白曉煊

摘要：為了測(cè)試末制導(dǎo)雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境下受到的干擾，從而輔助判別其抗干擾能力，本文設(shè)計(jì)了基于末制導(dǎo)回波信號(hào)的干擾特性測(cè)試系統(tǒng)，重點(diǎn)論述了系統(tǒng)工作原理、功能結(jié)構(gòu)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)工作解決了脈沖壓縮積累、雷達(dá)信號(hào)處理和特征參數(shù)提取等關(guān)鍵技術(shù)，測(cè)試系統(tǒng)在實(shí)際工作中發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞：回波信號(hào)；測(cè)試系統(tǒng)；干擾特性

中圖分類(lèi)號(hào)：TN959.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）03-0197-02

隨著電子干擾技術(shù)的日益發(fā)展，末制導(dǎo)雷達(dá)的工作環(huán)境日趨復(fù)雜。如何在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，判別末制導(dǎo)雷達(dá)所受到的干擾，從而為評(píng)估末制導(dǎo)雷達(dá)抗干擾性能？這是一個(gè)值得深入研究的課題。干擾測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)接收末制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)、目標(biāo)回波信號(hào)和干擾信號(hào)，進(jìn)行一系列處理，得出末制導(dǎo)雷達(dá)實(shí)際受干擾參數(shù)，從而為評(píng)估末制導(dǎo)雷達(dá)在不同干擾環(huán)境下的抗干擾性能提供依據(jù)。

1 測(cè)試系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)2個(gè)獨(dú)立接收單元，即發(fā)射信號(hào)接收單元和回波信號(hào)接收單元，分別用于接收末制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)和目標(biāo)回波及干擾信號(hào)。主要功能組件包括：發(fā)射信號(hào)接收盒、回波信號(hào)接收盒、瞬時(shí)測(cè)頻盒、中頻信號(hào)采集板、視頻信號(hào)采集板、控制計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)電子盤(pán)。

1.2 測(cè)試系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

為達(dá)到測(cè)試干擾信號(hào)的目的，測(cè)試系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如下：采集存儲(chǔ)末制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)、目標(biāo)回波信號(hào)，提取各個(gè)信號(hào)的波形、脈寬和幅度；采集存儲(chǔ)干擾傳輸衰減測(cè)試信號(hào)，對(duì)頻譜儀進(jìn)行程控，完成對(duì)微波信號(hào)空間傳輸衰減測(cè)量。

1.3 系統(tǒng)工作原理

瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī)盒對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行測(cè)頻，并引導(dǎo)本振進(jìn)行工作，本振信號(hào)同時(shí)送往發(fā)射信號(hào)接收盒和回波信號(hào)接收盒；發(fā)射信號(hào)接收盒和回波信號(hào)接收盒分別輸出2路中心頻率為60MHz的中頻信號(hào)，其中一路中頻信號(hào)送到中頻信號(hào)采集板進(jìn)行采樣另一路直接輸出送外接采集設(shè)備；中頻信號(hào)采集板對(duì)接收到的中頻信號(hào)進(jìn)行采集、緩存、脈沖壓縮和積累等處理，并將處理結(jié)果送控制計(jì)算機(jī)主板，控制計(jì)算機(jī)主板完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、分析和通訊等功能；控制計(jì)算機(jī)通過(guò)視頻信號(hào)采集板采集末制導(dǎo)輸出模擬信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)接口采集末制導(dǎo)雷達(dá)輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 測(cè)試系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 脈沖壓縮與積累

目標(biāo)回波信號(hào)的采集將受到距離、大氣衰減、發(fā)射接收天線(xiàn)偏離中心軸、發(fā)射功率及有源干擾等因素影響，為消除這些影響，設(shè)計(jì)中采用對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行采集、壓縮，通過(guò)多種算法處理，大大提高在低信噪比的信號(hào)中解析出回波信號(hào)幅度參數(shù)的能力。信號(hào)參數(shù)調(diào)制方式設(shè)計(jì)為相位編碼、線(xiàn)性（非線(xiàn)性）調(diào)頻或非相參脈沖調(diào)制，重復(fù)周期為100～1500μs，脈寬為0.2～500μs；脈沖壓縮處理時(shí)間設(shè)計(jì)為≤0.7Tr（Tr為雷達(dá)重復(fù)周期）；脈沖積累個(gè)數(shù)設(shè)計(jì)為4～200可調(diào)。

