脈沖多普勒雷達(dá)的信號(hào)特征分析與其干擾方法探析

馮小娟

摘 要：本文對(duì)PD雷達(dá)的信號(hào)特征展開(kāi)了研究，分析出了可能對(duì)其造成信號(hào)干擾的一些方法，并重點(diǎn)闡述了運(yùn)用噪聲壓制、距離欺騙以及速度欺騙等方式對(duì)PD雷達(dá)進(jìn)行干擾的原理，旨在提升PD雷達(dá)的抗干擾性能。

關(guān)鍵詞：脈沖多普勒雷達(dá)；噪聲干擾；欺騙干擾

脈沖多普勒（PD）雷達(dá)的顯著特征是強(qiáng)大的信號(hào)偵測(cè)和分析性能，因此目前PD已經(jīng)成為殲擊機(jī)火控雷達(dá)中非常重要的一種雷達(dá)。PD的信號(hào)偵測(cè)原理如下：它對(duì)于多普勒頻移具有高度靈敏性，因此利用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波以及固定目標(biāo)回波這兩種不同信號(hào)多普勒頻移的不同，能夠有效的將環(huán)境中的其他雜波進(jìn)行過(guò)濾，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)有用目標(biāo)回波信號(hào)的檢測(cè)功能。

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，鑒于PD雷達(dá)強(qiáng)大的信號(hào)偵測(cè)和分析性能，已經(jīng)對(duì)雙方形成了巨大的軍事威脅，因此對(duì)PD進(jìn)行電子干擾也應(yīng)運(yùn)而生。脈壓技術(shù)應(yīng)用于PD雷達(dá)之后，極大地增加了PD雷達(dá)的偵測(cè)時(shí)寬以及帶寬，且其本身的天線增益以及極低的天線副瓣設(shè)置，為相關(guān)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行對(duì)抗電子對(duì)抗造成了巨大的難度。

1 脈沖多普勒雷達(dá)信號(hào)特性分析

自然界中物體都可以產(chǎn)生多普勒頻移，PD雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的多普勒頻移進(jìn)行偵測(cè)，從而可以從復(fù)雜的地物雜波中較為精準(zhǔn)的找到目標(biāo)，另外，它還具備非常強(qiáng)的對(duì)固定目標(biāo)的抑制性能。和比較常見(jiàn)的動(dòng)目標(biāo)偵測(cè)雷達(dá)比較，PD擁有下面一系列優(yōu)點(diǎn)：

（1）較高的脈沖重復(fù)頻率，使得其不會(huì)出現(xiàn)普通動(dòng)目標(biāo)中的速度模糊狀況；

（2）能夠?qū)π盘?hào)的單根譜線實(shí)施多普勒濾波，從而提升了獲取目標(biāo)信息的精準(zhǔn)度；

（3）運(yùn)用全相干能力的主振放大式發(fā)射機(jī)，有效的保障了發(fā)射信號(hào)的高純頻譜特性。

由于PD具備著較為強(qiáng)大的相干處理以及高的增益處理性能，因此在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中它具備在強(qiáng)雜波背景下對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行偵測(cè)的能力。另外，在脈壓技術(shù)應(yīng)用于PD雷達(dá)之后，它就能夠有效的對(duì)高速度以及遠(yuǎn)距離的目標(biāo)進(jìn)行處理，并且將二者進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理也能夠起到單純的抵抗距離欺騙或者速度欺騙干擾的能力

PD雷達(dá)發(fā)射相干脈沖串，接收信號(hào)與相干振蕩（COHO）實(shí)施相干檢測(cè)后，通過(guò)雜波過(guò)濾器對(duì)一些雜波進(jìn)行過(guò)濾處理，使有用信號(hào)PD速度跟蹤回路中，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相關(guān)信息的識(shí)別與提取。這樣，PD截獲目標(biāo)信息之后，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的角度、距離以及速度跟蹤。單目標(biāo)跟蹤是PD雷達(dá)跟蹤目標(biāo)的典型特征，速度跟蹤是其核心特征，使用原理和連續(xù)波的速度跟蹤原理一致。

2 PD雷達(dá)干擾技術(shù)分析

2.1 噪聲壓制式干擾

噪聲壓制式干擾方式指的是運(yùn)用到大功率的噪聲調(diào)制干擾來(lái)對(duì)PD雷達(dá)的回波信號(hào)進(jìn)行壓制以及掩蓋。一般來(lái)講，人們根據(jù)噪聲干擾原理的不同將其劃分成調(diào)幅干擾、調(diào)頻干擾以及調(diào)幅調(diào)頻干擾。在實(shí)際工作中，脈沖多普勒雷達(dá)必須按兩個(gè)參數(shù)相干地工作，才能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)多普勒頻移的獲取，對(duì)相干時(shí)間間隔的要求必須是毫秒級(jí)，在這一相干時(shí)間間隔內(nèi)通常會(huì)包含著很多個(gè)發(fā)射脈沖間隔期，這就迫使雷達(dá)可接受在多個(gè)脈沖間隔時(shí)間內(nèi)有相同的載波頻率，使它易受到有意無(wú)意產(chǎn)生的二次或多次反射回波信號(hào)的影響。另外，只要將與距離跟蹤中相似的前波門(mén)與后波門(mén)用到多普勒跟蹤的前濾波器與后濾波器，ECM系統(tǒng)就可真實(shí)多普勒濾波器的無(wú)論哪一側(cè)多普勒頻率上產(chǎn)生假信號(hào)，從而在多普勒跟蹤器的兩側(cè)構(gòu)成干擾。這些多普勒產(chǎn)生技術(shù)包括鋸齒波調(diào)相和對(duì)通過(guò)ECM系統(tǒng)放大器的真實(shí)信號(hào)進(jìn)行調(diào)相。

