基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ技術的噪聲調幅干擾仿真

摘 要：雷達干擾系統(tǒng)中的干擾信號設計與性能分析是一個難點。噪聲調幅信號是雷達干擾系統(tǒng)中常用的一種信號，以噪聲調幅干擾為例，通過分析噪聲調幅干擾的原理，建立了一個簡單的噪聲調幅信號模型，利用Simulink語言對噪聲調幅干擾進行建模仿真，針對頻率對準、頻率瞄準誤差為半個中放帶寬和頻率瞄準誤差大于半個中放帶寬三種情況得到在不同條件下噪聲調幅信號對雷達系統(tǒng)的干擾效果，結果顯示在瞄準式干擾的條件下噪聲調幅信號對雷達信號的干擾效果最為顯著，說明噪聲調幅信號適用于瞄準式干擾。

關鍵詞：噪聲調幅干擾;瞄準式干擾;Simulink;瞄準誤差

中圖分類號：TN972 文獻標識碼：B 文章編號：1004373X(2008)1503204

Simulation of Noise Amplitude Modulation Jamming Based on Simulink

LIU Yajuan1，LI Wei2，WANG Zhe1

(1.Qingdao Branch，Naval Aeronautical Engineering Academy，Qingdao，266071，China；2.Avitation Technology Support Branch of NED，Beijing，100071，China)

Abstract：Design and performance analysis of jamming signal are difficult in radar jamming system，noise amplitude modulation jamming is a common used signal in the system.Taking an example of noise amplitude modulation jamming，with analyzing the principle of noise amplitude modulation，the model of noise amplitude modulation is built by simulink language.Alignment for frequency，frequency targeting error of the half-bandwidth and frequency of targeting error in more than half the bandwidth of three conditions be put under different conditions noise in the AM signal on the radar systems of interference effects.The jamming resultion is obtained in different conditions.Simulation results is satisfactory in the spot jamming condition.

Keywords：noise amplitude modulation jamming;simulation;spot jamming

1 引 言

Simulink是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包。它支持連續(xù)、離散或兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，也支持具有多種采樣速率的多速率系統(tǒng)。另外，Simulink還提供一套圖形動畫的處理法，使用戶可以方便地觀察到仿真的整個過程。這些功能正是進行雷達干擾技術研究分析中亟待解決的問題，本文以雷達干擾技術中的噪聲調幅干擾為例，說明Simulink技術在雷達干擾技術中的應用。

2 噪聲調幅干擾原理

噪聲調幅干擾是噪聲干擾的一種，其干擾信號的載波幅度是受噪聲調制的。

噪聲調幅信號的數(shù)學表示式為:uj(t)=［U0+un(t)］cos ωjt(1)則噪聲調幅干擾信號的功率譜密度可以表示為：GAM=4∫∞0B(τ)cos ωτdτ

=12U20δ(f-fj)+14Gu(fj-f)+

14Gu(fi+f)(2) 可以看出，噪聲調幅信號的頻譜由載頻頻譜和兩個對稱的旁頻帶組成，其帶寬等于調制噪聲頻譜寬度的兩倍。

當干擾信號被雷達接收機截獲后，根據(jù)干擾信號頻率與雷達接收機中放的中心頻率之間的關系，可以得到不同的干擾結果。

假設：干擾頻率譜寬度大于中放帶寬，且中放的頻率特性為矩形。

(1) fj=f0

噪聲調幅干擾的載波頻率fj等于接收機中放頻率特性的中心頻率f0時，中放輸出的功率譜為：G0(f)=H(f)2Gi(f)

=12U20δ(f-fj)+14Gu(fj-f)+

14Gu(fj+f)(3)式中: Gu(fj+f)=Gu(fj+f)，f－fj≤Δfr/2

0， 其他f

Gu(fj－f)=Gu(fj－f)，fj－f≤Δfr/2

0，其他f (4)即中放輸出仍包括載波和一對對稱的旁頻。

(2) fj－f0=12Δfr

此時中放輸出的噪聲功率譜為：G0(f)=H(f)2Gu(f)

= 12U20δ(f-fj) + 14G′u(fj-f)，f0 < fj(5)或:G0(f)= H(f)2Gu(f)

= 12U20δ(fj) + 14G′u(fj + f)，f0 > fj(6)式中:

G′u(fj-f)=Gu(fj-f)， fj-f＜Δfr/2

0，其他f(7)

