对线性调频雷达的假目标干扰分析

收稿日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ７ ３ １ － －
ｔ ）＝ｒ （ ） ｔ ｅ ｃ ｔ ｔ－ｎ ＴＳ ） １ δ（ ｐ（ τ ∑ －∞ ／ 式中 ： 为矩形信号 ； ｒ ｅ ｃ ｔ（ ｔ ｔ－ｎ Ｔｓ）为单位冲 τ） δ（
（）
第５期 激信号 。
杨爱平等 ： 对线性调频雷达的假目标干扰分析 冲的叠Biblioteka Baidu ， 表示如下 ：
（）
（）
／ 式中 ： Ｔ 为信号脉宽 ； Ｋ ＝Ｂ Ｔ为 ｆ ｃ 为载波频率 ； 一般有 Ｂ 调频斜率 ， Ｂ 是相应的调频带宽 ， Ｔ １。 为方便分析 ， 令：
２ ｔ ｊ Ｋ ｔ π ）＝ｒ （ ） Ｓ（ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ４ Ｔ ） ） 与ｓ（ 有相同的幅频 Ｓ（ ｔ ｔ 由傅里叶变换得 知 ：
＋∞
强的抑制作用 ， 使得 传 统 的 噪 声 干 扰 逐 渐 失 去 了 优 势 。 多假目标欺骗干扰机采用的数字射频存储器能 高保真地存储和复 制 雷 达 信 号 ， 并对复制信号加上 时延等调制 ， 产 生 多 个 相 干 假 目 标， 可对脉冲 频移 、 压缩雷达进行有效 的 干 扰 ， 因此被广泛地应用在各 类干扰机上 。 间歇 采 样 技 术 立 足 于 天 线 收 发 分 时 体 制 ， 可以
（ ） 船舶重工集团公司 ７ 扬州 ２ ２ ３所， ２ ５ ０ ０ １
摘要 ： 对线性调频雷达信号进行间歇采样转发干扰可形成多个逼真的假目标 ， 若对间歇采样得到的脉冲信号进行 特
则会对雷达形成相应的干扰效果 。 以间歇采样为 基 础 ， 分析了２种典型的对线性调频雷达假目标 定的处理再转发 ， 干扰的方法 ， 并用 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 仿真了相应的干扰效果 。
Ｓ ａ（ ｘ）的脉冲串 。
１ ． ２ 间歇采样干扰建模分析 设线 性 调 频 脉 压 雷 达 发 射 的 线 性 频 率 调 制 （ 脉冲为 ： Ｌ ＦＭ）
２ ２ ｔ ｊ ｔ ｊ （π ｔ Ｋ ｔ ） Ｋ ｔ ｊ ｔ ２ ＋ π π π ｆ ｆ ｃ ｃ （ ）＝ｒ ｓ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ２ ｅ ｃ ｔ ｅ ｅ ＝ｒ Ｔ Ｔ （ ） ３
２ ． １ 重复转发干扰 重复转发干扰是当干扰系统采样到雷达信号的 一小段信号后 ， 按照 程 序 设 定 的 次 数 重 复 读 出 当 前 采样到的信号转发 ， 如此重复直到一个雷达脉冲结 束 。 干扰系统的工作流程如图 ３ 所示 。 为便于分析 ， 图 ３ 中取 雷 达 脉 宽 Ｔ 为 采 样 周 期 而且 ＴＳ 是采样时长 τ 的整数倍 ， 每次 ＴＳ 的整数倍 ， 。 转发的信号为对应采样信号的全部样本 ， 仿真参数设置 如 下 ： Ｌ ＦＭ 信 号 脉 宽 为 １ ０ ０μ ｓ ， 带宽为 ５ ＭＨ 定义第 １ 个主假目标出现在 １ ｚ ０ ０μ ｓ （ 。 采 样 周 期 ＴＳ 为 １ ， 雷达脉冲结束时刻 ） 采样 ０μ ｓ 。 转发的 干 扰 信 号 如 图 ４ 所 示 ， 时长为 ２ 干扰 ． ５μ ｓ 效果如图 ５ 所示 。 由图 ５ 可 以 看 出 ， 重复转发干扰形成的所有假 目标都独立 ， 各假目 标 群 的 幅 度 差 异 是 它 们 与 不 同
（）
特性 ， 只是中心频率不同 ， 因此在分析的时候可以只 ） 。 考虑 Ｓ（ ｔ 对一个脉冲 宽 度 为 Ｔ 的 Ｌ 经过间歇 ＦＭ 信 号 ， 、 采 样 时 长 为 τ（ 采样周期为 ＴＳ （ ＴＳ ＜Ｔ） τ＜ ＴＳ ） 的间歇采样 ， 可以得到 Ｎ 个脉冲内 Ｌ ＦＭ 的窄脉冲 ， ／ＴＳ 为 整 数 ， ／ 如果 Ｔ 则 Ｎ ＝Ｔ 否则 Ｎ ＝ ＴＳ ； ［ ／ ［ ／ ／ Ｔ ＴＳ ］ Ｔ ＴＳ ］表示对 Ｔ ＴＳ 取整 。 ＋１， 图 １ 给出了 Ｔ ＝１ ０ ０μ ｓ的雷达信号经过 ＴＳ ＝ 、 ｓ ． ５μ ｓ的 间 歇 采 样 后 得 到 的 脉 冲 波 形 ， １ ０μ τ ＝２ 经过间歇采样后的干扰信号有 １ ０ 个窄脉冲 。
