李彥栓，潘理剛

(中國電子科技集團公司第38研究所信息對抗部，安徽合肥 230088)

雷達在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要作用，是防空預警和武器引導的重要情報來源。隨著武器裝備技術的發(fā)展，對雷達的干擾技術和抗干擾技術研究受到更多地重視。目前對雷達干擾方法主要有壓制干擾和欺騙干擾。壓制干擾的實現(xiàn)方式一般有寬帶噪聲、噪聲調(diào)頻、寬帶掃頻干擾等方式，其實質(zhì)是采用大功率的干擾信號降低目標回波信號的信噪比，壓制敵方雷達的威力范圍;欺騙干擾的實質(zhì)是干擾機模擬產(chǎn)生雷達目標信號，使雷達檢測到虛假目標，破壞雷達對真實目標的檢測和跟蹤，其實現(xiàn)方法一般有脈沖前沿復制、移頻干擾等 DRFM 干擾方法和 DJS干擾方法［1－3］。

現(xiàn)代雷達廣泛使用大時寬帶寬積信號，以降低雷達峰值發(fā)射功率和提高雷達的距離分辨力，由于脈沖壓縮處理技術可使目標回波信號獲得幾十dB的信號處理得益，使得傳統(tǒng)的噪聲類壓制干擾方法要達到同樣的壓制系數(shù)，需要更大的干擾輸出功率。DRFM可以對雷達信號進行長時間的相干存儲，能獲得雷達的脈沖壓縮處理得益，是干擾現(xiàn)代相干體制雷達的高效方法。本文研究了DRFM干擾原理和工程實現(xiàn)方法，并在此基礎上提出一種采用密集假目標方法進行欺騙干擾和壓制干擾的方法。

1 信號模型

在目標檢測中，目標的距離分辨力與雷達發(fā)射信號的帶寬成正比，因此為提高雷達的距離分辨力，現(xiàn)代雷達系統(tǒng)廣泛使用大時寬帶寬積的信號，如線形調(diào)頻信號、相位編碼信號、非線性調(diào)頻信號。由于寬帶的線性調(diào)頻信號產(chǎn)生和處理均較容易，容易獲得較大的脈壓信號處理得益，且技術成熟，所以在雷達系統(tǒng)中線性調(diào)頻信號使用較為常見。

線性調(diào)頻信號是通過非線性相位調(diào)制或線性頻率調(diào)制獲得大時寬帶寬積。其信號模型為

式中，A為脈沖幅度;τ為脈沖寬度;fc為發(fā)射信號載頻;k=為線性調(diào)頻斜率;B為信號帶寬;rect)為矩形函數(shù)，其表達式為

2 DRFM密集假目標干擾的實現(xiàn)方法

DRFM技術是針對現(xiàn)代相干體制雷達的有效方法，其工作過程是雷達干擾設備首先通過偵察接收機截獲雷達輻射信號，并將信號樣本附加多普勒頻移后存儲在存儲器中，然后根據(jù)干擾策略，在適當?shù)臅r間將干擾信號發(fā)出，在特定的距離上形成假目標，對雷達進行干擾［4］。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

圖1 DRFM干擾系統(tǒng)組成

基于DRFM技術的延時疊加是生成密集假目標干擾信號的一種簡便高效方法，其將截獲的雷達射頻脈沖，按照一定時間間隔進行延時疊加，然后將此和信號在干擾觸發(fā)脈沖的作用下連續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)多次，便可在一定距離范圍內(nèi)產(chǎn)生大量的具有固定距離間隔的假目標干擾信號［5－10］。假設雷達脈沖寬度為 N × ΔT，ΔT為延時疊加時間。雷達射頻脈沖如圖2所示。

圖2 雷達脈沖信號示意圖

按照時間間隔ΔT進行延時疊加生成的和信號如圖3所示。

圖3 干擾信號延時疊加示意圖

將此和信號連續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)M次形成的干擾信號，經(jīng)雷達脈沖壓縮處理后便可在M×ΔT×C/2的距離范圍內(nèi)產(chǎn)生大量假目標，假目標之間的距離間隔為ΔT×C/2。多次轉(zhuǎn)發(fā)形成的干擾信號的等效形式如圖4所示，其形成的假目標個數(shù)為N+M－1。

3 目標檢測CFAR處理

地面對空情報雷達一般采用MTI工作模式進行目標檢測和跟蹤，目前采用數(shù)字陣列體制的相控陣雷達是其中的主力，其信號流程為中頻數(shù)字化、數(shù)字波束形成、脈沖壓縮、MTI處理和CFAR目標檢測。

圖4 延遲疊加產(chǎn)生假目標原理

脈沖壓縮就是對接收信號進行匹配濾波處理，其濾波器具有時延－頻率特性，延遲時間隨頻率變化，從而實現(xiàn)脈沖內(nèi)各頻率分量在時域被積疊，即壓縮，形成幅度增大、寬度變窄的脈沖信號。

