和俯仰角等進行仿真。信號層為仿真的主體，模擬包括信號產生、發射/接收波束形成、調制解調、信號處理(脈沖壓縮、脈沖多普勒、目標檢測、恒虛警等)。干擾層包括干擾信號產生、調制和發射等模塊。干擾信號來自雷達發射信號，通過干擾模式模塊可以對雷達信號進行全部/部分復制，然后再通過放大、延時、上變頻以及加入多普勒調制信號最終發射出去。

圖2～圖4為未加干擾下的雷達信號經過脈沖壓縮、脈沖多普勒處理結果。

由圖2～圖4可以看出，經過脈沖壓縮和脈沖多普勒處理后，目標的距離和速度信息可以很容易檢測出來。

2 脈沖多普勒雷達的干擾研究

2.1 延時轉發干擾

延時轉發干擾通過對雷達回波進行延時轉發，可以達到距離欺騙的效果。圖5～圖7為只進行延時轉發的干擾效果。

由圖5可以看出，延時轉發干擾下，通過脈沖壓縮處理后，在目標后面出現一個強干擾，由于沒有引入多普勒調制，因此脈沖多普勒處理后的速度信息沒有任何變化，見圖6。由于在本次仿真中干擾信號沒有引入多普勒調制，因此通過脈沖多普勒處理以后可以將干擾濾掉，如圖7所示。

為此，需要在干擾信號中引入多普勒調制。圖8和圖9分別為引入正弦調頻和高斯隨機噪聲多普勒調制信息下的脈沖多普勒處理結果。

由圖可以看出，在干擾信號中引入多普勒調制后，通過脈沖多普勒處理后很難找到目標。因此，要想取得對脈沖多普勒處理雷達的有效干擾，在距離干擾的同時，必須在干擾信號中引入多普勒調制信息。

2.2 前沿復制循環轉發干擾

對于雷達干擾設備，由于收發隔離帶來的電磁兼容性問題，很多時候很難實現同時收發。為了解決干擾資源的合理分配，一般采取前沿復制循環轉發干擾。圖10中干擾信號為對雷達脈沖前1/4的信號進行循環復制形成的。圖11為脈壓后的結果，由于復制了4次，因此經過脈壓后形成4個假目標。圖12和圖13為經脈沖多普勒處理的結果。

由圖13可以看出，前沿復制循環轉發干擾可以在距離上形成多個假目標，但經過脈沖多普勒處理后，干擾基本被濾除。盡管沒有引入多普勒干擾，但由于循環復制破壞信號的脈內信息，形成了白化的多普勒噪聲，在一定程度上可以提高速度檢測的門限。

圖14和圖15分別為引入正弦調頻和高斯隨機噪聲多普勒調制信息下的脈沖多普勒處理結果。

由圖14和圖15可以看出，當干擾信號引入多普勒調制信息后，前沿復制循環轉發干擾的干擾效果可以同時覆蓋距離和速度維。

3 結束語

本文利用SystemVue軟件研究了延時轉發和前沿復制循環轉發干擾對脈沖多普勒雷達的干擾效果。仿真結果表明，在延時轉發和前沿復制循環轉發干擾下，通過脈沖壓縮處理后，在距離維可以形成假目標，但由于沒有引入多普勒調制，因此，經脈沖多普勒處理后的干擾信號很容易被濾除，而當干擾信號引入正弦調頻和高斯隨機噪聲多普勒調制后可以對脈沖多普勒處理形成較好的干擾，經過脈沖多普勒處理很難找到目標。

[1] ALBASTER C.脈沖多普勒雷達：原理、技術與應用[M].北京:電子工業出版社,2016.

[2] SCHLEHER D C.信息時代的電子戰[M].信息產業部電子第二十九研究所譯.成都:信息產業部電子第二十九研究所,2000.

[3] 賁德.機載雷達技術[M].北京:電子工業出版社,2006.

[4] 林象平.雷達對抗原理[M].西安:西北電訊工程學院出版社,1985.

[5] 黃培康.雷達目標特性[M].北京:電子工業出版社,2005.

[6] 崔炳福.脈沖多普勒處理雷達的噪聲干擾技術[J].電子對抗技術,1997,12(1):1-9.

[7] 張杰儒.脈沖多普勒處理雷達干擾的若干問題[J].火力與指揮控制,2001,26(4):33-36.

[8] 楊海林,郭愛芳,侯民勝.脈沖多普勒處理雷達抗速度欺騙干擾的計算機仿真[J].電子工程師,2005,3(10):1-6.

[9] 師琳,代延民,劉光斌.脈沖多普勒處理雷達欺騙干擾方法淺析[J].現代電子技術,2003,22(165):42-44.

[10]曾茂生.脈沖多普勒雷達技術特征及干擾方法的探究[J].艦船電子對抗,2003,26(1):16-18.

[11]石曉娟.基于DRFM的脈沖多普勒雷達組合干擾及其效能評估[J].電子信息對抗技術,2006,21(6):34-38.

Research into The Jamming Simulation of PD Radar Based on System Vue

CHENG Lin,XIE Deng-zhao,JIANG Dong-xu,ZHANG Yun

(The 723 Institute of CSIC,Yangzhou 225001,China)

This paper uses SystemVue software to build up the jamming simulation model of pulse Doppler (PD) radar,studies the jamming effect of jamming modes such as time-delay transmitting,front-end copy circlic transmitting,etc.The simulation result shows:it is difficult to effectively jamming PD radar only through the jamming of range-dimension,but the jamming of range-dimension and PD dimension at the same time can form effective jamming to PD radar.

SystemVue software;pulse Doppler radar;jamming

2017-03-06

TN972;TP391.9

A

CN32-1413(2017)02-0072-06

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.02.017