余 成，李世中，陳 赟，李培英，武錫卓

（1.中北大學，山西太原 030051；2.中國南方工業(yè)研究院，北京 102209；3.邯鄲學院，河北邯鄲 056005；4. 92581部隊，河北秦皇島 066000）

引信電子干擾是電子對抗形式之一，是通過干擾信息化裝備，降低其毀傷效能的1 種直接有效的途徑。復雜電磁環(huán)境是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的突出特征。偽碼調相引信由于偽隨機序列的自相關函數(shù)同白噪聲相關函數(shù)的隨機特性相似，都具有良好的距離分辨能力、抗干擾能力和距離截止特性，因此，其已經成為引信電子干擾研究的重點內容。

文獻[3]指出在通頻帶內，只有高斯白噪聲達到較高功率后，引信才會發(fā)生誤動作。文獻[4]說明偽隨機碼誤碼、碼元寬度誤差和延時誤差是影響瞄準式欺騙干擾對偽碼引信干擾效果的3個因素。針對日益復雜的對抗環(huán)境，傳統(tǒng)的非相干干擾呈現(xiàn)出越來越多的局限性。在已有相干干擾的基礎上，研究人員提出靈巧干擾這一新型干擾方式，以降低干擾所需的條件。靈巧干擾，實質上是1 種基于數(shù)字射頻存儲器（DRFM）的信號存儲與調制技術，其干擾信號具有較強的相干性。文獻[8]提出1 種基于噪聲卷積的靈巧噪聲干擾技術，用噪聲對引信發(fā)射信號卷積調制，能提高干擾信號的能量利用率，降低干擾機偵察設備的要求。需要獲得相應的信號參數(shù)來生成干擾信號，由于計算過程比較復雜，實時運算量較大，對偵察精度要求也較高，因此可能會降低干擾機的響應速度，影響干擾效果。

噪聲乘積調制的靈巧噪聲干擾是1種新型靈巧干擾，在一定程度上能夠避免實時運算量過大的問題。在生成干擾信號后，只需要對引信發(fā)射信號乘積調制就能實現(xiàn)干擾。相比卷積調制的干擾，實時運算量大為降低，但干擾效果類似。本文通過對靈巧噪聲干擾理論的分析，研究了基于噪聲乘積調制的偽碼調相引信干擾方法，并通過仿真實驗驗證基于噪聲乘積調制的干擾可以達到欺騙性和壓制性2種不同的干擾效果，具有獨特的優(yōu)勢。

1 偽碼調相引信工作原理

偽碼調相引信由偽隨機碼產生器、射頻振蕩器、0/π 調相器、混頻器、濾波器、恒虛警接收機、相關器、延遲器、信號處理電路、收發(fā)天線和執(zhí)行級等組成，如圖1所示。

圖1 偽碼調相引信原理框圖Fig.1 Schematic diagram of pseudo-random code phase modulation fuze

引信的基本工作原理為：偽隨機碼產生器產生偽隨機碼，調制高頻載波，信號調制后經發(fā)射天線向外輻射；回波信號被接收天線接收后，通過帶通濾波，濾除通帶外的雜波，然后與本振信號混頻，相干解調，經低通濾波后輸出視頻偽碼信號，在恒虛警處理后，將歸一化的信號與固有延遲的本地偽碼相關，通過比較相關值的大小得到相應的彈目距離信息；當達到預定的起爆距離時，信號處理電路發(fā)出起爆信號，觸發(fā)執(zhí)行級，彈丸啟爆。

2 基于噪聲乘積的靈巧噪聲干擾機理分析

靈巧噪聲干擾是1種兼具欺騙性和壓制性干擾的新型干擾方式，利用不同的調制信號形式，獲得不同的干擾效果。從本質上說，靈巧噪聲干擾是由多個分量組成的干擾信號，每1 個分量的頻譜與發(fā)射信號的頻譜相同，從而使干擾信號中每1 個分量功率的利用率達到最大。噪聲乘積調制的靈巧噪聲干擾的基本原理是：根據(jù)干擾對象生成相應的噪聲信號（噪聲信號由干擾機信號處理器實時運算得到，或者由其他設備離線產生后存儲于干擾機內），干擾機接收到引信發(fā)出的信號后，下變頻至基帶，在DRFM 中經過相應的信號處理獲得關鍵參數(shù)后，噪聲信號同下變頻后的視頻信號進行乘積調制，并加入相應的延時，以一定步長不斷改變延時，調制信號幾個周期后就改變1 次，然后上變頻再放大轉發(fā)，形成干擾信號，如此重復直至干擾結束。噪聲乘積調制的靈巧噪聲干擾原理，如圖2所示。相比卷積調制的靈巧噪聲干擾，乘積調制的靈巧噪聲干擾的運算次數(shù)已大為減少，運算效率也有所提高。且抽樣點數(shù)越多，運算效率越高。

圖2 基于噪聲乘積的靈巧噪聲干擾原理框圖Fig.2 Schematic diagram of smart noise interference based on noise product