G′u(fj+f)=Gu(fj+f)， f-fj＜Δfr/2

0，其他f(8)

此時，中放輸出包括載波和上(或下)旁頻帶。

(3) fj－f0≥12Δfr

這時中放輸出中只包含上(或下)邊帶的部分頻率分量，其實這就是窄帶噪聲。中放輸出的噪聲包絡的概率分布為瑞利分布。

3 Simulink動態(tài)仿真

3.1 噪聲調幅干擾仿真

根據(jù)噪聲調幅干擾的原理，Simulink模型如圖1所示。

圖1 雷達噪聲調幅干擾產(chǎn)生模塊圖帶限白噪聲發(fā)生器經(jīng)過調幅調制器得到噪聲調幅信號，再經(jīng)過傅里葉變換可以近似求得噪聲頻譜圖，如圖2所示。

通過示波器，可以對雷達回波調幅信號、噪聲調幅信號和回波與噪聲疊加后的信號進行對比，如圖3所示(第一欄為模擬雷達回波調幅信號，第二欄為噪聲調幅信號，第三欄為回波與噪聲疊加后的信號)。

圖2 噪聲調幅頻譜圖圖3 示波器Scope顯示結果通過Scope2可以清楚地看到解調出載波后，雷達回波完全淹沒在了干擾信號中，如圖4所示。

圖4 示波器Scope2顯示結果3.2 噪聲調幅干擾效果對比仿真

在噪聲調幅干擾的基礎上，根據(jù)干擾機瞄頻誤差的不同，針對三種情況，通過仿真對其干擾效果進行對比。建立Simulink模型如圖5所示。

圖6為仿真試驗所選取的載波、噪聲以及二者調制后的噪聲調幅信號的時域波形圖。

圖7為仿真試驗所選取的載波、噪聲以及二者調制后的噪聲調幅信號的頻譜圖。

4 仿真結果分析

圖8為頻率對準(即fj=f0)情況下中放輸出信號的頻譜圖，比較圖7中的調幅信號頻譜可以看出此時的輸出為載波和一對對稱的旁頻。

圖5 雷達噪聲調幅干擾效果對比Simulink模型圖6 載波、噪聲、噪聲調幅信號的波形圖圖7 載波、噪聲、調幅波的頻譜圖圖9為頻率瞄準誤差為半個中放帶寬(即fj－f0=12Δfr)情況下中放輸出信號的頻譜圖，比較圖7中的調幅信號頻譜可以看出此時輸出的為載波和上(下)旁頻。

圖8 fj=f0時接收機中放輸出信號頻譜圖圖9 fj－f0=12Δfr時接收機中放輸出信號頻譜圖圖10為頻率瞄準誤差大于半個中放帶寬(即fj－f0≥12Δfr)時中放輸出信號的頻譜圖，可以看出此時輸出信號頻譜中不包含載波分量，只包含部分旁頻分量，即此時輸出全部為噪聲分量。

圖10 fj－f0≥12Δfr時接收機中放輸出信號頻譜圖圖11給出了三種情況下的時域波形圖。

圖11 不同條件下中放輸出信號波形圖圖12給出了不同條件下信號通過檢波后的波形圖，由圖中可以看出：當干擾頻率對準雷達頻率時，干擾效果最好，當干擾頻率與雷達頻率相差半個中放帶寬以上時，起不到應有的干擾效果。

由以上分析過程可見，利用Simulink使得對噪聲調幅信號的計算與分析變得十分方便和直觀。

圖12 不同條件下檢波后各信號波形圖5 結 語

在雷達干擾信號的設計過程中，如果能合理使用Simulink技術，可以達到事半功倍的效果。當然，本文對Simulink技術在雷達干擾信號中的運用，還只是一種初步的嘗試，只有不斷的探索，Simulink技術在雷達干擾信號中的運用才可以達到更深入廣泛的應用。

參 考 文 獻

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［7］于舒娟，史學軍.Simulink應用于信號及系統(tǒng)分析\\.現(xiàn)代電子技術，2004，27(21):15-17.

作者簡介 劉雅娟 女，1977年出生，河北唐山人，講師。主要研究方向為航空電子對抗、虛擬仿真。

王 哲 男，1982年出生，四川成都人，助教。主要研究方向為航空電子對抗、虛擬仿真。

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