摘 要：對(duì)DRFM(數(shù)字射頻存儲(chǔ)器)干擾設(shè)備原理進(jìn)行了介紹，通過(guò)控制DRFM的讀出時(shí)間，以模擬運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波的時(shí)間延遲，在分析了轉(zhuǎn)臺(tái)模型成像原理的基礎(chǔ)上，提出了利用DRFM對(duì)逆合成孔徑雷達(dá)轉(zhuǎn)臺(tái)模型進(jìn)行假目標(biāo)欺騙干擾的方法，經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)仿真，結(jié)果證明了該方法可以有效干擾ISAR轉(zhuǎn)臺(tái)模型成像效果。

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關(guān)鍵詞：DRFM；ISAR轉(zhuǎn)臺(tái)模型；欺騙干擾;目標(biāo)干擾

中圖分類號(hào)：TN95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-373X(2008)09-078-02

Study of Deception Jamming Technology to Inverse Synthetic Aperture Radar Rotatable

Model Based on Digital Radio Frequency Memory

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TIAN Xiangfei1，SHENG Jisong2，ZHANG Bin1

(1.College of Electronic Information，Jiangsu University of Science Technology，Zhenjiang，212003，China;2.723 Institute of CSIC，Yangzhou，225001，China)

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Abstract：The principles of Digital Radio Frequency Memory(DRFM)jamming equipment are firstly introduced in this article.By controlling the time that DRFM read out，the time delay of moving target echo is simulated.On the basis of analyzing the principle of rotatable imaging model，the method using DRFM for 1 target deception jamming against Inverse Synthetic Aperture Radar(ISAR) rotatable model is proposed.Through theoretically deduction and computer simulation，the results testify that this method can effectively jam the imaging effect of ISAR rotatable model.

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Keywords：DRFM;ISAR rotatable model;deception jamming;target jamming

1 引 言

通常對(duì)ISAR成像的研究都是基于理想的散射點(diǎn)模型進(jìn)行的，即對(duì)平穩(wěn)飛行的非合作性目標(biāo)經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等效于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)目標(biāo)，在不大的視角范圍內(nèi)，該目標(biāo)的散射特性可以用一系列散射點(diǎn)來(lái)近似，而且在成像期間，這些散射點(diǎn)的相對(duì)位置、強(qiáng)度均不發(fā)生變化。

要實(shí)現(xiàn)對(duì)ISAR的有效干擾，必須根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)臺(tái)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和掃描方式，利用截獲的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)復(fù)制，并且進(jìn)行幅度和相位的調(diào)制，使復(fù)制的假目標(biāo)信號(hào)不僅與雷達(dá)脈沖波形保持一致，還必須在脈沖重復(fù)周期期間滿足相應(yīng)的距離、多普勒變化規(guī)律。這樣得到的假目標(biāo)信號(hào)才能如真實(shí)雷達(dá)回波一樣，出現(xiàn)在最后的圖像上，達(dá)到好的干擾效果。采用一般的延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)加調(diào)制的方法很難奏效，而采用數(shù)字射頻存儲(chǔ)器則能很好地完成對(duì)ISAR雷達(dá)的回波信號(hào)的延遲轉(zhuǎn)發(fā)，從而提高了對(duì)ISAR的干擾效果。

2 DRFM干擾設(shè)備原理

數(shù)字射頻存儲(chǔ)器是將輸入的模擬信號(hào)變成順序的數(shù)字量，保存在數(shù)字存儲(chǔ)器中，需要時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器中讀出，轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。他是一種用于實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)功能的新型電子部件。DRFM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 典型DRFM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了精確復(fù)制射頻信號(hào)，數(shù)字射頻存儲(chǔ)器首先根據(jù)接收到的射頻信號(hào)頻率調(diào)諧本振，使正交下變頻器的輸出頻率位于基帶(中頻)內(nèi)，然后將下變頻器所產(chǎn)生的基帶同相信號(hào)(I)和正交信號(hào)(Q)進(jìn)行量化存儲(chǔ)。需要時(shí)再重構(gòu)I，Q信號(hào)，經(jīng)正交上變頻器輸出。為了保證對(duì)原始信號(hào)復(fù)現(xiàn)的精確性，要求上變頻與下變頻使用同一本振。