對噪聲乘積調制的靈巧噪聲干擾下的偽碼引信的輸出進行分析。

引信的發(fā)射信號為：

其中：

P

是m序列的偽隨機碼序列碼長；

T

是偽隨機碼碼元寬度；

T

是偽隨機碼周期，

T

=

PT

；

C

是雙極性m序列，

C

={1 ,-1} ，矩形脈沖函數(shù)：

式（5）中：

k

是干擾信號從干擾機發(fā)射到引信接收機幅值衰減系數(shù)；

τ

是從干擾機發(fā)射到引信接收機時干擾信號的時間延遲；

τ

是引信接收到的干擾信號中干擾機重構的偽碼的延時

τ

=

R

/

c

+

τ

′。其中：

R

表示干擾機到引信的距離；

c

是光速；

τ

′是干擾機在重構偽隨機碼時加入的隨機延時，以保證干擾偽碼對準本地偽碼的固有延時

τ

。在進行干擾時，干擾機以一定步長改變延時

τ

′。每改變1 次就發(fā)射幾個周期的干擾信號，使某一時刻延時

τ

′近似等于固有延時

τ

。干擾信號被引信接收機接收，在通過混頻器混頻、濾除高次諧波后，輸出為：

設彈目接近速度為

υ

，則：

考慮到1 個積分時間內cos（

ω

t

/2）為緩慢變化信號，能視為常數(shù)，故移到積分號外。高斯白噪聲在任意2個不同時刻的隨機變量之間，不僅互不相關，而且相對統(tǒng)計獨立。也可以移到積分號外，則式（12）可以表示為：

3 基于噪聲乘積的靈巧噪聲干擾效果仿真分析

下面，通過仿真實驗說明基于噪聲乘積調制的靈巧噪聲干擾的有效性及干擾效果。仿真參數(shù)設置為：m 序列的偽隨機碼序列碼

P

=15 ，碼元寬度

T

=50 μs，本地偽碼的固有延時

τ

=50 μs，發(fā)射信號的載頻

f

=3 GHz ；干擾機到引信的初始距離

R

=16 m，彈目接近速度

V

=1 000 m/s。采用有限長的均值為0、方差為

σ

高斯白噪聲序列作為乘積調制信號，利用噪聲序列對偽碼引信發(fā)射的信號乘積調制，構造干擾信號。

經仿真相關處理后的波形，如圖3a）所示。相同仿真條件下，基于噪聲卷積調制的靈巧噪聲干擾的相關處理后的波形，如圖3b）所示。

圖3 靈巧干擾下相關器輸出Fig.3 Correlator output under smart noise jamming

通過圖3 可以看出，噪聲乘積調制的干擾信號經相關處理后，能輸出1串幅值隨機的相關峰，形成幅值隨機的假目標群，同理論推導的結果相同。與噪聲卷積調制的干擾信號相比，噪聲乘積調制的干擾信號同樣能輸出幅值隨機的相關峰，干擾效果類似。但產生的相關峰峰值大小相對平均，最高峰峰值沒有噪聲卷積調制的干擾信號的最高峰的峰值大，因此，可以通過增加噪聲的功率來補償。

4 干擾仿真實驗

偽碼引信預定起爆距離為：

式（14）中：

U

為門限電平；

U

=0.8V。偽碼引信模糊距離為：

則通過計算預定起爆距離為6.1 m ≤

R

≤8.9 m，第1個模糊距離

R

=120 m。偽碼引信無干擾下的輸出效果，如圖4所示。

圖4 偽碼引信無干擾下的輸出效果Fig.4 Output effect of pseudo-random code fuze without jamming

4.1 壓制性干擾仿真結果

仿真時設置干信比為5 dB，

R

=20 m，干擾信號的頻譜覆蓋引信接收機的頻譜，其他參數(shù)不變，仿真結果，如圖5所示。

圖5 靈巧噪聲干擾的壓制干擾效果Fig.5 Suppression effect of smart noise jamming

由圖5 可以看出，當干信比為5 dB 時，引信無法檢測出目標信息，引信發(fā)出起爆信號的距離超過預定的起爆距離，引信早炸，說明壓制干擾成功。

4.2 欺騙性干擾仿真結果

仿真時，

R

=200 m，干擾信號的頻譜覆蓋引信接收機的頻譜，其他參數(shù)不變，仿真結果，如圖6所示。由圖6可以看出，引信在第1個模糊距離120 m 附近被成功干擾。當其他條件不變時，繼續(xù)增大干擾功率，引信可能在第2、第3個以至第

N

個模糊距離附近被成功干擾，說明欺騙干擾成功。

圖6 靈巧噪聲干擾的欺騙干擾效果Fig.6 Spoofing effect of smart noise jamming

由圖6可以看出，引信在第1個模糊距離120 m附近被成功干擾。當其他條件不變時，繼續(xù)增大干擾功率，引信可能在第2、第3個以至第

N

個模糊距離附近被成功干擾，說明欺騙干擾成功。

5 結論

基于噪聲乘積調制的靈巧噪聲干擾具有欺騙性和壓制性干擾的雙重效果，在對偽碼引信實施干擾時，能形成幅值隨機的多假目標干擾，相較于基于噪聲卷積調制的靈巧噪聲干擾，干擾效果類似，但可降低干擾機偵察設備的要求。針對不同的干擾對象，可通過調整干擾參數(shù)，得到不同的干擾效果。因此，基于噪聲乘積調制的靈巧噪聲干擾是對偽碼體制引信的1種新型干擾方式。為提高引信對抗水平提供了理論依據(jù)，對偽碼體制及其他類似體制引信的干擾研究具有一定的意義。