交叉眼干擾技術改進策略應用研究?

趙立志

（91404部隊 秦皇島 066000）

1 引言

單脈沖雷達是20 世紀中葉出現的一種相對精密的跟蹤雷達，通過和差波束來測量目標距離和角度，理論上講單脈沖雷達因能利用比幅或比相技術，確定目標回波方位，所以具有較強的抗干擾能力，被廣泛用于導彈末制導系統來對飛機、艦船等目標實施精確打擊。如何克敵制勝，對單脈沖雷達實施更為有效的角度干擾，一直以來都是學術界的研究難點。

目前，針對單脈沖體制雷達，較為有效的角度欺騙干擾方法有地形反射干擾、鏡像干擾、邊頻干擾、閃爍干擾、拖曳式誘餌、交叉眼干擾和交叉極化干擾等。大多角度干擾樣式都屬于體外式非相干干擾，特點是干擾機配置在被保護平臺之外，通過發射大功率干擾信號，實現角度干擾的目的，但因體外式角度欺騙干擾大都是非相干干擾，通過相干處理后，大大降低了干擾效果，致使實際應用效果并不理想，而交叉眼干擾屬于相干體制，其在實際應用中一般布設在飛機的兩翼或艦船的艏艉部，因干擾設備配置在被保護平臺之上，具有可靠性高、系統反應時間短、有效干擾時間長、壽命周期成本低等優勢特點，得到學術界的廣泛關注。

2 交叉眼干擾基本原理

圖1 交叉眼干擾基本原理示意圖

交叉眼干擾與傳統有源干擾相比，優點是信號相干，大大增加了被干擾目標對接收信號的處理難度，提高了干擾成功概率，缺點是需要布設兩組或兩組以上的干擾裝備，且對布置空間和位置有一定要求，因而導致其應用上受到一定的限制。

3 影響交叉眼干擾效果的因素分析［5］

假設在交叉眼干擾系統的法線方向，距離為r1處存在被干擾目標E，在與交叉眼干擾系統的法線成θ角，距離為r2處存在被干擾目標F，兩接收天線距離交叉眼系統法線的距離為a，同側接收天線與發射天線間的距離為b，如下圖所示：

如圖2 中所示，則收發天線與被干擾目標之間的傳輸波程分別是：

圖2 交叉眼干擾系統信號傳播路徑示意圖

其中：SFB表示目標天線到接收天線B 的傳輸波程；SFC表示目標天線到接收天線C 的傳輸波程；SAF表示發射天線A 到目標天線的傳輸波程；SDF表示發射天線D到目標天線的傳輸波程；

假設交叉眼系統中兩路信號在系統內的傳輸延遲波程一致，令其為S延，則兩路信號總的傳輸波程為即：

SFBDF=SFB+SDF+S延

即：

則：ΔS=SFBDF-SFCAF

案例教學法，是指運用來自實際和具有仿真性的案例，使學生進入商務案例和管理事件的情境中，通過對事件的諸方面因素的關系及發展過程的研究，提高實際分析問題、解決問題能力的一種教學方式（胡文捷，2015）。在商務英語課堂，學生進行案例分析必然要經歷閱讀、弄清案例所包含的商務理論原理、小組討論、運用相關理論分析問題、提出解決方案等過程，它能提高學生商務英語交際能力，分析和解決問題的能力。

整理得：

其中：

SFBDF表示F 點發出的信號經接收天線B、交叉眼系統傳輸延遲、發射天線D 后，所收到“回波信號”經過的波程；

SFCAF表示F 點發出的信號經接收天線A、交叉眼系統傳輸延遲、發射天線C 后，所收到“回波信號”經過的波程；

ΔS表示經交叉眼系統兩路“回波信號”的波程差。

由上式可知，當θ角為0°時，F 點位于交叉眼系統的法線上，SFBDF和SFCAF相等，ΔS的結果為0，此時通過相位控制器可以較為容易實現其中一路信號的180°移相，進而在目標處實現較好的交叉眼干擾效果，但在實際應用中，因目標信號的來襲方位無法準確判定，目標出現在兩個偵收天線法線的幾率相對來說極低，這就造成兩路信號在偵收時就已經存在一定的波程差，從交叉眼系統的工作原理可以看出，兩路信號均是獨立工作，相位差的具體數據也無法準確判定，若此時通過相位控制器將其中1 路信號的相位直接180°相移后輻射至目標處，則兩路“回波信號”在目標接收天線處就無法保證相位相反，必將影響其干擾效果。因此需對其干擾系統進行適應性優化改進。

4 交叉眼干擾改進策略

數字射頻存儲器（DRFM）是現代電子戰的前沿技術之一，DRFM 能夠捕獲和存儲不同的電磁信號和特殊調制的信號波形，能夠精確復制原始信號。可以將DRFM 技術引入到交叉眼干擾系統中，用以改善兩路偵收信號相位差的不確定性，進而提高交叉眼技術的干擾效果。

