一种基于伪码调相引信干扰试验的可行性研究＊

姜 鹏 关成斌 李晓明

（1.92941部队92分队 葫芦岛 125001）（2.海军航空工程学院信息融合技术研究所 烟台 264001）（3.91851部队 葫芦岛 125001）

1 引言

伪码调相引信[1～2]是在伪码调相雷达（亦称伪噪声雷达，Pseudo－noise radar，PNradar）[3]的基础上发展起来的一种新型近炸引信。上世纪80年代初法国将伪码调相脉冲多普勒复合调制引信应用于“K海响尾蛇”导弹。该引信克服了脉冲多普勒引信由于高重复频率使模糊距离大为缩小对抗干扰不利的缺点，大大提高了引信的抗干扰能力和低空作战能力[4]。

近年来伪码体制引信的抗噪声性能、抗噪声调幅和调频干扰性能、抗干扰方法都得到了广泛深入的研究[5～10]。干扰引信已成为国内外一个非常重要的课题。现阶段干扰引信是对舰空导弹实施的最后一个电子战环节，其成败直接影响导弹的作战性能，因此进行有效的引信干扰试验非常有必要[12～14]。本文对舰空导弹常用的无线电引信实施干扰试验的可行性进行深入研究。

2 无线电引信干扰可行性分析

干扰引信主要有两种形式，即无源干扰和有源干扰。人为无源干扰主要是人为投放的偶极子箔条云和人为投放的无源诱饵假目标。箔条无源干扰的特点是干扰频率宽、覆盖区域大、散射方位大、在空间漂浮时间长。箔条云的反射特征与目标反射的有用信号非常接近，可对无线电引信实施质心干扰。箔条制造简单、经济适用，许多作战飞机都装备箔条干扰弹，所以箔条干扰一直是无线电引信最常遇到的干扰模式。

无线电引信有源干扰必须经过侦察、截获、分析引信发射信号，然后引导干扰设备根据频率对准、功率对准、干扰时机三个条件进行干扰。引信从远距离解封到引爆之间的时间仅有几十毫秒，过去的干扰机很难满足实时性。但先进的信号处理技术、高速芯片技术已应用到电子干扰领域，国外先进的机载干扰机可在几个毫秒甚至更短的时间内就能完成对引信信号搜索、处理以及干扰信号发射。本文主要基于有源干扰模式进行深入的研究。

另外，现在许多战机都有预警系统，它可以在引信工作前使侦察接收机从方位上提前对准引信，减少截获引信信号的时间。而且即使无法准确测量引信工作频率，也可提前进行大功率扫频干扰或阻塞干扰。

3 有源干扰机理及其模型建立

记持续时间有限信号集合为

式中T表示给定信号的持续时间；x（t，α）为实函数；α＝（a1，a2，…，an）为n维向量；ai（i＝1，2，…，n）表示该信号的独立特征参量，Λ表示独立特征参量的完备集合。则脉冲体制引信发射的信号xp（t，α）∈SD（T）。

脉冲体制引信发射信号xp（t，α）构成下列集合

式中L2（0，T）为赋范线性空间，称为L2（0，T）引信信号空间，向量α的特征参量由给定脉冲引信的工作体制及其工作方式决定。Eu为正实数，表示信号能量。

在某时刻t＝t0，x（t，α）＝x（t，α0），α中的元素αi将取某一定值αi0（i＝1，2，…，n），即α＝α0＝（α01，α02，…，αn0），称一切可能的α全体为引信的工作特征空间，记为W，其维数由引信的工作体制和工作方式决定。由于引信分辨参数的能力有限，其回波信号x（t，α′）在W中并非是一个理想的点，而是占据着一个以α′为中心的n维区域。

