一種基于偽碼調相引信干擾試驗的可行性研究＊

姜 鵬 關成斌 李曉明

（1.92941部隊92分隊 葫蘆島 125001）（2.海軍航空工程學院信息融合技術研究所 煙臺 264001）（3.91851部隊 葫蘆島 125001）

1 引言

偽碼調相引信[1～2]是在偽碼調相雷達（亦稱偽噪聲雷達，Pseudo－noise radar，PNradar）[3]的基礎上發展起來的一種新型近炸引信。上世紀80年代初法國將偽碼調相脈沖多普勒復合調制引信應用于“K海響尾蛇”導彈。該引信克服了脈沖多普勒引信由于高重復頻率使模糊距離大為縮小對抗干擾不利的缺點，大大提高了引信的抗干擾能力和低空作戰能力[4]。

近年來偽碼體制引信的抗噪聲性能、抗噪聲調幅和調頻干擾性能、抗干擾方法都得到了廣泛深入的研究[5～10]。干擾引信已成為國內外一個非常重要的課題。現階段干擾引信是對艦空導彈實施的最后一個電子戰環節，其成敗直接影響導彈的作戰性能，因此進行有效的引信干擾試驗非常有必要[12～14]。本文對艦空導彈常用的無線電引信實施干擾試驗的可行性進行深入研究。

2 無線電引信干擾可行性分析

干擾引信主要有兩種形式，即無源干擾和有源干擾。人為無源干擾主要是人為投放的偶極子箔條云和人為投放的無源誘餌假目標。箔條無源干擾的特點是干擾頻率寬、覆蓋區域大、散射方位大、在空間漂浮時間長。箔條云的反射特征與目標反射的有用信號非常接近，可對無線電引信實施質心干擾。箔條制造簡單、經濟適用，許多作戰飛機都裝備箔條干擾彈，所以箔條干擾一直是無線電引信最常遇到的干擾模式。

無線電引信有源干擾必須經過偵察、截獲、分析引信發射信號，然后引導干擾設備根據頻率對準、功率對準、干擾時機三個條件進行干擾。引信從遠距離解封到引爆之間的時間僅有幾十毫秒，過去的干擾機很難滿足實時性。但先進的信號處理技術、高速芯片技術已應用到電子干擾領域，國外先進的機載干擾機可在幾個毫秒甚至更短的時間內就能完成對引信信號搜索、處理以及干擾信號發射。本文主要基于有源干擾模式進行深入的研究。

另外，現在許多戰機都有預警系統，它可以在引信工作前使偵察接收機從方位上提前對準引信，減少截獲引信信號的時間。而且即使無法準確測量引信工作頻率，也可提前進行大功率掃頻干擾或阻塞干擾。

3 有源干擾機理及其模型建立

記持續時間有限信號集合為

式中T表示給定信號的持續時間；x（t，α）為實函數；α＝（a1，a2，…，an）為n維向量；ai（i＝1，2，…，n）表示該信號的獨立特征參量，Λ表示獨立特征參量的完備集合。則脈沖體制引信發射的信號xp（t，α）∈SD（T）。

脈沖體制引信發射信號xp（t，α）構成下列集合

式中L2（0，T）為賦范線性空間，稱為L2（0，T）引信信號空間，向量α的特征參量由給定脈沖引信的工作體制及其工作方式決定。Eu為正實數，表示信號能量。

在某時刻t＝t0，x（t，α）＝x（t，α0），α中的元素αi將取某一定值αi0（i＝1，2，…，n），即α＝α0＝（α01，α02，…，αn0），稱一切可能的α全體為引信的工作特征空間，記為W，其維數由引信的工作體制和工作方式決定。由于引信分辨參數的能力有限，其回波信號x（t，α′）在W中并非是一個理想的點，而是占據著一個以α′為中心的n維區域。

