摘 要： 為了深入分析PD雷達(dá)對(duì)抗試驗(yàn)現(xiàn)象，獲取各種對(duì)抗條件下對(duì)PD雷達(dá)信號(hào)處理鏈路的響應(yīng)特性，利用SystemVue系統(tǒng)仿真軟件和Matlab協(xié)同建模仿真，搭建了一套包含回波信號(hào)生成、干擾信號(hào)生成、天線特性模擬、雜波特性模擬、接收機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換、MTD處理、CFAR檢測(cè)等模塊組成的PD雷達(dá)對(duì)抗仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了高效、靈活、直觀的仿真方式。通過(guò)脈沖干擾信號(hào)的仿真測(cè)試表明，系統(tǒng)具備了開(kāi)展不同對(duì)抗條件下鏈路響應(yīng)特性研究的能力，為PD雷達(dá)對(duì)抗試驗(yàn)評(píng)估提供了有力支撐。

關(guān)鍵詞： PD雷達(dá)； 電磁脈沖干擾； SystemVue； 對(duì)抗試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN97?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）21?0044?03

Design of PD radar countermeasure simulation system based on SystemVue

WU Ruowu， XU Xiong， HAN Hui， ZENG Yonghu， WANG Liandong

（State Key Laboratory of Complex Electromagnetic Environment Effects on Electronics and Information System， Luoyang 471003， China）

Abstract： To deeply analyze the experiment phenomenon of PD radar countermeasure， and acquire the response characteristic of PD radar signal processing link under different confrontation conditions， a set PD radar countermeasure simulation system composed of echo signal generation module， interference signal generation module， antenna characteristic simulation module， clutter characteristic simulation module， receiver module， A/D conversion module， MTD processing module and CFAR detection module was constructed by means of system simulation software SystemVue and Matlab for collaborative modeling and simulation. The system provides an efficient， flexible and intuitive simulation mode. The results of pulse interference signal simulation test show that the system has the ability to study the link response characteristic under different confrontation conditions， and provides a powerful support for the assessment of PD radar countermeasure test.

Keywords： pulsed Doppler radar； electromagnetic pulse interference； SystemVue； countermeasure test

0 引 言

脈沖多普勒雷達(dá)[1?3]因其具有高速度分辨率、抑制雜波能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已經(jīng)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在機(jī)載預(yù)警雷達(dá)、機(jī)載和地面火力控制雷達(dá)、彈載制導(dǎo)雷達(dá)等方面，脈沖多普勒雷達(dá)的使用極大地提高了軍事裝備的作戰(zhàn)性能。與此同時(shí)，伴隨著脈沖多普勒雷達(dá)的廣泛使用以及電子對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)脈沖多普勒體制的對(duì)抗干擾技術(shù)也在不斷發(fā)展，此時(shí)提高脈沖多普勒雷達(dá)在特定干擾對(duì)抗和多電磁環(huán)境要素[4?6]影響條件下的抗干擾能力成為制約軍事裝備作戰(zhàn)能力提高的關(guān)鍵因素。

為了提高脈沖多普勒雷達(dá)的抗干擾能力，建立了一個(gè)脈沖多普勒雷達(dá)信號(hào)處理仿真系統(tǒng)。研究在干擾條件下對(duì)其信號(hào)處理鏈路的影響，分析其對(duì)各處理環(huán)節(jié)影響的特性，為進(jìn)行相關(guān)電子抗干擾技術(shù)提供幫助。SystemVue[7?9]是一款專(zhuān)為電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的EDA產(chǎn)品，它可以進(jìn)行真正的射頻鏈路仿真，支持射頻系統(tǒng)鏈路與數(shù)字信號(hào)處理單元協(xié)同仿真，其作為專(zhuān)用的ESL設(shè)計(jì)和信號(hào)處理算法開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以替代通用的數(shù)字、模擬和數(shù)學(xué)仿真環(huán)境。本文結(jié)合實(shí)際的電磁脈沖干擾試驗(yàn)的仿真需求，選取SystemVue設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建了一套電磁脈沖特性分析用的脈沖多普勒雷達(dá)仿真系統(tǒng)。

1 模型設(shè)計(jì)

1.1 模型構(gòu)建

一個(gè)采用二級(jí)變頻超外差體制的典型PD雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其主要組成包含變頻濾波模塊、功率放大器、收發(fā)開(kāi)關(guān)、天線、零中頻正交解調(diào)器以及相應(yīng)的視頻信號(hào)處理系統(tǒng)。上述PD雷達(dá)系統(tǒng)加上實(shí)際目標(biāo)、干擾以及信號(hào)傳播特性，構(gòu)成了PD雷達(dá)特性分析系統(tǒng)的物理模型。

