對線性調頻脈壓雷達的三種干擾樣式的研究

何 暖，盛驥松

（船舶重工集團公司723所，揚州 225001）

0 引 言

線性調頻脈壓雷達在軍事上的作用越來越突出，在軍事領域應用廣泛，如目標分類、辨識和戰場上的敵我識別以及精確武器制導等［1］。在我方加強研制與利用線性調頻脈壓雷達的同時，也迫切需要及時開展和加強對其進行干擾的研究工作，以削弱敵方在電子戰時使用線性調頻脈壓雷達進行作戰的能力。本文主要研究了對線性調頻脈壓雷達的方波調制干擾、前沿循環復制干擾、前沿循環復制加隨機方波調制干擾3種干擾樣式對線性調頻脈壓雷達的干擾效果。

1 線性調頻脈沖壓縮雷達信號分析

脈沖壓縮雷達發射時采用寬脈沖發射以提高發射的平均功率，保證足夠大的作用距離，接收時采用相應的脈沖壓縮算法獲得窄脈沖，以提高距離分辨率，這樣就可以較好地解決雷達作用距離與距離分辨率之間的矛盾［2-3］。線性調頻信號經常應用于脈沖壓縮雷達。線性調頻信號的數學表達式為：

用Matlab仿真某線性調頻雷達信號S（t），其時域和頻域波形見圖1。

該信號參數為：脈寬B為10μs；帶寬T為10MHz；調頻斜率K為B／T；載波頻率fc＝5×106Hz。

圖1 線性調頻雷達信號時域／頻域圖

線性調頻脈沖壓縮雷達接收時采用匹配濾波器壓縮脈沖。信號s（t）的匹配濾波器的時域脈沖響應為：

t0是使濾波器物理可實現所附加的時延。理論分析時，可令t0＝0，則有：

用Matlab仿真線性調頻雷達信號s（t）經過匹配濾波器后的波型，見圖2。

圖2 線性調頻脈壓信號

2 對線性調頻脈壓雷達信號的規則調制干擾

為了對線性調頻脈壓雷達進行干擾，干擾機可對截獲的線性調頻脈壓雷達信號進行規則方波調制和隨機方波調制。

2.1 仿真結果

方波調制干擾效果見圖3～圖10。

圖3 規則方波（方波周期為T／5）調制后的線性調頻信號

圖3所示信號經匹配濾波器進行脈沖壓縮后的波形和未調制前的脈壓信號對比圖見圖4、圖5。

圖4 規則方波調制后的線性調頻脈壓信號

圖5 規則方波 （方波周期為T／5）調制后的線性調頻脈壓雷達信號（放大）

方波周期為T／20時，方波調制線形調頻信號見圖6，干擾效果圖見圖7、圖8。

圖6 規則方波（方波周期為T／20）調制后的線性調頻信號

圖7 規則方波 （方波周期為T／20）調制后的線性調頻脈壓信號

圖8 規則方波 （方波周期為T／20）調制后的線性調頻脈壓信號（放大）

2.2 干擾效果分析

規則方波調制干擾信號脈沖壓縮后，主峰脈寬幾乎不變，但幅度降低，主峰兩側各出現一個明顯的副瓣，可對線性調頻脈壓雷達形成距離欺騙的干擾效果，但缺點是不能掩蓋真實目標。

圖9 隨機方波（重頻隨機）調制后的線性調頻信號

圖10 隨機方波調制后的線性調頻脈壓信號（放大）

將規則調制方波頻率逐漸增大進行多次仿真（本文只列出方波周期為T／5，T／20的仿真圖）發現，隨著調制方波頻率的增加，方波調制后的線性調頻脈壓雷達信號的副瓣距離主瓣越來越遠，且幅度隨調制方波的頻率增加有所降低。

隨機方波調制干擾信號脈沖壓縮后，主峰脈寬幾乎不變，幅度降低，主峰兩側旁瓣結構不規則惡化，該干擾樣式可對線性調頻脈壓雷達形成遮蓋壓制或者距離欺騙。

3 對線性調頻脈壓雷達信號的前沿循環復制干擾

為了對線性調頻脈壓雷達進行干擾，干擾機可對截獲的線性調頻脈壓雷達信號進行前沿循環復制。

3.1 仿真結果

線性調頻脈壓雷達信號s（t）的前沿循環復制干擾仿真圖見圖11～圖14。

3.2 干擾效果分析

圖11 線性調頻的前沿循環復制信號（前沿長度為T／10）

圖12 線性調頻的前沿循環復制脈壓信號（前沿長度為T／10）

圖13 線性調頻的前沿循環復制脈壓信號（前沿長度為T／5）

對線性調頻信號進行前沿循環復制、脈壓后會形成距離假目標。仿真結果顯示，原線性調頻脈壓信號的功率幾乎平均分散到各目標中。各假目標主瓣寬度大于原來脈壓信號寬度，目標的個數等于所復制的線性調頻信號前沿的個數N。

圖14 線性調頻的前沿循環復制脈壓信號（前沿長度為T／25）

4 對線性調頻脈壓雷達信號的前沿循環復制加隨機方波調制干擾

4.1 仿真結果

干擾機對截獲的線性調頻脈壓雷達信號進行前沿循環復制，然后再進行隨機方波調制，干擾仿真圖見圖15～圖16。

圖15 線性調頻的前沿循環復制加隨機方波調制信號（前沿長度為T／10）

4.2 干擾效果分析

對線形調頻信號進行前沿循環復制后，再進行隨機方波調制，脈壓后會形成脈寬和距離不規則的多個目標信號，干擾效果明顯。

5 結束語

圖16 線性調頻的前沿循環復制加隨機方波調制脈壓信號 （前沿長度為T／10）

利用不同的干擾樣式可達到對削弱敵方在電子戰時使用線性調頻脈壓雷達進行作戰的能力的不同效果。本文研究了對線性調頻脈沖壓縮雷達信號的3種干擾樣式：方波調制干擾、前沿循環復制干擾、前沿循環復制后再進行隨機方波調制的干擾，仿真并分析了3種干擾樣式干擾效果的特點。實際作戰時，可以根據需要采取合理的方波調制參數、前沿復制參數，形成對敵方雷達的有效干擾。

［1］ 周一宇.電子戰原理與技術［M］.北京：國防工業出版社，1999.

［2］ Mahafza Bassem R，Elsherbeni Atef Z.雷達系統設計MATLAB仿真［M］.朱富國譯.北京：電子工業出版社，2009.

［3］ 羅軍輝，羅勇江，白義臣，龐娜.MATLAB 7.0在數字信號處理中的應用［M］.北京：機械工業出版社，2005.