线性调频脉冲压缩雷达干扰仿真研究

图 N!脉冲压缩雷达仿真模型
图中 $为雷达回波信号!当无干扰时为线性调频 波信号!这里取
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其中调频百度文库宽取 $*(NO C!调频规律为
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)N 为雷达回波的限幅输出信号!这里限幅函数取
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参!考!文!献
N !任培宏*脉 冲 压 缩 信 号 的 特 点# 产 生 及 压 缩 方 法*电 讯 技 术!N’’’!#’&N’ %’( VN$$
O !宋春江!张剑 云*正 切 调 频 脉 冲 压 缩 滤 波 器 在 有 源 噪 声 干 扰环境中的性能分析*航天电子对抗!O$$$!NU&"’ %OO VOQ
第 OQ 卷!第 N$ 期
现代雷达
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!O$$( 年 N$ 月
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总体工程
线性调频脉冲压缩雷达干扰仿真研究!
席泽敏!贺静波
! 海军工程大学电子工程学院"!武汉 "#$$###
!摘要" !脉冲压缩雷达!作为一种抗干扰能力很强的雷达!越来越受到广泛的关注!如何对其进行有效的干扰是一项 亟需解决的课题" 从系统的角度出发研究了对脉冲压缩雷达的干扰问题" 发现影响干扰效果的因素很多!必须采用系统 仿真的方法对脉冲压缩雷达干扰效果进行准确评估!该文对此进行了初步尝试" 通过噪声干扰#噪声调幅干扰和移频干 扰对脉冲压缩雷达的干扰仿真得出了一些有意义的结论"
第 N$ 期
席泽敏!等%线性调频脉冲压缩雷达干扰仿真研究
Q
号也得到了一定的压缩处理!并且干扰信号能量越大! 这种压缩处理的效果越明显!从而起到了干扰脉冲压 缩雷达的效果" 需要说明的一点是%可以通过调整噪 声信号的方差或基频信号的幅度来改变对脉冲压缩雷 达的干扰效果!但调整基频信号的幅度对干扰效果的 影响没有调整噪声信号方差对干扰效果的影响显著"
图 #!脉冲压缩雷达的信号处理结果
从而起到了干扰脉冲压缩雷达的效果"
图 "!噪声干扰脉冲压缩雷达的信号处理结果
综合以上两方面仿真结果能得出这样的结论%噪 声干扰可以有效地干扰脉冲压缩雷达!但所需信号功 率较大" >*>@噪声调幅干扰线性调频脉冲压缩雷达仿真
当存在噪声调幅干扰时!雷达回波信号的表达式 为
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! 关键词" !脉冲压缩雷达$线性调频$系统仿真 中图分类号#%&’()*#!!文献标识码#+
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由于脉冲压缩比可以作得很大!所以脉冲压缩雷 达的抗干扰能力很强!文献(O!#) 分别从脉冲压缩信 号的特征分析方面研究了对抗脉冲压缩雷达的干扰方 式" 实际上!脉冲压缩雷达信号处理还采取了其他措
N!脉冲压缩雷达仿真模型
由于脉冲压缩主要是针对信号处理部分的!所以 可以采用图 N 作为脉冲压缩雷达的仿真模型(") "
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$!引!言
施& 如限幅和相干积累等’ !这些措施对于提高脉冲压 缩雷达的抗干扰能力也有一定的帮助"
脉冲压缩是指发射宽编码脉冲并对回波进行处理 后获得的窄脉冲!因此脉冲压缩雷达既保持了窄脉冲 的高距离分辨率!又具有宽脉冲的强检测能力" 脉冲 压缩雷达常用的信号包括线性调频信号#非线性调频 信号和相位编码信号!其中线性调频信号对多普勒频 移不敏感!是在工程上应用最广泛#技术最成熟的一种 脉冲压缩信号" 它的优点是%对多普勒频移不敏感$缺 点是%&N’具有较大的距离和多普勒交叉耦合!&O’ 通 常要进行加权处理使压缩脉冲时间副瓣降低到允许的 电平(N) " 线性调频脉冲压缩实质上就是对回波进行 频率延迟!低频信号部分延迟时间长!高频信号部分延 迟时间短!从而使脉宽为 !的宽脉冲压缩为窄脉冲 !" 压缩比 "P!#!!如果不考虑损耗!压缩后的脉冲幅度 将变为原来的 "倍"
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式中%/!&"’为雷达回波信号式&N’的傅里叶变换函数!对 -O&"’进行傅里叶逆变换即可得到雷达回波经脉冲压缩后 的信号包络 )O" 通过对上述脉冲压缩雷达信号处理系统进 行仿真!可以比较出当输入 $有无干扰时输出 )N#)O#)# 有 何不同!从而可以确定对脉冲压缩雷达的干扰效果"
O!线性调频脉冲压缩雷达干扰仿真
图 (!噪声调幅干扰脉冲压缩雷达的信号处理结果
综上所述!噪声调幅干扰可以有效干扰脉冲压缩 雷达!但必须合理选择干扰信号形式" >*A@移频干扰线性调频脉冲压缩雷达仿真
当存在移频干扰时!雷达回波信号的表达式为