本文設(shè)計(jì)PD雷達(dá)特性分析系統(tǒng)是在圖1所示物理模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)學(xué)行為級(jí)模型的建立，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，把行為級(jí)模型分為干擾信號(hào)、目標(biāo)回波型號(hào)、接收處理三個(gè)基本單元，同時(shí)為了滿足特性分析的需要在各單元關(guān)鍵信號(hào)節(jié)點(diǎn)處加入了測(cè)試分析節(jié)點(diǎn)。整個(gè)特性分析仿真模型如圖2所示。

系統(tǒng)主要針對(duì)多普勒帶寬內(nèi)受到速度、距離欺騙干擾和受到高能電磁脈沖壓制的情況下，接收機(jī)各信息鏈路節(jié)點(diǎn)的特性變化情況。如圖2所示，電磁脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)射機(jī)、天線、雜波和目標(biāo)信息模塊后進(jìn)入到接收處理模塊。速度和距離干擾部分的仿真模型圖如圖3所示。信號(hào)生成模塊可結(jié)合實(shí)際需求從系統(tǒng)庫(kù)或者存儲(chǔ)的波形文件中調(diào)用。與實(shí)際仿真的PD雷達(dá)模型相對(duì)應(yīng)，發(fā)射機(jī)選取了兩級(jí)上變頻到射頻的結(jié)構(gòu)。經(jīng)天線模塊出來(lái)的射頻信號(hào)調(diào)制速度信息和雜波信息后進(jìn)入到接收機(jī)部分。目標(biāo)回波信號(hào)和干擾信號(hào)經(jīng)接收機(jī)兩級(jí)下變頻，在視頻進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后再進(jìn)入到多普勒濾波器組，之后再進(jìn)行CFAR和視頻積累處理。

1.2 仿真參數(shù)設(shè)置

SystemVue仿真環(huán)境是建立在數(shù)據(jù)流計(jì)算的基礎(chǔ)上的，數(shù)據(jù)流分析引擎是數(shù)據(jù)流仿真的核心，任意一個(gè)SystemVue仿真系統(tǒng)執(zhí)行之前，都需要根據(jù)數(shù)據(jù)流特點(diǎn)為其配備相應(yīng)的分析引擎，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流分析設(shè)置圖如圖4所示。它包含數(shù)據(jù)分析開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間設(shè)置，系統(tǒng)采樣率、采樣點(diǎn)數(shù)以及頻率分辨率等內(nèi)容。

2 模型功能測(cè)試

在建立了PD雷達(dá)特性分析系統(tǒng)仿真模型之后，需要對(duì)其功能進(jìn)行驗(yàn)證。本文通過(guò)驗(yàn)證系統(tǒng)建立的頻譜測(cè)試節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)測(cè)試節(jié)點(diǎn)輸出實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證過(guò)程。設(shè)定電磁脈沖信號(hào)重頻為10 kHz，脈寬為500 ns，干擾信號(hào)的重頻為5 kHz，脈寬為500 ns，觀測(cè)接收機(jī)中頻輸出的頻譜。無(wú)干擾和有干擾情況接收機(jī)中頻檢測(cè)到的頻譜圖如圖5和圖6所示。

多普勒濾波器組和CFAR數(shù)據(jù)處理后的輸出是整個(gè)PD雷達(dá)系統(tǒng)的核心內(nèi)容。未做雜波處理的條件下，目標(biāo)多普勒頻率為8 000 Hz，距離為1 600時(shí)的距離?多普勒速度圖和CFAR檢測(cè)輸出圖，如圖7所示。

加入干擾的情況下多普勒濾波器組處理輸出，如圖8所示。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)實(shí)際PD雷達(dá)電磁脈沖干擾試驗(yàn)仿真分析需求，利用SystemVue搭建了一套用于PD雷達(dá)電磁脈沖特性分析的仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)由信號(hào)和干擾、射頻發(fā)射接收、天線、雜波及目標(biāo)和干擾回波生成、MTD處理和顯示、CFAR檢測(cè)等模塊組成。通過(guò)對(duì)搭建系統(tǒng)各關(guān)鍵輸出節(jié)點(diǎn)的測(cè)試，系統(tǒng)具備了典型PD雷達(dá)系統(tǒng)仿真模擬的能力，可進(jìn)行不同對(duì)抗條件下的PD雷達(dá)電磁脈沖干擾特性分析實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張弓.PD雷達(dá)信號(hào)處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2002.

[2] 張明友，汪學(xué)剛.雷達(dá)系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[3] 丁鷺飛，耿富錄，陳建春.雷達(dá)原理[M].4版.北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[4] 何立萍.戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境及其對(duì)導(dǎo)彈武器裝備的威脅[J].航天電子對(duì)抗，2009（1）：1?3.

[5] 張軍，付強(qiáng)，肖懷鐵.脈沖多普勒雷達(dá)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)的檢測(cè)[J].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，23（5）：54?58.

[6] 聶皞，汪連棟，曾勇虎，等.電子信息系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2013.

[7] 徐超明.基于SystemView的無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（3）：61?64.

[8] 孫屹.SystemView通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.

[9] 劉德春，廖文果.基于SystemView的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（18）：5?8.