基于末制導回波信號的干擾特性測試系統設計

白曉煊

摘要：為了測試末制導雷達在復雜電磁環境下受到的干擾，從而輔助判別其抗干擾能力，本文設計了基于末制導回波信號的干擾特性測試系統，重點論述了系統工作原理、功能結構和技術實現。設計工作解決了脈沖壓縮積累、雷達信號處理和特征參數提取等關鍵技術，測試系統在實際工作中發揮了重要作用。

關鍵詞：回波信號；測試系統；干擾特性

中圖分類號：TN959.21 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）03-0197-02

隨著電子干擾技術的日益發展，末制導雷達的工作環境日趨復雜。如何在復雜的電磁環境下，判別末制導雷達所受到的干擾，從而為評估末制導雷達抗干擾性能？這是一個值得深入研究的課題。干擾測試系統通過接收末制導雷達發射信號、目標回波信號和干擾信號，進行一系列處理，得出末制導雷達實際受干擾參數，從而為評估末制導雷達在不同干擾環境下的抗干擾性能提供依據。

1 測試系統功能及結構

1.1 系統結構設計

系統結構設計如圖1所示。測試系統設計2個獨立接收單元，即發射信號接收單元和回波信號接收單元，分別用于接收末制導雷達發射信號和目標回波及干擾信號。主要功能組件包括：發射信號接收盒、回波信號接收盒、瞬時測頻盒、中頻信號采集板、視頻信號采集板、控制計算機和存儲電子盤。

1.2 測試系統功能設計

為達到測試干擾信號的目的，測試系統功能設計如下：采集存儲末制導雷達發射信號、目標回波信號，提取各個信號的波形、脈寬和幅度；采集存儲干擾傳輸衰減測試信號，對頻譜儀進行程控，完成對微波信號空間傳輸衰減測量。

1.3 系統工作原理

瞬時測頻接收機盒對末制導雷達發射信號進行測頻，并引導本振進行工作，本振信號同時送往發射信號接收盒和回波信號接收盒；發射信號接收盒和回波信號接收盒分別輸出2路中心頻率為60MHz的中頻信號，其中一路中頻信號送到中頻信號采集板進行采樣另一路直接輸出送外接采集設備；中頻信號采集板對接收到的中頻信號進行采集、緩存、脈沖壓縮和積累等處理，并將處理結果送控制計算機主板，控制計算機主板完成數據存儲、顯示、分析和通訊等功能；控制計算機通過視頻信號采集板采集末制導輸出模擬信號，通過數據接口采集末制導雷達輸出的數據信號，對數據進行分析處理。

2 測試系統功能實現

2.1 脈沖壓縮與積累

目標回波信號的采集將受到距離、大氣衰減、發射接收天線偏離中心軸、發射功率及有源干擾等因素影響，為消除這些影響，設計中采用對中頻信號進行采集、壓縮，通過多種算法處理，大大提高在低信噪比的信號中解析出回波信號幅度參數的能力。信號參數調制方式設計為相位編碼、線性（非線性）調頻或非相參脈沖調制，重復周期為100～1500μs，脈寬為0.2～500μs；脈沖壓縮處理時間設計為≤0.7Tr（Tr為雷達重復周期）；脈沖積累個數設計為4～200可調。

2.2 末制導雷達信號處理

對末制導雷達載體和目標位置、航向和導引頭機械軸角等數據，實時進行平滑插值，使其數據間隔分別與雷達重復周期和輸出信號組采集周期一致；視頻信號采集處理板以100Hz的采集速度采集末制導雷達的模擬信號；中頻信號采集處理板產生10毫秒周期的中斷信號給控制計算機主板，控制計算機的中斷處理程序讀取視頻信號采集板采集的各路模擬信號。

2.3 特征參數提取

2.3.1 寬度/幅度提取

分別對壓縮-積累前后的雷達回波、干擾信號進行脈沖寬度、幅度提取。因為單個周期的信號非常弱，多數情況下信號淹沒在噪聲中，對信號的寬度/幅度提取是在壓縮積累后進行的，由于壓縮積累的數字處理增益很高，這樣就能把信號從淹沒的噪聲中提取出來。

定頻脈沖信號的寬度幅度提取是在積累后進行的。相參積累處理方式下，N個周期距離選通信號內的回波/干擾信號采樣值按照距離排列，相同距離的采樣值為一組加海明窗后做256點FFT，加海明窗后，頻譜峰值會降低，譜線寬度為，以頻譜上最大功率點為中心左右取數字頻率（點）在頻域做功率積分，計算出該距離點的功率值；相參積累的選通寬度最多為12微秒，基帶數據率為20MHz，所以相參積累最多做240個256點FFT，得到距離選通內每個距離點的功率值，選取所有距離點相參積累功率最大值的一半為門限，計算回波/干擾信號的寬度，計算回波/干擾寬度內信號相參積累功率的均值并且做海明窗的功率補償后得到信號的幅度、功率。定頻脈沖信號的非像參積累就是多個周期相同距離點的功率平均，以最大功率值一半為門限，計算回波/干擾信號的寬度，計算回波/干擾寬度內信號功率的均值得到信號的幅度、功率。

線性調頻信號或相位編碼信號采用脈沖壓縮的的處理方法。由于無法事先知道信號的特征，所以采用發射信號自相關得到信號的處理增益，然后用發射信號和回波/干擾信號做脈沖壓縮得到脈壓峰值，脈壓峰值除去處理增益得到回波/干擾信號的幅值。為了降低旁瓣，需要加海明窗，功率計算時要相應地做補償得到信號的實際功率值。

2.3.2 干信比解算

對雷達回波、干擾信號進行幅度/功率轉換，分別進行壓縮-積累前后干信比解算。

2.3.3 波形近似度和缺失度解算

3 結語

基于末制導回波信號的干擾特性測試系統已經完成設計，其工作界面如圖2所示。干擾測試系統接收末制導雷達發射信號、目標回波信號和干擾信號，經過處理后得出干擾信號參數，為輔助評估末制導雷達在不同干擾環境下的抗干擾性能提供了有效手段。

參考文獻

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