基于DRFM的干擾設(shè)備是利用數(shù)字射頻存儲(chǔ)器將截獲到的ISAR信號(hào)存儲(chǔ)其中，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲和干擾調(diào)制形成干擾信號(hào)發(fā)送出去，作用于雷達(dá)的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng)，使其不能正確地檢測(cè)真正的目標(biāo)或不能正確地測(cè)量真正目標(biāo)的參數(shù)信息，從而迷惑和擾亂雷達(dá)對(duì)真正目標(biāo)的檢測(cè)和跟蹤?；贒RFM的干擾設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中單刀雙擲開關(guān)的作用是控制干擾信號(hào)的時(shí)間延遲，一路信號(hào)直接通過(guò)開關(guān)，其時(shí)間延遲理論上等于0，另一路信號(hào)通過(guò)DRFM，再經(jīng)過(guò)單刀雙擲開關(guān)，此時(shí)的時(shí)間延遲由控制單元控制。

圖2 基于DRFM的干擾設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)框圖

2 基于DRFM的ISAR轉(zhuǎn)臺(tái)點(diǎn)目標(biāo)干擾

基于DRFM技術(shù)模擬點(diǎn)目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)ISAR欺騙性干擾，其基本原理如圖3所示。

圖3 假目標(biāo)產(chǎn)生原理

對(duì)于目標(biāo)固定的情況，參考點(diǎn)o到雷達(dá)的距離r0是恒定值，可以利用將發(fā)射信號(hào)延遲2r0/c作為本振信號(hào)與回波進(jìn)行混頻后進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)成像處理。然而，在實(shí)際中目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的，參考點(diǎn)o到雷達(dá)的距離r0為變化量，必須將其補(bǔ)償?shù)?，才能進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)成像。假設(shè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后已經(jīng)偵收到I(xiàn)SAR發(fā)射信號(hào)調(diào)制中的關(guān)鍵參數(shù)，并且干擾機(jī)位于目標(biāo)上，即真實(shí)目標(biāo)和干擾機(jī)的坐標(biāo)為(x，y)，由于ρr，所以r可近似表示為:



rr0+xcos(ωt)+ysin(ωt)

(1)



干擾機(jī)向ISAR發(fā)射與之相同的線性調(diào)頻信號(hào)，其路程是單程的，所有干擾信號(hào)到達(dá)雷達(dá)的時(shí)延是r/c。假設(shè)要在(xJ，yJ)處生成一個(gè)假目標(biāo)，那么此點(diǎn)目標(biāo)A在同一時(shí)刻與ISAR的距離為:



rJr0+xJcos(ωt)+yJsin(ωt)

(2)



此路程是雙程的，所以雷達(dá)從發(fā)射到收到該點(diǎn)目標(biāo)反射回來(lái)的回波信號(hào)的時(shí)延是2rJ/c，若要讓ISAR誤認(rèn)為A處存在目標(biāo)，應(yīng)滿足如下關(guān)系:



2rJc=rc+τ

(3)



其中，τ表示干擾機(jī)應(yīng)該延遲發(fā)射信號(hào)的時(shí)間，由干擾方設(shè)定。這樣，ISAR認(rèn)為他收到的信號(hào)就是從A處反射回來(lái)的回波信號(hào)，從而達(dá)到欺騙干擾的目的。

當(dāng)要在真實(shí)目標(biāo)點(diǎn)附近產(chǎn)生假目標(biāo)時(shí)，要求DRFM適當(dāng)控制干擾信號(hào)的延遲時(shí)間：當(dāng)干擾信號(hào)延遲時(shí)間小于真實(shí)目標(biāo)回波時(shí)間延遲時(shí)，假目標(biāo)位置超前；當(dāng)干擾信號(hào)延遲時(shí)間大于真實(shí)目標(biāo)回波時(shí)間延遲時(shí)，假目標(biāo)位置滯后。