式中E为正实数，表示干扰信号能为干扰信号的特征向量。干扰信号x（t，αJ）∈J，成功干扰引信的充要条件是干扰x（t，αJ）满足

图1 有源干扰的不分辨区域V

即使干扰信号x（t，αJ）落入回波信号x（t，α′）的不分辨区V。一般来说无线电引信靠探测目标的距离或速度信息对目标进行识别，所以n通常取2，即n＝2时，干扰信号不分辨区域V，如图1所示。这主要取决于：1）干扰方能否截获引信信号；2）干扰方能否在空间形中解调出引信信号；3）引信接收机的信号处理方法和抗干扰措施。

4 伪码调相引信干扰机实现方案

4.1 干扰机组成及工作原理

本文给出一种可用于机载的伪码调相引信干扰机的实现方案，其原理框图如图2所示，工作原理及过程如下：

图2 伪码调相引信干扰机原理框图

首先将天线接收到的载波为fR1～fR2的伪码调相引信信号与第一本振相混频，得到第一中频fI1～fI2，再与扫频振荡器的扫频信号相混频，得到固定中频信号fI；然后对fI进行相位解调，获得相干载波fI和引信调制信号（即伪码序列）。干扰时由选择控制器选择采用欺骗干扰还是压制干扰。

当进行瞄准式欺骗性干扰时，首先对解调出的伪码序列进行整形、识别和延时重构；然后将重构后的伪码序列调制在第一中频fI1～fI2上，再经与第一本振混频后，信号已准确地对准引信辐射信号频率；最后经功率放大后由发射天线发射干扰信号。在伪随机码一个周期的循环延迟中，必然有一个时刻与引信预定距离上的信号延迟相对应，以此来实现对引信的欺骗性干扰。由于此干扰信号具有引信目标回波信号的所有特征，且信号有一定的强度，引信很难对此信号进行识别。

当进行窄带压制性干扰时，首先对解调出的伪码序列进行整形、识别；然后进行伪码频率识别，再产生同频率的时钟信号用以产生伪噪声；最后将产生的伪噪声先调制在第一中频fI1～fI2上，再经与第一本振混频后，经功率放大由发射天线发射出去。干扰信号具有白噪声的所有特征，且信号有一定的强度。噪声的随机性可能破坏引信的信号检测能力，也可能破坏引信接收信号的幅度和相位关系，使引信自身的相关接收失效，从而达到干扰引信的目的。当噪声干扰信号很强时，有可能使引信接收电路饱和而失去工作能力。

4.2 重要模块实现方案

1）解调电路：本干扰机采用相干解调法对引信信号进行解调。伪码调相引信信号的载波频率一般都在微波段，在这么高的频率上工作的解调芯片很少，所以本干扰机通过两次变频，把频率变到中频，然后再解调。对伪码调相信号进行相干载波提取有同相正交环、非线性变换－滤波法、逆调制环和判决反馈环等方法。本干扰机选用同相正交环法，因为同相正交环在提取相干载波的同时可直接得到调制信号，简化了硬件电路设计。

2）调制电路：经识别重构后的伪码序列与原引信的伪码序列大致一致，需用它调制同频同相的本地载波，然后发射出去。伪码调相电路由集成0／π调相器、伪随机码产生器、载波信号源组成，其原理框图如图3所示。

图3 伪码调相电路原理框图

3）伪噪声源：伪噪声源实际上就是伪码序列产生器，要实现对伪码调相引信的窄带压制性干扰，伪噪声的码元宽度必须与伪码调相引信的码元宽度相等，而码元宽度是由产生伪码序列的时钟频率决定。这样就需要产生出与引信信号伪码频率同频率的时钟信号，伪噪声实现原理框图如图4所示。

图4 伪噪声实现原理框图

5 结语

本文对舰空导弹引信干扰试验的可行性进行了研究，提出一种针对伪码调相无线电引信进行有源干扰的实现方案。方案所用干扰机理正确，并充分考虑了小型化、硬件成本等问题，但系统软硬件的设计与研制还需更加深入的研究与论证。

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