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式中%2& &’ 为移频信号
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的干扰效果!改变移频信号的幅度可以改善脉冲压缩 处理后的干扰信号幅度!改变移频信号的移频规律可 以改善脉冲压缩处理后的干扰信号形式"
综上万可方以数得据出结论%移频干扰可以有效干扰脉冲
图 U!移频干扰脉冲压缩雷达的信号处理结果
压缩雷达!所需信号功率较小"
#!结!语
本文分别讨论了正态分布的白噪声#噪声调幅和 移频干扰对线性调频脉冲压缩雷达的干扰效果!得出 了这样一些结论%&N’ 三者均能有效地干扰线性调频 脉冲压缩雷达!但达到同等干扰效果所需的干扰信号 功率不同!移频干扰最小!噪声干扰次之!噪声调幅干 扰最大$&O ’ 从干扰信号形式方面看!噪声调幅干扰和 移频干扰的信号形式对线性调频脉冲压缩雷达的干扰 效果影响比较大!信号形式不同!干扰效果亦不同" 此 外!从上述讨论中可以看出!对线性调频脉冲压缩雷达 的干扰存在许多变数!要想得到比较实用的结论!还应 考虑通过具体的装备参数来进行系统仿真分析"
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移频规律为
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此时雷达回波信号经过脉冲压缩雷达信号处理系
统后!得到的限幅输出 )N #脉冲压缩包络 )O 和相干积 累结果 )# !如图 U 所示" 从图 U 可以看出!当存在移频 干扰时!在雷达回波信号经过压缩信号处理的同时!移 频信号也得到了一定的压缩处理!并且干扰信号能量 越大!这种压缩处理的效果越明显!从而起到了干扰脉 冲压缩雷达的效果" 需要说明的一点是%可以通过调 整移频信号的幅度或移频规律来改变对脉冲压缩雷达
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! 收万稿日方期数#据O$$"0$’0NU!!修订日期#O$$(0$N0$Q
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现代雷达
)O 为雷达回波经脉冲压缩后的信号包络!脉冲压缩原 理图如图 O 所示"
OQ 卷
图 O!脉冲压缩原理图
)# 为相干积累结果!积累次数取为 N$" 根据脉冲压缩原理!不难得出
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这里选取常用的噪声干扰#噪声调幅干扰和移频干扰 对脉冲压缩雷达进行干扰仿真!比较三者的干扰效果" >*?@噪声干扰线性调频脉冲压缩雷达仿真
&N’无干扰时雷达回波信号为线性调频波&同式&N’’! 经过脉冲压缩雷达信号处理系统后!得到限幅输出结果 )N# 脉冲压缩包络 )O 和相干积累结果 )#!如图 # 所示" 从图 # 可以看出!无干扰情况下!脉冲压缩信号处理的优势非常明 显%调频时宽为 $*(NO C的脉冲信号经过上述脉冲压缩雷达 模型后!脉冲信号压缩比达到了 N$ $$$!使得脉冲压缩信号 的包络幅度远远大于回波信号的幅度!这也正是脉冲压缩 雷达的长处所在"
&O ’ 当存在 噪 声 干 扰 时! 雷 达 回 波 信 号 的 表 达 式 为
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式中%0 为服从正态分布 1&$!#’ 的噪声" 此时雷达回 波信号经过脉冲压缩雷达信号处理系统后!得到限幅 输出 )N #脉冲压缩包络 )O 和相干积累结果 )# !如图 " 所示" 从图 " 可以看出!当存在噪声干扰时!在雷达回 波信号经过压缩信号处理的同时!噪声也得到了一定 的压缩处理!并且噪声能量越大!这种压缩处理的效果 越明显& 可万方以数通据过调整噪声信号的方差得到验证’ !
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式中%2& &’ 为噪声调幅信号
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式中%0 为服从正态分布 1&$!#’ 的噪声" 此时雷达回 波信号经过脉冲压缩雷达信号处理系统后!得到的限 幅输出 )N #脉冲压缩包络 )O 和相干积累结果 )# !如图 ( 所示" 从图 ( 可以看出!当存在噪声调幅干扰时!在 雷达回波信号经过压缩信号处理的同时!噪声调幅信
贺静波!男"N’Q’ 年生$ O$$# 年毕业于国防科技大学系统工 程专业"获硕士学位$ 主要研究方向为电子干扰效果评估$
#!史!林!彭!燕!杨万海*脉冲压缩雷达干扰仿真分析*现 代雷达!O$$#!O(&)’ %#) V"$
"!吴!洹!王亚军!刘茂仓*杂波背景下硬限幅脉冲压缩系统 恒虚警性能分析*西安电子科技大学学报!N’’Q!O" &O’ % O#N VO"$
席泽敏!男"N’U" 年生$ 副教授%硕士生导师%雷达教研室 主任"中国电子学会高级会员$ 主要研究方向为雷达系统及雷 达信号与信息处理"已发表论文 O$ 余篇$