１］ ， 并对那些与雷达信号不相干的干扰信号有很 益［
１ 间歇采样干扰分析
１ ． １ 间歇采样信号及其频谱 间歇 采 样 信 号 是 一 个 矩 形 包 络 脉 冲 串 ， 设采样 信号 脉 宽 为 τ， 重 复 周 期 为 ＴＳ ， 则其占空比为 ／ＴＳ 。间歇采样信号包络脉冲的数学表达式为 ： τ
图 １ Ｌ ＦＭ 信号经过间隙采样后产生的干扰信号
经过间歇采样后的每个脉冲可以表示为 ： ２ ／ ） ｔ－τ ２－ （ ｎ－１ Ｔ ｓ Ｋ ｔ π ｊ ）＝ｒ ， Ｓ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ｎ（ τ （ ） １ ≤ｎ ≤ Ｎ ５ ， 因此 经过间歇 采 样 后 的 干 扰 信 号 为 各 个 窄 脉
关键词 ： 线性调频雷达 ； 间歇采样 ； 假目标 ； 仿真 （ ） 中图分类号 ： ＴＮ ９ ７ ２． ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： Ｃ Ｎ ３ ２ １ ４ １ ３ ２ ０ １ ２ ０ ５ ０ ０ １ ４ ０ ３ － － －
Ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｆ ａ ｌ ｓ ｅ Ｔ ａ ｒ ｅ ｔ Ｊ ａ ｍｍ ｉ ｎ ｔ ｏ Ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ Ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ Ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｙ ｇ ｇ ｑ ｙ
［
］
１ ６ 的旁瓣叠加所致 。
舰 船 电 子 对 抗
第３ ５卷
图 ３ 重复转发的工作过程示意图
３］ ， 样并 存 储 ［ 并按照设定的规则对采样到的信号片
段进行重组 ， 并在第 ２ 个雷达脉冲到来后进行转发 ， 干扰系统的工作流程如图 ６ 所示 。
图 ４ 重复转发的干扰信号
２ ． ２ 存储后逐次转发干扰 存储后逐次转发干扰是对一个雷达脉冲信号采
２ ０ １ ２年１ ０月 第３ ５ 卷第 ５ 期
舰 船 电 子 对 抗
Ｓ Ｈ Ｉ Ｐ Ｂ ＯＡ Ｒ Ｄ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮ Ｉ Ｃ Ｃ ＯＵＮ Ｔ Ｅ ＲＭＥ Ａ Ｓ ＵＲ Ｅ
Ｏ ｃ ｔ ． ２ ０ １ ２
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ５Ｎ ｏ ． ５
对线性调频雷达的假目标干扰分析
杨爱平 ， 何 暖
０ 引 言
脉冲压缩雷达采用发射大时宽脉冲来增大发射 提高雷达的探测距离 ， 同时在接收机内 信号的能量 、 将回波脉冲信号压 缩 成 窄 脉 冲 ， 提高雷达的距离分 辨力 ， 较好地解决了 探 测 距 离 和 距 离 分 辨 力 之 间 的 矛盾 。 脉冲压缩雷达最常采用的线性调频信号具有 很高的 脉 冲 压 缩 比 ， 可以得到很大的信号处理增
， ＹＡＮＧ Ａ ｉ ｉ ｎ ＨＥ Ｎ ｕ ａ ｎ －ｐ ｇ
（ ） Ｔ ｈ ｅ ７ ２ ３Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｓ Ｉ Ｃ， Ｙ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ ２ ５ ０ ０ １， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｇ
： ａ ｍｍ ｉ ｎ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｍ ｌ ｉ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｍ ｏ ｄ ｕ － ｊ ｇ ｇ ｐ ｇ ｑ ｙ ， ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｌ ＦＭ） ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｗ ｉ ｌ ｌ ｆ ｏ ｒ ｍ ｍ ａ ｎ ｌ ｉ ｆ ｅ ｌ ｉ ｋ ｅ ｆ ａ ｌ ｓ ｅ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ ｓ ｉ ｆ ｃ ａ ｒ ｒ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｙ ｇ ｙ ｇ ｐ ｐ ｇ ｔ ｈ ｅ ｕ ｌ ｓ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｍ ｌ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ｗ ｉ ｌ ｌ ｐ ｇ ｐ ｇ ｇ ａ ｍｍ ｉ ｎ ａ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｓ ｔ ｗ ｏ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍ ｅ ｔ ｈ － ｊ ｇ ｐ ｐ ｐ ｇ ｙ ｙ ｐ ， ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｍｍ ｉ ｎ ｏ ｄ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｌ ｓ ｅ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ ｔ ｏ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｐ ｊ ｇ ｇ ｑ ｙ ａ ｍｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｈ Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ． ｊ ｇ ｐ ｇ ｇ ： ； ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｍ ｌ ｉ ｎ ｆ ａ ｌ ｓ ｅ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｑ ｙ ｐ ｇ ｇ ｙ 很好地解决干扰系 统 收 发 隔 离 度 不 够 的 问 题 ， 干扰 系统通过对雷达信 号 进 行 间 歇 采 样 ， 巧妙利用脉压 雷达的匹配滤波特 性 ， 产生多个高度逼真的相干假 目标 。 若将间歇采样得到的雷达脉冲信号存储在数 字射频存储器 （ 中， 并对各个信号片段进行 Ｄ Ｒ ＦＭ） 特定的处理 ， 最后发射出去 ， 则会对雷达形成相应的 干扰效果 。
图 ５ 重复转发的干扰效果图
图 ６ 存储后逐次转发的工作过程示意图
转发的干扰信号如图７ 仿 真 参 数 的 设 置 同 上 ， 所示 ， 干扰效果如图 ８ 所示 。
＋∞
１ ５
）进行傅里叶变换 ， ）的频谱为 ： 对 ｐ（ 得到 ｐ（ ｔ ｔ
ｐ（ ｆ）＝
（ Ｓ ａ（ ｎ π τ） ｆＳ ｆＳ ｆ －ｎ ｆＳ ） ∑τ
－∞
（ ） ２
２ ／ ） ２－ （ ｎ－１ Ｔ ｔ－ τ ｓ Ｋ ｔ π ｊ （ ） ｅ ６ τ ｎ＝１ 再 根据上述模型 生 成 如 图 １ 所 示 的 干 扰 信 号 ，
， ／ 图 ２ ＴＳ ＝１ ０μ ｓ ５％ 时的干扰效果图 Ｔ τ ｓ ＝２
图２ 中， 通过一次间歇采样后可产生多个高度 逼真的假目标 ， 有的 假 目 标 甚 至 超 前 于 真 实 目 标 的 回波 ， 并且产生的假目标都能够被雷达分辨 ， 缺点是
２］ 。 假目标的幅度较低 ［
２ 两种多假目标干扰效果仿真分析
Ｎ
） Ｓ ｔ ｒ ｅ ｃ ｔ ＝∑ ｓ（
［
］
（ ／ ／ 式中 ： Ｓ ａ（ ｘ）＝ ｓ ｉ ｎ ｘ） ｘ； Ｔ ｆ Ｓ ＝１ ｓ 为采样频率 。 从式 （ 可 以 看 出， ２） ｐ（ ｆ）的 波 形 为 一 包 络 为
以雷达匹配滤 与雷达脉冲压缩系 统 进 行 相 关 运 算 ， 波处理输出的响应 作 为 输 出 结 果 ， 便可得到相应的 干扰效果图 。 ， 仿真参数设置 如 下 ： Ｌ ＦＭ 信 号 脉 宽 为 １ ０ ０μ ｓ ， 带宽为 ５ ＭＨ 定义第 １ 个主假目标出现在 １ ｚ ０ ０μ ｓ （ 。 采样 周 期 ＴＳ 为 １ 、 雷达脉冲结束时 ） 采样时 ０μ ｓ 长为 ２ ． ５μ ｓ的干扰效果如图 ２ 所示 。