2.2 對(duì)脈沖多普勒雷達(dá)的距離欺騙干擾

在常規(guī)脈沖雷達(dá)中使用的距離拖引技術(shù)在多普勒雷達(dá)同樣可以使用。但是，想要對(duì)多普勒雷達(dá)形成有效的干擾，對(duì)于干擾信號(hào)的頻率復(fù)制特性要求是非常高的。這是因?yàn)槿绻胍蓴_多普勒濾波器對(duì)真實(shí)目標(biāo)信號(hào)的跟蹤，干擾信號(hào)必須在多普勒濾波器的窄的檢測(cè)帶寬之內(nèi)。除了疊加在干擾信號(hào)上的任何有意調(diào)制信號(hào)之外，從效果上說(shuō)，干擾信號(hào)必須是雷達(dá)信號(hào)的精確復(fù)制品。

被保護(hù)目標(biāo)平臺(tái)上的干擾機(jī)發(fā)射欺騙脈沖，該脈沖到達(dá)雷達(dá)接收機(jī)時(shí)盡可能在時(shí)間上和原有的目標(biāo)回波重合。如果欺騙脈沖的功率明顯大于回波脈沖的功率，欺騙脈沖就對(duì)雷達(dá)跟蹤器起主導(dǎo)作用。然后欺騙脈沖逐漸延遲，越來(lái)越大，引誘距離跟蹤器的波門(mén)偏離開(kāi)雷達(dá)回波。一旦距離跟蹤器完全被拖引開(kāi)目標(biāo)，因距離波門(mén)內(nèi)不再有雷達(dá)回波信號(hào)，受距離波門(mén)控制的接收機(jī)內(nèi)的J/S變?yōu)闊o(wú)窮大，這時(shí)多普勒欺騙就能干擾其他坐標(biāo)跟蹤器。有些雷達(dá)能意識(shí)到已被欺騙，然后返回到記憶的目標(biāo)軌跡上去，以便重新捕獲目標(biāo)回波。所以，典型的距離拖引程序就是不斷地重復(fù)如下幾個(gè)步驟：

（1）拖引階段；

（2）關(guān)閉階段；

（3）重復(fù)拖引階段，阻止重新捕獲目標(biāo)。

2.3 速度欺騙干擾分析

對(duì)測(cè)速跟蹤系統(tǒng)實(shí)施干擾的目的是為了給雷達(dá)制造一個(gè)虛假的或者錯(cuò)誤的速度信息。比較常見(jiàn)的干速度欺騙擾技術(shù)為：速度波門(mén)拖引干擾、假多普勒頻率干擾、多普勒頻率閃爍干擾和距離-速度同步干擾。

速度波門(mén)拖引干擾的基本原理是：首先轉(zhuǎn)發(fā)與目標(biāo)回波具有相同多普勒頻率fd的干擾信號(hào)，且干擾信號(hào)的能量大于目標(biāo)回波，使雷達(dá)的速度跟蹤電路能夠捕獲目標(biāo)與干擾的多普勒頻率fd。AGC電路按照干擾信號(hào)的能量控制雷達(dá)接收機(jī)的增益，此段時(shí)間稱為停拖期，時(shí)間長(zhǎng)度約為0.5～2s。然后使干擾信號(hào)的多普勒頻率fdj逐漸與目標(biāo)回波的多普勒頻率fd分離，分離的速度vf不大于雷達(dá)可跟蹤目標(biāo)的最大加速度a，即：Vf≤2a/λ。

因?yàn)楦蓴_能量大于目標(biāo)回波，將使雷達(dá)的速度跟蹤電路跟蹤在干擾的多普勒頻率上，使其速度信息出現(xiàn)錯(cuò)誤。之后，關(guān)閉干擾機(jī)，這就會(huì)使PD雷達(dá)由于被跟蹤的信號(hào)突然消失而重新轉(zhuǎn)入搜索狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)目前性能非常優(yōu)良、應(yīng)用非常廣泛的PD雷達(dá)進(jìn)行了信號(hào)特征分析，并從理論上研究了對(duì)其進(jìn)行干擾的方式，旨在提升PD雷達(dá)的抗干擾性能。

參考文獻(xiàn)

[1]曹勇，王更辰.脈沖多普勒雷達(dá)地面反射信號(hào)處理的模型建立與仿真[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，（5）：40-41.

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（作者單位：沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司）