楊愛平，何 暖

（船舶重工集團(tuán)公司723所，揚(yáng)州225001）

0 引 言

脈沖壓縮雷達(dá)采用發(fā)射大時(shí)寬脈沖來增大發(fā)射信號(hào)的能量、提高雷達(dá)的探測距離，同時(shí)在接收機(jī)內(nèi)將回波脈沖信號(hào)壓縮成窄脈沖，提高雷達(dá)的距離分辨力，較好地解決了探測距離和距離分辨力之間的矛盾。脈沖壓縮雷達(dá)最常采用的線性調(diào)頻信號(hào)具有很高的脈沖壓縮比，可以得到很大的信號(hào)處理增益［1］，并對(duì)那些與雷達(dá)信號(hào)不相干的干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制作用，使得傳統(tǒng)的噪聲干擾逐漸失去了優(yōu)勢。多假目標(biāo)欺騙干擾機(jī)采用的數(shù)字射頻存儲(chǔ)器能高保真地存儲(chǔ)和復(fù)制雷達(dá)信號(hào)，并對(duì)復(fù)制信號(hào)加上頻移、時(shí)延等調(diào)制，產(chǎn)生多個(gè)相干假目標(biāo)，可對(duì)脈沖壓縮雷達(dá)進(jìn)行有效的干擾，因此被廣泛地應(yīng)用在各類干擾機(jī)上。

間歇采樣技術(shù)立足于天線收發(fā)分時(shí)體制，可以很好地解決干擾系統(tǒng)收發(fā)隔離度不夠的問題，干擾系統(tǒng)通過對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行間歇采樣，巧妙利用脈壓雷達(dá)的匹配濾波特性，產(chǎn)生多個(gè)高度逼真的相干假目標(biāo)。若將間歇采樣得到的雷達(dá)脈沖信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)字射頻存儲(chǔ)器（DRFM）中，并對(duì)各個(gè)信號(hào)片段進(jìn)行特定的處理，最后發(fā)射出去，則會(huì)對(duì)雷達(dá)形成相應(yīng)的干擾效果。

1 間歇采樣干擾分析

1.1 間歇采樣信號(hào)及其頻譜

間歇采樣信號(hào)是一個(gè)矩形包絡(luò)脈沖串，設(shè)采樣信號(hào)脈寬為τ，重復(fù)周期為TS，則其占空比為τ／TS。間歇采樣信號(hào)包絡(luò)脈沖的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中：rect（t／τ）為矩形信號(hào)；δ（t－nTs）為單位沖激信號(hào)。

對(duì)p（t）進(jìn)行傅里葉變換，得到p（t）的頻譜為：

式中：Sa（x）＝sin（x）／x；fS＝1／Ts為采樣頻率。

從式（2）可以看出，p（f）的波形為一包絡(luò)為Sa（x）的脈沖串。

1.2 間歇采樣干擾建模分析

設(shè)線性調(diào)頻脈壓雷達(dá)發(fā)射的線性頻率調(diào)制（LFM）脈沖為：

式中：T為信號(hào)脈寬；fc為載波頻率；K＝B／T為調(diào)頻斜率，B是相應(yīng)的調(diào)頻帶寬，一般有BT?1。

為方便分析，令：

由傅里葉變換得知：S（t）與s（t）有相同的幅頻特性，只是中心頻率不同，因此在分析的時(shí)候可以只考慮S（t）。

對(duì)一個(gè)脈沖寬度為T的LFM信號(hào)，經(jīng)過間歇采樣周期為TS（TS＜T）、采樣時(shí)長為τ（τ＜TS）的間歇采樣，可以得到N個(gè)脈沖內(nèi)LFM的窄脈沖，如果T／TS為整數(shù)，則 N ＝T／TS；否則 N ＝［T／TS］＋1，［T／TS］表示對(duì)T／TS取整。

圖1給出了T＝100μs的雷達(dá)信號(hào)經(jīng)過TS＝10μs、τ＝2.5μs的間歇采樣后得到的脈沖波形，經(jīng)過間歇采樣后的干擾信號(hào)有10個(gè)窄脈沖。

圖1 LFM信號(hào)經(jīng)過間隙采樣后產(chǎn)生的干擾信號(hào)

經(jīng)過間歇采樣后的每個(gè)脈沖可以表示為：

因此，經(jīng)過間歇采樣后的干擾信號(hào)為各個(gè)窄脈沖的疊加，表示如下：

根據(jù)上述模型生成如圖1所示的干擾信號(hào)，再與雷達(dá)脈沖壓縮系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，以雷達(dá)匹配濾波處理輸出的響應(yīng)作為輸出結(jié)果，便可得到相應(yīng)的干擾效果圖。