式中E為正實數，表示干擾信號能為干擾信號的特征向量。干擾信號x（t，αJ）∈J，成功干擾引信的充要條件是干擾x（t，αJ）滿足

圖1 有源干擾的不分辨區域V

即使干擾信號x（t，αJ）落入回波信號x（t，α′）的不分辨區V。一般來說無線電引信靠探測目標的距離或速度信息對目標進行識別，所以n通常取2，即n＝2時，干擾信號不分辨區域V，如圖1所示。這主要取決于：1）干擾方能否截獲引信信號；2）干擾方能否在空間形中解調出引信信號；3）引信接收機的信號處理方法和抗干擾措施。

4 偽碼調相引信干擾機實現方案

4.1 干擾機組成及工作原理

本文給出一種可用于機載的偽碼調相引信干擾機的實現方案，其原理框圖如圖2所示，工作原理及過程如下：

圖2 偽碼調相引信干擾機原理框圖

首先將天線接收到的載波為fR1～fR2的偽碼調相引信信號與第一本振相混頻，得到第一中頻fI1～fI2，再與掃頻振蕩器的掃頻信號相混頻，得到固定中頻信號fI；然后對fI進行相位解調，獲得相干載波fI和引信調制信號（即偽碼序列）。干擾時由選擇控制器選擇采用欺騙干擾還是壓制干擾。

當進行瞄準式欺騙性干擾時，首先對解調出的偽碼序列進行整形、識別和延時重構；然后將重構后的偽碼序列調制在第一中頻fI1～fI2上，再經與第一本振混頻后，信號已準確地對準引信輻射信號頻率；最后經功率放大后由發射天線發射干擾信號。在偽隨機碼一個周期的循環延遲中，必然有一個時刻與引信預定距離上的信號延遲相對應，以此來實現對引信的欺騙性干擾。由于此干擾信號具有引信目標回波信號的所有特征，且信號有一定的強度，引信很難對此信號進行識別。

當進行窄帶壓制性干擾時，首先對解調出的偽碼序列進行整形、識別；然后進行偽碼頻率識別，再產生同頻率的時鐘信號用以產生偽噪聲；最后將產生的偽噪聲先調制在第一中頻fI1～fI2上，再經與第一本振混頻后，經功率放大由發射天線發射出去。干擾信號具有白噪聲的所有特征，且信號有一定的強度。噪聲的隨機性可能破壞引信的信號檢測能力，也可能破壞引信接收信號的幅度和相位關系，使引信自身的相關接收失效，從而達到干擾引信的目的。當噪聲干擾信號很強時，有可能使引信接收電路飽和而失去工作能力。

4.2 重要模塊實現方案

1）解調電路：本干擾機采用相干解調法對引信信號進行解調。偽碼調相引信信號的載波頻率一般都在微波段，在這么高的頻率上工作的解調芯片很少，所以本干擾機通過兩次變頻，把頻率變到中頻，然后再解調。對偽碼調相信號進行相干載波提取有同相正交環、非線性變換－濾波法、逆調制環和判決反饋環等方法。本干擾機選用同相正交環法，因為同相正交環在提取相干載波的同時可直接得到調制信號，簡化了硬件電路設計。

2）調制電路：經識別重構后的偽碼序列與原引信的偽碼序列大致一致，需用它調制同頻同相的本地載波，然后發射出去。偽碼調相電路由集成0／π調相器、偽隨機碼產生器、載波信號源組成，其原理框圖如圖3所示。

圖3 偽碼調相電路原理框圖

3）偽噪聲源：偽噪聲源實際上就是偽碼序列產生器，要實現對偽碼調相引信的窄帶壓制性干擾，偽噪聲的碼元寬度必須與偽碼調相引信的碼元寬度相等，而碼元寬度是由產生偽碼序列的時鐘頻率決定。這樣就需要產生出與引信信號偽碼頻率同頻率的時鐘信號，偽噪聲實現原理框圖如圖4所示。

圖4 偽噪聲實現原理框圖

5 結語

本文對艦空導彈引信干擾試驗的可行性進行了研究，提出一種針對偽碼調相無線電引信進行有源干擾的實現方案。方案所用干擾機理正確，并充分考慮了小型化、硬件成本等問題，但系統軟硬件的設計與研制還需更加深入的研究與論證。

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