2.2 末制導(dǎo)雷達(dá)信號(hào)處理

對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)載體和目標(biāo)位置、航向和導(dǎo)引頭機(jī)械軸角等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行平滑插值，使其數(shù)據(jù)間隔分別與雷達(dá)重復(fù)周期和輸出信號(hào)組采集周期一致；視頻信號(hào)采集處理板以100Hz的采集速度采集末制導(dǎo)雷達(dá)的模擬信號(hào)；中頻信號(hào)采集處理板產(chǎn)生10毫秒周期的中斷信號(hào)給控制計(jì)算機(jī)主板，控制計(jì)算機(jī)的中斷處理程序讀取視頻信號(hào)采集板采集的各路模擬信號(hào)。

2.3 特征參數(shù)提取

2.3.1 寬度/幅度提取

分別對(duì)壓縮-積累前后的雷達(dá)回波、干擾信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度、幅度提取。因?yàn)閱蝹€(gè)周期的信號(hào)非常弱，多數(shù)情況下信號(hào)淹沒(méi)在噪聲中，對(duì)信號(hào)的寬度/幅度提取是在壓縮積累后進(jìn)行的，由于壓縮積累的數(shù)字處理增益很高，這樣就能把信號(hào)從淹沒(méi)的噪聲中提取出來(lái)。

定頻脈沖信號(hào)的寬度幅度提取是在積累后進(jìn)行的。相參積累處理方式下，N個(gè)周期距離選通信號(hào)內(nèi)的回波/干擾信號(hào)采樣值按照距離排列，相同距離的采樣值為一組加海明窗后做256點(diǎn)FFT，加海明窗后，頻譜峰值會(huì)降低，譜線(xiàn)寬度為，以頻譜上最大功率點(diǎn)為中心左右取數(shù)字頻率（點(diǎn)）在頻域做功率積分，計(jì)算出該距離點(diǎn)的功率值；相參積累的選通寬度最多為12微秒，基帶數(shù)據(jù)率為20MHz，所以相參積累最多做240個(gè)256點(diǎn)FFT，得到距離選通內(nèi)每個(gè)距離點(diǎn)的功率值，選取所有距離點(diǎn)相參積累功率最大值的一半為門(mén)限，計(jì)算回波/干擾信號(hào)的寬度，計(jì)算回波/干擾寬度內(nèi)信號(hào)相參積累功率的均值并且做海明窗的功率補(bǔ)償后得到信號(hào)的幅度、功率。定頻脈沖信號(hào)的非像參積累就是多個(gè)周期相同距離點(diǎn)的功率平均，以最大功率值一半為門(mén)限，計(jì)算回波/干擾信號(hào)的寬度，計(jì)算回波/干擾寬度內(nèi)信號(hào)功率的均值得到信號(hào)的幅度、功率。

線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)或相位編碼信號(hào)采用脈沖壓縮的的處理方法。由于無(wú)法事先知道信號(hào)的特征，所以采用發(fā)射信號(hào)自相關(guān)得到信號(hào)的處理增益，然后用發(fā)射信號(hào)和回波/干擾信號(hào)做脈沖壓縮得到脈壓峰值，脈壓峰值除去處理增益得到回波/干擾信號(hào)的幅值。為了降低旁瓣，需要加海明窗，功率計(jì)算時(shí)要相應(yīng)地做補(bǔ)償?shù)玫叫盘?hào)的實(shí)際功率值。

2.3.2 干信比解算

對(duì)雷達(dá)回波、干擾信號(hào)進(jìn)行幅度/功率轉(zhuǎn)換，分別進(jìn)行壓縮-積累前后干信比解算。

2.3.3 波形近似度和缺失度解算

3 結(jié)語(yǔ)

基于末制導(dǎo)回波信號(hào)的干擾特性測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)完成設(shè)計(jì)，其工作界面如圖2所示。干擾測(cè)試系統(tǒng)接收末制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)、目標(biāo)回波信號(hào)和干擾信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后得出干擾信號(hào)參數(shù)，為輔助評(píng)估末制導(dǎo)雷達(dá)在不同干擾環(huán)境下的抗干擾性能提供了有效手段。

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