仿真參數(shù)設(shè)置如下：LFM信號(hào)脈寬為100μs，帶寬為5MHz，定義第1個(gè)主假目標(biāo)出現(xiàn)在100μs（雷達(dá)脈沖結(jié)束時(shí)）。采樣周期TS為10μs、采樣時(shí)長為2.5μs的干擾效果如圖2所示。

圖2 TS ＝10μs，τ／Ts＝25%時(shí)的干擾效果圖

圖2中，通過一次間歇采樣后可產(chǎn)生多個(gè)高度逼真的假目標(biāo)，有的假目標(biāo)甚至超前于真實(shí)目標(biāo)的回波，并且產(chǎn)生的假目標(biāo)都能夠被雷達(dá)分辨，缺點(diǎn)是假目標(biāo)的幅度較低［2］。

2 兩種多假目標(biāo)干擾效果仿真分析

2.1 重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)干擾

重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)干擾是當(dāng)干擾系統(tǒng)采樣到雷達(dá)信號(hào)的一小段信號(hào)后，按照程序設(shè)定的次數(shù)重復(fù)讀出當(dāng)前采樣到的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，如此重復(fù)直到一個(gè)雷達(dá)脈沖結(jié)束。干擾系統(tǒng)的工作流程如圖3所示。

為便于分析，圖3中取雷達(dá)脈寬T為采樣周期TS的整數(shù)倍，而且TS是采樣時(shí)長τ的整數(shù)倍，每次轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)為對(duì)應(yīng)采樣信號(hào)的全部樣本。

仿真參數(shù)設(shè)置如下：LFM信號(hào)脈寬為100μs，帶寬為5MHz，定義第1個(gè)主假目標(biāo)出現(xiàn)在100μs（雷達(dá)脈沖結(jié)束時(shí)刻）。采樣周期TS為10μs，采樣時(shí)長為2.5μs。轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號(hào)如圖4所示，干擾效果如圖5所示。

由圖5可以看出，重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)干擾形成的所有假目標(biāo)都獨(dú)立，各假目標(biāo)群的幅度差異是它們與不同的旁瓣疊加所致。

圖3 重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)的工作過程示意圖

圖4 重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號(hào)

2.2 存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)干擾

存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)干擾是對(duì)一個(gè)雷達(dá)脈沖信號(hào)采樣并存儲(chǔ)［3］，并按照設(shè)定的規(guī)則對(duì)采樣到的信號(hào)片段進(jìn)行重組，并在第2個(gè)雷達(dá)脈沖到來后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，干擾系統(tǒng)的工作流程如圖6所示。

圖5 重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)的干擾效果圖

圖6 存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)的工作過程示意圖

仿真參數(shù)的設(shè)置同上，轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號(hào)如圖7所示，干擾效果如圖8所示。

圖7 存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號(hào)

由圖8可以看出，存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)干擾形成的所有假目標(biāo)都獨(dú)立，且幅度較大的假目標(biāo)均超前于雷達(dá)回波，各假目標(biāo)群的幅度差異是它們與不同的旁瓣疊加所致。

圖8 存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)的干擾效果圖

3 結(jié)束語

在雷達(dá)電子戰(zhàn)中，多假目標(biāo)干擾由于應(yīng)用面廣，干擾效率高，一直受到了對(duì)抗雙方的高度重視。本文首先分析仿真了間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾的干擾效果，然后以間歇采樣技術(shù)為基礎(chǔ)，分析仿真了重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)干擾和存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)干擾2種不同的干擾方法。對(duì)比兩者的干擾效果圖，可以發(fā)現(xiàn)兩者都能形成高度逼真的假目標(biāo)群，重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)干擾出現(xiàn)的假目標(biāo)大都滯后于真實(shí)目標(biāo)，而存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)干擾出現(xiàn)的假目標(biāo)大都超前于真實(shí)目標(biāo)；但是存儲(chǔ)后逐次轉(zhuǎn)發(fā)須對(duì)第1個(gè)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行采樣存儲(chǔ)后才能轉(zhuǎn)發(fā)，而重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)干擾可直接轉(zhuǎn)發(fā)采樣信號(hào)，并不需要進(jìn)行存儲(chǔ)。應(yīng)用時(shí)可根據(jù)不同的需求選擇相應(yīng)的干擾方法。

［1］馬曉巖，向家彬.雷達(dá)信號(hào)處理［M］.長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

［2］王雪松，肖順平.現(xiàn)代雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模與仿真［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［3］李楊.針對(duì)線性調(diào)頻雷達(dá)的有源干擾技術(shù)研究［M］.成都：電子科技大學(xué)，2010.