4.1 DRFM工作原理

DRFM 的工作原理見圖3［6～7］，射頻信號輸入后，為了能夠精確地復制射頻信號，頻綜系統首先要根據輸入的射頻信號的頻率，引導或選擇相應的本振，將輸入的射頻信號下變頻為基帶信號，然后經過A/D 采樣，將采樣數據存于數字存儲器中。控制單元根據干擾任務需求，在需要時將數字存儲器中存儲的數字信號傳輸至D/A 變換器中重構基帶信號，經濾波后送至上變頻器中，同時頻綜系統輸出與下變頻時同源的本振信號，將基帶信號上變頻復原為與射頻輸入信號相干的射頻調制信號進行輸出，作為干擾機的輸入信號使用。

圖3 DRFM工作原理框圖

4.2 改進式的交叉眼干擾策略［8～13］

根據上面的分析可知，在交叉眼干擾系統中，若能增加DRFM 及相關控制模塊，將被干擾目標的信號特征參數進行存儲再利用，可以有效減少因初始波程差造成的相位差，進而提高交叉眼系統的干擾效率和效果，引入DRFM的優點是：

1）能為發射模塊提供穩定的射頻輸入信號，保證發射信號的連續性；

2）當兩部接收天線接收信號不穩或差異較大時，可以對被接收信號進行一定的比對校準，選取更為接近被干擾目標射頻信號的數據分別作為兩部發射機的輸入信號，同時根據兩路信號的初始相位差，調整相位控制器的控制參數，以保證兩路發射信號在目標接收處能夠保持相位差在180°左右，進而提高交叉眼干擾效果；

3）當其中一部接收天線未能有效偵收目標信號時，可以根據該天線最后一次偵收目標信息情況，將DRFM 中存儲的信號作為其偵收信號，通過相位控制器調制后送至相應發射機進行發射。

依據上面的設計思路，將DRFM 模塊引入到交叉眼干擾干擾系統中，如圖4所示。接收天線A和B 將接收信號送至DRFM 進行存儲后，由DRFM 輸出到A 路和B 路進行功率放大和相位調制后，再由兩部發射天線向被干擾目標進行發射。其中控制單元根據兩部偵收天線的偵收情況以及DRFM 中兩路信號參數的對比情況，適時向DRFM 模塊和相位控制器發出控制指令，控制DRFM 模塊的信號輸出相位控制器的相位調整，以保證兩路干擾信號到達目標位置時的相位差能始終保持在180°左右。

圖4 改進后的交叉眼干擾系統圖

5 仿真驗證

基于圖1 路徑對交叉眼干擾進行仿真驗證，參數設置為發射天線A 與發射天線B 的距離為15m，接收天線A 與接收天線B 的距離為7.4m，同側發射天線與接收天線的距離為0.1m，被干擾雷達距發射天線法線中心點分別為1km、2km、5km，來波方向與發射天線法線夾角由0°變換至60°時，仿真驗證結果如下。

從圖5 可以看出，在未采取延時修正措施的情況下，目標來波方向偏離法線的角度越大，兩個發射天線間的信號延時相位就會越大，若不加以修正，只是對其中一路簡單的進行180°調相，在目標處的兩路“回波信號”則不能完全反向擬合，致使干擾效果會隨著法線角的變大而逐步變差。

圖5 來波方向法線夾角變化和干擾信號延時相位比較圖

圖6 改進后來波方向法線夾角變化和干擾信號延時比較圖

針對上述方法分析情況，在上述仿真條件的基礎上，根據改進式交叉眼干擾策略中所設計的修正方法，將DRFM 仿真模型加入驗證回路中，并依據法向角的變化對相位控制模塊進行適當修正，同時在修正過程中增加一定的偽隨機抖動量，用以模擬在實際偵收過程和修正過程中所產生的誤差，仿真結果如下。

從上述驗證結果可以看出，隨著DRFM 驗證模型的加入，通過對相位控制器模塊的相位控制量進行調整，總延時明顯減少，通過改進策略，使得兩路信號在目標處的相位差值能始終保持在180°左右，進而起到了優化交叉眼干擾效果的目的。

6 結語

本文從交叉眼干擾的基本原理進行分析，針對影響其干擾效果的因素，在交叉眼干擾系統設計中引入DRFM 技術，用以弱化消除不同方位上目標信號對干擾效果的影響，并進行了仿真驗證，從驗證的結果來看，通過該設計在一定程度上達到了優化改進的目的，但因未進行實裝驗證，具體實裝效果尚存在一些不確定性，本文旨在對交叉眼干擾技術研究人員提供一個研究設計思路，為后續的實裝設計提供參考。