基于函數調相的二相編碼脈沖壓縮雷達靈巧干擾方法

宮 健，肖 宇，周 政

(1.西安電子科技大學，西安 710071；2.空軍工程大學，西安 710051）

基于函數調相的二相編碼脈沖壓縮雷達靈巧干擾方法

宮 健1，2，肖 宇2，周 政2

(1.西安電子科技大學，西安 710071；2.空軍工程大學，西安 710051）

為滿足復雜電磁環境下軍事作戰需求，針對二相編碼脈沖壓縮體制雷達，設計了基于視頻函數調相原理的一種靈巧噪聲干擾。建立了二相編碼脈沖壓縮雷達的模型，對正弦函數調相靈巧干擾的效果進行了仿真，結果表明干擾信號經脈壓網絡處理后在目標回波前后一定距離范圍內形成了假目標群。

函數調相；二相編碼；脈沖壓縮；靈巧干擾；雷達干擾

0 引 言

現代戰爭中圍繞雷達的電子干擾與反干擾斗爭從來沒有停止,而且在矛盾斗爭中不斷發展。目前,具有大時寬帶寬積和復雜脈內調制規律的脈沖壓縮波形的廣泛應用,不僅給實時電子偵察帶來了困難［1］,而且使傳統干擾信號無法獲得匹配處理增益,難以達到干擾目的［2-3］。

靈巧干擾正是在脈沖壓縮波形等新技術廣泛應用,傳統噪聲干擾和欺騙干擾的有效性受到挑戰的背景下提出的。靈巧干擾同時具有壓制干擾和欺騙干擾的特點,這種干擾是通過在雷達中心頻率附近發射許多在時域上與真實目標回波重疊,并且覆蓋住目標回波噪聲的猝發脈沖來實現的［4-6］。

因此,開展對二相編碼脈沖壓縮雷達的靈巧噪聲干擾研究,有利于解決新型電子對抗系統探索和設計中的相關問題,具有重要的理論價值和廣泛的應用前景。

1 二相編碼脈沖壓縮原理

1.1 二相編碼信號及頻譜

二相編碼脈沖信號的復數表達式為

其中：

式中：u(t)為信號的復包絡；τ為子脈沖寬度；N為子脈沖個數；T=Nτ是編碼脈沖脈寬；φ(t)∈﹛φn=0,π﹜為相位調制函數；f0為信號載頻。

為了分析二相編碼信號頻譜,式(2)變換為

對式(3)進行Fourier變換可得

1.2 二相編碼信號匹配相關

對于相位編碼信號來說,從時域相關的角度來分析更為簡單和直觀。當多普勒頻率估值=fd,相關器輸出的二相編碼信號的自相關函數為［7-8］

式中：χ1(td,0)是子脈沖的自相關函數,并且

χ2(mτ,0)是歸一化偽隨機序列的非周期自相關函數。

2 正弦函數調相靈巧干擾建模

二相編碼脈沖信號通過使用二元偽隨機序列對單載頻脈沖進行相位調制形成脈內相干信號,因此可以考慮通過直接改變二相編碼信號內部的相位關系來形成干擾信號。

2.1 調相基本原理

假設干擾機接收到的回波信號已變為零中頻信號u(t),則干擾信號的表達式為

從式(7)可以看出,調相干擾信號實際是回波信號與調相信號的乘積調制。根據φj(t)的不同,可以獲得不同的調相干擾信號。

2.2 正弦函數調相模型

正弦調相的附加相移φj(n)為

式中：b為相移函數幅值；fb為相位變化速率。正弦調相干擾信號為

假設式(9)卷積式的第二項為

借助于Bessel函數展開式可得［7］

3 正弦函數調相靈巧干擾仿真

根據Bessel曲線的特點可知,b越大,正弦調相波的倍頻分量越豐富,因此主要研究b≥1時的情況。取13×13組合巴克碼編碼格式,設仿真條件中b取為10,fb為3 KHz,則二相編碼信號的時域圖、幅頻譜及正弦函數調相干擾的效果圖仿真分別如圖1～2所示。

圖1 13×13組合巴克碼時域信號和頻譜

圖2 正弦函數調相靈巧干擾效果

4 結 論

根據上面建立的模型和仿真的結果可以得出如下結論：(1)正弦調相干擾可以獲得幅度、位置較為均勻的假目標群,干擾功率利用效率較高；(2)干擾信號參數直接決定了實施有效干擾所需的干擾功率和假目標的逼真程度,實施干擾必須選取合適的干擾信號參數；(3)通過選擇不同的調相函數可以改變靈巧噪聲干擾的干擾效果,實現多樣化干擾；(4)相對于回波信號,干擾信號需要有合適的時間延遲使假目標與真實目標處于不同位置,防止假目標與真實目標疊加而提高信干比。

［1］Schleher D C.Electronic Warfare in the Information Age［M］.American：Artech House,1998：196-223.

［2］Stott G F.Digital Modulation for Radar Jamming［C］// IEE Colloquium on Signal Processing in Electronic Warfare,1994.

［3］Madni A M.Multiple Deception Jamming Techniques U-sing Digitally Controlled,Solid-State Phase Shifters［C］// IEEE NTCˊ95,Microwave Systems Conference,1995：57 -60.

［4］施來赫D C.信息時代的電子戰［M］.北京：信息產業部電子第二十九研究所,電子對抗國防科技重點實驗室, 2000.

［5］Baumela L,Maravall D.Real-Time Target TracKing［J］. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine,1995, 10(7)：4-7.

［6］Griiffths H D.New Ideas in FM Radar［J］.Electronics& Communication Engineering Journal,1990,2(5)：185-194.

［7］周政.脈沖壓縮雷達靈巧干擾樣式研究［D］.西安：空軍工程大學,2009.

［8］王雪松,肖順平,馮德軍,等.現代雷達電子戰系統建模與仿真［M］.北京：電子工業出版社,2010.

Smart Jamm ing Method for Binary Phase Coded Pulse Compression Radar Based on Function Modulation Phase

Gong Jian1,2,Xiao Yu2,Zhou Zheng2
(1.Xidian University,Xi'an 710071,China；2.Air Force Engineering University,Xi'an 710051,China)

In order tomeet the demand ofmilitary operations under complex electromagnetic enviroment,a Kind of smart noise jamming based on video function modulation principle is designed for binary phase coded pulse compression radar.The binary phase coded pulse compression radar model is established,and the sine function modulation results are simulated.The results show that the jamming signal after dealing with the processing of pulse compression networK,false target group are formed before and after the target echo in a certain distance range.

function modulation phase；binary phase coding；pulse compression；smart jamming；radar jamming

TN974

A

1673-5048(2015)03-0031-02

2014-09-24

航空科學基金資助項目（20130196001）

宮健（1984-），男，博士研究生，講師，研究方向為雷達電子戰及信號處理。