一種密集假目標干擾的建模及其仿真分析

郝萬兵 張 軍 謝 敏

(西安電子工程研究所 西安 710100)

0 引言

現代戰爭電磁環境日益復雜，雷達對抗技術與反對抗技術互相推進。隨著計算機、微波單片集成電路、大規模集成電路等技術和器件的成熟與應用，出現了一大批新體制雷達，具有較高的抗干擾性能，傳統的噪聲干擾很難對這些雷達進行干擾壓制。目前，多假目標干擾技術成為雷達對抗的主流方式之一。常規假目標欺騙干擾產生的假目標數量有限，在隨隊干擾和遠距離支援干擾中很難對雷達實施有效壓制。密集假目標干擾可以使雷達無法鎖定真目標，甚至出現信號處理飽和。工程實現時，需要考慮運算速度和存儲資源，本文論述了基于分段重構法的密集假目標干擾工作原理與數學模型，該方法沒有大量的乘法運算，節省存儲資源，最后通過仿真實驗比較，驗證了該方法的有效性。

1 密集假目標產生算法

每部雷達都有其特定的分辨率，目標的密集程度是相對于雷達的分辨單元而言的。常規假目標欺騙干擾產生的假目標數量有限，當雷達信號使用脈內調制時，可以在得到高距離分辨能力的同時采用較大時寬的信號。大時寬信號的使用使得常規假目標欺騙干擾產生的假目標之間的間隔大，而且個數非常有限。如果雷達把這些假信號目標都當作真信號目標處理，不影響其繼續跟蹤其他真目標，也不可能使信號處理飽和。要克服以上缺點，干擾設備就要

在當前干擾信號發完之前有能力發射第二個、第三個甚至更多個干擾信號。延時疊加法、卷積法可以產生這樣的密集假信號，但是假目標的數目太多時，這倆種方法需要采用大量的乘法運算，耗費大量的存儲空間，本文介紹一種基于分段重構法的密集假目標干擾工作原理與數學模型。

圖1 是分段重構法的實現原理圖。從圖中可以看出將長度為N 的待干擾信號數據s(n)以間隔L分為k 段，即。對信號數據依次進行L 點延時，依照干擾要求做M 次延時，將這M 次延時的數據依時間順序排列并累加得到新的信號數據g(n)，這表明g(n)總共有(M+N-1)段數據組成，其中第一段數據就是s(n)的第一段數據，第二段數據為s(n)前兩段數據之和，第三段數據為s(n)前三段數據之和，依此類推，直至最后一段數據為s(n)的最后一段數據。整個過程只有加法運算，沒有費時的乘法運算。這里的間隔L 對應著假目標之間的時間間隔，M 對應著假目標的數目。通過設置這兩個值可以控制假目標的數目與密度。

圖1 分段重構法的實現原理圖

2 仿真實驗與結果分析

仿真實驗:我們根據圖1所示的干擾工作過程原理圖生成干擾信號。雷達仿真參數設置如下:發射信號為線性調頻信號，帶寬B=10MHz，脈寬T=20μs，采樣頻率fs=40MHz，中心頻率fc=750MHz。干擾起始時刻從零開始，要求生成32 個假目標，間隔L=2μs。

根據密集假目標產生原理，將偵察到的雷達信號分為10 段，則分段重構后的信號變為41 段，總時寬為80μs，信號特征呈先增大，然后持續不變，后遞減趨勢，其中第10 段到第32 段的數據完全相同。

圖2 LFM 信號與重構后的信號

上圖2 為matlab 中的信號仿真結果。圖2(a)為雷達發射線性調頻信號s(n)。圖2(b)為未限幅時分段重構后得到的干擾信號g(n)，由于信號的分段累加特性，幅值先增大，再持續不變，最后遞減，遞增部分時寬與遞減部分時寬長度一致。圖2(c)為限幅后分段重構得到的干擾信號g(n)，限幅處理的原因是考慮到數模轉化后輸出飽和時的情況。

對以上信號進行脈沖壓縮處理，仿真結果如下圖3所示。圖3(a)為雷達發射信號的脈沖壓縮處理結果。圖3(b)為未限幅時分段重構得到的干擾信號脈沖壓縮處理結果，由圖可見，重構的干擾信號經過脈沖壓縮處理后生成了32 個等間隔2μs 的假目標。圖3(c)為考慮分段信號疊加后，干擾數模轉化輸出飽和，做限幅處理，經脈沖壓縮處理后的結果，由圖可見，當輸出飽和時，干擾能量有一定損失，但是只要干擾信號能量不低于雷達接收機靈敏度，干擾效果就不會受到影響。

圖3 信號經脈沖壓縮處理后的結果

3 結論

實現密集假目標信號的方法有很多種，延時疊加法、卷積法，包括本文論述的分段重構法，都有共同的特點，前兩種方法都是對密集假目標信號形成過程的模擬，需要做大量的乘法運算，占用大量的存儲空間，分段重構法是在延時疊加法的基礎上改進的，與延時疊加法不同之處在于該方法是對密集假目標信號空間合成結果的模擬，只有加法運算，縮短運算時間，節省存儲資源。在工程應用過程中，可以利用數字射頻存儲技術實現，主要包括對偵察到的信號進行A/D 變換、存儲、調制，最后生成密集假目標信號，進行適當的延時，D/A 輸出。實際應用中，可以通過控制假目標的個數與假目標時間間隔達到不同的干擾效果。不過，該方法也有不足之處，假目標的間隔相同，有待于繼續改進。

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