面向脉冲多普勒雷达的灵巧噪声干扰方法研究

任丽莉 ， 赵毅寰 ，2， 沈 康 ，2

（1.中国空空导弹研究院 河南 洛阳 471009；2.航空制导武器航空科技重点实验室 河南 洛阳 471009）

随着科学技术的发展，电子对抗技术在现代战争中占据越来越重要的地位，干扰与抗干扰成为最热门的研究课题之一。现代脉冲多普勒雷达普遍采用相参脉冲、脉冲压缩、超低副瓣天线、旁瓣对消（SLC）及旁瓣消隐（SLB）等抗干扰技术，具有时宽大、带宽大、天线增益高和副瓣低等特点，能够大大抑制杂波和非相参干扰[1]。因此，普通的压制干扰和欺骗式干扰已经很难对其产生显著的干扰效果。

灵巧噪声是一种新型干扰，它不但具有压制干扰的特点又具有欺骗干扰的性质，笔者采用数字储频（DRFM）技术，利用卷积调制的方式建立了灵巧噪声干扰模型，给出了仿真结果，并对该噪声对脉冲多普勒雷达的干扰效果进行了仿真分析。

1 脉冲多普勒雷达模型

脉冲多普勒雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。这种雷达为全相参雷达，不仅具有脉冲雷达的距离鉴别力和连续波雷达的速度鉴别力，而且具有较强的杂波抑制能力，能在较强杂波背景中分辨出动目标回波。

假设连续波多普勒雷达信号为：

式中A为信号幅度，f0为信号中心频率。

调制函数 u（t）为：

则脉冲多普勒雷达信号数学模型可以表示为：

2 灵巧噪声干扰模型

灵巧噪声干扰是一种新型干扰，既具有压制干扰的特点又具有欺骗干扰的性质，可以根据干扰对象和干扰环境灵活变化，产生与目标回波信号非常相似的干扰信号[2]。灵巧噪声干扰要求比真正的噪声干扰要更多地了解敌方雷达的信息，包括敌方雷达发射信号的频率、脉宽、重复频率等，不仅在频域上瞄准目标信号中心频点，时域上也与目标信号重叠，使能量集中在雷达信号带宽内，能对雷达信号起到更好压制作用，并且大大降低了SLB或SLC抗干扰技术的性能[4]。它可以根据不同雷达信号的结构特征，选择干扰效果最好、针对性最强的干扰信号样式，自适应地改变干扰信号形式和参数，以达到最好干扰效果。

产生灵巧噪声信号有多种方法，现普遍采用数字射频存储（DRFM）技术来实现，其干扰机组成框图如图1所示。

图1 灵巧噪声干扰机组成框图Fig.1 Composition block diagram of smart noise jamming system

被干扰雷达的发射脉冲经接收、放大以后，与本振信号混频，再由A/D采样形成数字中频信号，直接送入数字射频存储器，与经过调制的噪声信号通过信号合成器形成灵巧噪声的数字信号，由D/A转换成中频模拟信号，然后调制到原来的频段，经过天线发射进行干扰。

文中灵巧噪声选用卷积调制的方法产生，具体方法如下：

假设噪声为白噪声，表达式为 n（t），通过带通滤波器 h1（t）滤波后形成窄带白噪声 n1（t），经 Hilbert变换 h2（t）后形成复信号n2（t），即为所求的调制信号，其表达式为

假设目标距离为R，弹目相对速度为v，则雷达回波信号表达式

则灵巧噪声表达式为

3 仿真试验及其结果

为了验证灵巧噪声对脉冲多普勒雷达的干扰作用，下面对其进行仿真试验给出仿真结果。

雷达参数选取如下：脉冲多普勒雷达的中心频率f0=15GHz，脉冲重复频率 fr=50 kHz，脉冲宽度 Tp=5 μs。

目标参数选取如下：弹目初始距离为20 km，目标初始速度为300 m/s，导弹速度为初始速度为700 m/s，干信比为30 dB。

干扰参数选取如下：参加调制的信号是均值为0，方差为1的高斯白噪声，带宽为1 MHz。

则灵巧噪声干扰信号频谱如图2所示。

图2 灵巧噪声频谱图Fig.2 Spectrum of smart noise jamming

假设目标和导弹对飞，且为匀速运动，则目标+灵巧噪声干扰在时域和频域上仿真结果如图3、图4所示。

图3 目标+灵巧噪声干扰时域图Fig.3 Time domain figure of target and smart noise jamming

图4 目标+灵巧噪声干扰频域图Fig.4 Frequency domain figure of target and smart noise jamming

通过图3、图4可以看出，灵巧噪声信号在时域上完全与目标回波信号重叠，使干扰能量更加集中的叠加在目标信号上；频域上完全覆盖目标信号中心频率，干扰信号由幅度随机起伏的脉冲组成，有着与噪声干扰相似的不确定性，形成密集的假目标信号，对目标信号起到了良好的压制作用。

接收机所获能量仿真结果如图5所示。

图5 接收机所获能量仿真图Fig.5 Simulation results of receiver energy

通过图5可以看出干扰信号能量完全覆盖目标信号，在加入干扰信号后，脉冲多普勒雷达完全被灵巧噪声干扰，达到了良好的干扰效果。

4 结束语

文中主要研究了灵巧噪声干扰形成原理，利用卷积调制方式建立数学模型，以脉冲多普勒雷达为对象进行了仿真试验。仿真结果表明，灵巧噪声干扰不仅能够像噪声干扰一样在频域上对雷达信号起到压制作用，还被调制在时域上具有了欺骗干扰的性质，对脉冲多普勒雷达信号具有显著的干扰效果。

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