圖4和圖5中給出了不同延時(shí)干擾結(jié)果，其中橫、縱坐標(biāo)分別表示采樣點(diǎn)數(shù)。

圖4 干擾信號(hào)超前

圖5 干擾信號(hào)滯后

設(shè)雷達(dá)發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)為:



s(t)=recttTpexpj2πf0t+12kt2(4)



其中f0為起始頻率，Tp為脈寬，k為調(diào)頻斜率。

某點(diǎn)目標(biāo)到雷達(dá)的距離為Ri，雷達(dá)接收到的該點(diǎn)目標(biāo)的回波為:



sr(t)=Arectt－2Ri/cTp#8226;

expj2πf0(t－2Ri/c)+12k(t－2Ri/c)2

(5)



由于利用DRFM所得的干擾信號(hào)僅是對(duì)接收到的雷達(dá)信號(hào)的簡(jiǎn)單復(fù)制或是再進(jìn)行一定的幅度相位調(diào)制后的延時(shí)，即干擾信號(hào)可以表示為:



J(t)=Us(t－τ)

(6)



U表示幅度調(diào)制系數(shù)，τ表示延遲時(shí)間，由干擾方?jīng)Q定。仿真時(shí)可令U=1，保證了干擾信號(hào)與雷達(dá)回波信號(hào)之間的相參性，從而提高對(duì)ISAR的干擾效果。

在上面分析的基礎(chǔ)上，在真實(shí)目標(biāo)背景下，在該區(qū)域內(nèi)制造一個(gè)假目標(biāo)，由于對(duì)該目標(biāo)先進(jìn)行一定的處理形成干擾信號(hào)，該信號(hào)與ISAR回波信號(hào)具有一定的相參性，通過(guò)ISAR對(duì)假目標(biāo)的成像，從而會(huì)對(duì)假目標(biāo)進(jìn)行同樣的成像處理，處理后的假目標(biāo)成像仿真結(jié)果如圖6所示，橫坐標(biāo)表示目標(biāo)的縱向距離，縱坐標(biāo)表示目標(biāo)的橫向?qū)挾龋瑥亩鴮?shí)現(xiàn)了對(duì)ISAR轉(zhuǎn)臺(tái)模型的假目標(biāo)欺騙干擾。

圖6 仿真結(jié)果

3 結(jié) 語(yǔ)

雷達(dá)與干擾機(jī)之間的矛與盾的斗爭(zhēng)，隨著新技術(shù)在雷達(dá)和干擾機(jī)中的不斷應(yīng)用，干擾與抗干擾在對(duì)抗中發(fā)展，對(duì)ISAR的欺騙干擾在DRFM技術(shù)成熟以后發(fā)展成一種有效的干擾方式，但這絕不是一勞永逸的，而有一點(diǎn)可以相信，欺騙干擾仍然是干擾技術(shù)一個(gè)重要的發(fā)展方向。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］趙國(guó)慶.雷達(dá)對(duì)抗原理［M］.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，1999.

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［2］劉永坦.雷達(dá)成像技術(shù)［M］.哈爾濱:哈爾濱大學(xué)出版社，1999.

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［3］王茹，吳志宏，趙國(guó)慶.基于DRFM的合成孔徑雷達(dá)干擾技術(shù)\\[J\\].電子信息對(duì)抗技術(shù)，2006，26(1):30-33.

作者簡(jiǎn)介 田向飛 男，1981年出生，碩士研究生。主要研究方向?yàn)槔走_(dá)干擾與抗干擾技術(shù)。

盛驥松 男，1968年出生，研究員，中船重工集團(tuán)723所研究員。主要研究方向?yàn)殡娮訉?duì)抗，雷達(dá)系統(tǒng)總體。

張 斌 男，1981年出生，碩士研究生。主要研究方向?yàn)槔走_(dá)干擾與抗干擾技術(shù)。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。