雷達誘餌干擾對單脈沖雷達測角輸出隨機性的影響

劉慶云，黃海濤，楊新國

(上海航天技術研究院802所，上海 200090)

雷達誘餌干擾對單脈沖雷達測角輸出隨機性的影響

劉慶云，黃海濤，楊新國

(上海航天技術研究院802所，上海 200090)

首先對有源雷達誘餌干擾環境下雷達導引頭所接收信號進行了數學建模，然后采用數字仿真的方法分析了兩干擾點源的相對信號幅度、相位差及多普勒頻差對被干擾雷達導引頭誘偏方向的影響。初步分析結果表明：雷達誘餌干擾將導致雷達導引頭的測角輸出具有隨機性。其隨機性和干擾信號與目標回波間的相對信號幅度、相位差及多普勒頻差均有關。由于雷達誘餌位于雷達導引頭被誘偏的角度范圍內，雷達誘餌被命中的概率應當是存在的。

雷達導引頭；有源雷達誘餌；多普勒頻差；欺騙干擾

0 引言

拖曳式或投擲式有源雷達誘餌干擾是一種轉發式兩點源角度欺騙干擾，其中，被保護武器平臺(如飛機、艦船等)及雷達誘餌分別充當一個干擾點源，所生成的干擾信號則分別為被保護武器平臺的雷達回波信號及誘餌發射的干擾信號。作為一種自衛式干擾，有源雷達誘餌干擾用于保護飛機、艦船等武器平臺免遭主動、半主動雷達制導導彈擊毀或擊傷。對被干擾雷達導引頭而言，有源雷達誘餌干擾等價于雷達導引頭的一個距離/多普勒分辨單元內同時包含兩個目標。截止目前，已有多篇文獻討論了雷達導引頭對不可分辨雙目標的測角輸出問題。一個基本結論是：受兩干擾信號間相位差隨機性的影響，雷達導引頭被誘偏的方向具有隨機性，既可能被誘偏至兩干擾點源的內側，也可能被誘偏至兩干擾點源的外側。一個共同的問題是：這些文獻均忽略了兩個干擾信號間的多普勒頻差、到達時差及脈沖積累對雷達導引頭測角結果的影響。本文將立足于所建立的數學模型，探討兩干擾點源間相位差、多普勒頻差、到達時差及相對信號幅度等物理量在一定時間段內對雷達導引頭誘偏方向的影響，并重點分析雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內、外側的概率與各個物理量間的關系。

1 雷達導引頭所接收信號的數學模型

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2 仿真計算

通常情況下，受雷達導引頭與兩干擾點源間相互位置關系等因素的影響，γ可視為在-180°～180°范圍內均勻分布的隨機量。因此，雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內、外側的可能性可以概率的形式表示。這里的“概率”定義為雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內(外)側時，所對應的γ的取值范圍(雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內側時，所對應的γ的取值范圍是連續的。當被誘偏至兩干擾點源內側時，所對應的γ的取值范圍是分段連續的)與360°的比值。如圖2所示，當Δθ=2°時，兩種θT取值情況下雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內、外側的概率與β間的關系曲線，其中，Δfd、τ為參變量。由圖2可見：1) 在參數Δfd、τ所有給定的取值組合條件下，無論θT=1°，還是θT=2.2°，雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內(外)側的概率均隨β的增大而非線性減小(增大)；2) 當τ、β的取值一定時，兩種θT取值情況下雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內或外側的概率均隨Δfd的減小而增大，而與τ的取值基本無關；3) 同θT=1°時的情況相比，當θT=2.2°時，相同Δfd、τ及β取值條件下雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內(外)側的概率更小(更大)，如圖3中所示，且其概率之差均隨β的增大而減小，而Δfd的取值對概率之差的影響并不顯著；4) Δfd對雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內、外側的概率的貢獻遠小于β。

實際上，由于兩干擾信號間的相位差主要由兩干擾點源與被干擾雷達導引頭間的相對位置關系決定，因此，兩干擾信號間的到達時差τ對雷達導引頭被誘偏的方向肯定是有影響的，只是該影響體現在兩干擾信號間的相位差中，而文中為了分析方便，人為地剔除了τ對兩干擾信號間相位差的影響。

3 結束語

綜上所述可知：1) 雷達導引頭被誘偏方向具有隨機性。該隨機性不因兩干擾信號間存在一定的多普勒頻差而發生改變，但多普勒頻差及雷達導引頭初始和波束指向均對雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源內、外側的概率具有一定的影響。多普勒頻差越小，雷達導引頭被誘偏至兩干擾點源外(內)側的概率越大(小)；2) 兩干擾信號間的多普勒頻差會導致被干擾雷達導引頭的測角輸出產生波動。波動的大小與兩干擾信號間的相對幅度及相位差均有關；3) 鑒于雷達誘餌位于雷達導引頭被誘偏的角度范圍內，因此，雷達誘餌被命中的概率應當是存在的?！?/p>

[1]ShermanSM.Complexindicated

anglesappliedtounresolvedradartargetsandmultipath[J].IEEETrans.onAerospaceandElectronicSystems,AES,1971(7):160-170.

[2]ZhouLanfeng,ZhangMin,ZhaoYinan.AngleestimationfortwounresolvedswerlingItargetsinmonopulseradar[C].ICMMTProceedings,2010:1622-1625.

[3]BlairWD,BrandtPM.MonopulseDOAestimationoftwounresolvedRayleightargets[J].IEEETrans.onAerospaceandElectronicSystems, 2001, 37(2): 452-469.

[4] 宋志勇, 祝依龍, 等. 基于頻域分離的拖曳式誘餌與目標辨識[J]. 國防科技大學學報, 2011, 33(5): 134-139.

[5] 郭穎睿, 任宏濱. 拖曳式誘餌對抗技術研究[J]. 航天電子對抗, 2010, 26(3): 15-17.

[6] 方群,夏忠楠. 主動雷達抗拖曳式誘餌干擾的角度提取方法[J]. 航空科學技術, 2011, 2: 65-67.

On randomicity of indicated angle of monopluse radar jammed by radar decoy

Liu Qingyun ,Huang Haitao ,Yang Xinguo

(No.802 Institute of SAST ,Shanghai 200090,China)

A mathematical model of the

sum and difference monopulse radar signals jammed by radar active decoy is presents.Then,the effect of relative amplitude,phase difference and Doppler frequency difference between the jamming signal and target echo on the randomicity of indicated angle of the victimized monopluse radar by simulation are analyzed.Preliminary results show that the indicated angle of the monopluse radar is random because of radar active decoy jamming,and the relative amplityde,phase difference and Doppler frequency difference between the jamming signal and target echo have some effect on the randomicity of the indicated angle. Preliminary results also show that since the direction of radar active decoy is always within the range of the indicated angle, it is possible that a radar active decoy is hitted by a missile with monpulse radar seeker.

radar seeker; radar active decoy; Doppler frequency differences; deception jamming

2016-07-11;2017-01-16修回。

劉慶云(1969-)，男，高工，博士，主要研究方向為雷達導引頭抗干擾、電子偵察總體、信號處理及信號分選。

TN974

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