MTI處理是指利用雜波抑制濾波器來抑制各種雜波，提高雷達信號的信雜比，以利于運動目標的檢測。在雷達工程實現(xiàn)中MTI處理一般是采用重頻參差的多脈沖對消處理方式消除盲速，以優(yōu)化MTI濾波器的速度響應曲線，比如四脈沖對消或五脈沖對消處理。然后將MTI處理后結(jié)果與CFAR門限比較，檢測是否有目標存在。為降低單個脈沖的信噪比需求，雷達一般在一個波位上發(fā)射多個脈沖，然后對多組對消處理結(jié)果進行M/N準則檢測輸出。

CFAR處理是對需要進行目標檢測的單元內(nèi)的噪聲和干擾電平進行估計，并根據(jù)估計值設置門限，再與該檢測單元進行比較來判斷是否有目標存在。CFAR處理可以保持信號檢測時的虛警率恒定。CFAR處理方法有CA－CFAR、SO－CFAR、GO－CFAR、WCA－CFAR等方法，他們的區(qū)別是在不同的雜波背景下確定最優(yōu)的檢測門限，但其本質(zhì)都是用于檢測單元相鄰的一組參考距離單元內(nèi)的采樣值來估計雜波功率，工程實現(xiàn)的方法是在被檢測單元前后各取M/2個參考單元，然后按一定算法作雜波功率估計。因此，在產(chǎn)生密集假目標干擾信號時，若假目標的距離間隔較大，假目標輸出的MTI結(jié)果落在距離較遠的距離單元上，則輸出的干擾信號不會抬高雷達CFAR門限，在雷達顯示器上將出現(xiàn)大量的假目標點跡;若假目標的距離間隔較小，則假目標MTI輸出將落在計算CFAR門限的參考單元內(nèi)，雷達CFAR門限將迅速提高，在雷達顯示器上將出現(xiàn)少量假目標點跡，雷達也難以發(fā)現(xiàn)真實目標，此時密集假目標干擾就變成了壓制干擾。由于DRFM可以獲得雷達的信號處理得益，為達到相同的壓制系數(shù)，所需的干擾功率將比噪聲壓制干擾機節(jié)省幾十dB，是一種高效的壓制干擾方式。

4 理論仿真

設雷達信號參數(shù)為:采用LFM信號，調(diào)頻帶寬B=0.5 MHz，脈沖寬度T=100μs;雷達為三變T，脈沖重復周期分別為［3 100，3 300，3 500］μs，在一個波位上發(fā)射12個脈沖，MTI處理采用四脈沖對消，對基帶復信號的采樣時鐘為1 MHz。

CFAR處理選擇單元平均恒虛警算法，檢測單元前后間隔一個保護單元后各取10個距離單元作為參考單元進行雜波功率估計。虛警概率Pfa=10－8，根據(jù)虛警概率公式計算得到單元平均恒虛警檢測門限Y式中，M=20為取的參考單元個數(shù);Z為參考單元去平均得到的雜波估計;k0為常數(shù);Y為CA－CFAR檢測門限。一個波位的12個脈沖經(jīng)過四脈沖對消處理產(chǎn)生9個MTI結(jié)果，與各自的恒虛警門限比較后進行5/9檢測，每個距離單元上若有5次以上過門限，則判定有目標存在。

在雷達200 km位置通過延遲疊加方法產(chǎn)生密集假目標干擾信號，延遲時間間隔設為20μs或10μs，進行仿真實驗。

(1)延遲疊加間隔為20μs(對應20個距離單元)，將疊加結(jié)果連續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)5次，仿真結(jié)果如圖5～圖6所示。

圖5 MTI結(jié)果與CFAR檢測門限

圖6 CFAR后5/9檢測結(jié)果

(2)延遲疊加間隔為10μs(對應10個距離單元)，將疊加結(jié)果連續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)10次，仿真結(jié)果如圖7～圖8所示。

圖7 MTI結(jié)果與CFAR檢測門限

圖8 CFAR后5/9檢測結(jié)果

從以上仿真結(jié)果可以看出，當假目標間隔大于計算CFAR門限所取的保護單元個數(shù)的1/2時，密集假目標沒有抬高CFAR檢測門限，經(jīng)過檢測處理將會形成假目標點跡;當假目標間隔小于計算CFAR門限所取的保護單元個數(shù)的1/2時，假目標MTI結(jié)果抬高CFAR檢測門限，雷達將既檢測不到假目標也檢測不到真實目標。

5 結(jié)束語

基于DRFM技術產(chǎn)生的干擾信號可以獲得雷達的脈沖壓縮處理得益，降低了干擾設備的輻射功率需求，為干擾現(xiàn)代相干體制雷達提供了有力的技術手段。本文在DRFM干擾的原理基礎上，提出一種通過延遲疊加方法進行密集假目標干擾和壓制干擾的方法。這種方法不僅可以靈活控制假目標的間隔和假目標的數(shù)目，而且在工程實現(xiàn)中可以節(jié)省樣本信號的存儲容量和設備體積。理論分析和仿真結(jié)果證明，文中基于DRFM的干擾方法具有良好的應用效果。

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