一种密集假目标干扰的建模及其仿真分析

郝万兵 张 军 谢 敏

(西安电子工程研究所 西安 710100)

0 引言

现代战争电磁环境日益复杂，雷达对抗技术与反对抗技术互相推进。随着计算机、微波单片集成电路、大规模集成电路等技术和器件的成熟与应用，出现了一大批新体制雷达，具有较高的抗干扰性能，传统的噪声干扰很难对这些雷达进行干扰压制。目前，多假目标干扰技术成为雷达对抗的主流方式之一。常规假目标欺骗干扰产生的假目标数量有限，在随队干扰和远距离支援干扰中很难对雷达实施有效压制。密集假目标干扰可以使雷达无法锁定真目标，甚至出现信号处理饱和。工程实现时，需要考虑运算速度和存储资源，本文论述了基于分段重构法的密集假目标干扰工作原理与数学模型，该方法没有大量的乘法运算，节省存储资源，最后通过仿真实验比较，验证了该方法的有效性。

1 密集假目标产生算法

每部雷达都有其特定的分辨率，目标的密集程度是相对于雷达的分辨单元而言的。常规假目标欺骗干扰产生的假目标数量有限，当雷达信号使用脉内调制时，可以在得到高距离分辨能力的同时采用较大时宽的信号。大时宽信号的使用使得常规假目标欺骗干扰产生的假目标之间的间隔大，而且个数非常有限。如果雷达把这些假信号目标都当作真信号目标处理，不影响其继续跟踪其他真目标，也不可能使信号处理饱和。要克服以上缺点，干扰设备就要

在当前干扰信号发完之前有能力发射第二个、第三个甚至更多个干扰信号。延时叠加法、卷积法可以产生这样的密集假信号，但是假目标的数目太多时，这俩种方法需要采用大量的乘法运算，耗费大量的存储空间，本文介绍一种基于分段重构法的密集假目标干扰工作原理与数学模型。

图1 是分段重构法的实现原理图。从图中可以看出将长度为N 的待干扰信号数据s(n)以间隔L分为k 段，即。对信号数据依次进行L 点延时，依照干扰要求做M 次延时，将这M 次延时的数据依时间顺序排列并累加得到新的信号数据g(n)，这表明g(n)总共有(M+N-1)段数据组成，其中第一段数据就是s(n)的第一段数据，第二段数据为s(n)前两段数据之和，第三段数据为s(n)前三段数据之和，依此类推，直至最后一段数据为s(n)的最后一段数据。整个过程只有加法运算，没有费时的乘法运算。这里的间隔L 对应着假目标之间的时间间隔，M 对应着假目标的数目。通过设置这两个值可以控制假目标的数目与密度。

图1 分段重构法的实现原理图

2 仿真实验与结果分析

仿真实验:我们根据图1所示的干扰工作过程原理图生成干扰信号。雷达仿真参数设置如下:发射信号为线性调频信号，带宽B=10MHz，脉宽T=20μs，采样频率fs=40MHz，中心频率fc=750MHz。干扰起始时刻从零开始，要求生成32 个假目标，间隔L=2μs。

根据密集假目标产生原理，将侦察到的雷达信号分为10 段，则分段重构后的信号变为41 段，总时宽为80μs，信号特征呈先增大，然后持续不变，后递减趋势，其中第10 段到第32 段的数据完全相同。

图2 LFM 信号与重构后的信号

上图2 为matlab 中的信号仿真结果。图2(a)为雷达发射线性调频信号s(n)。图2(b)为未限幅时分段重构后得到的干扰信号g(n)，由于信号的分段累加特性，幅值先增大，再持续不变，最后递减，递增部分时宽与递减部分时宽长度一致。图2(c)为限幅后分段重构得到的干扰信号g(n)，限幅处理的原因是考虑到数模转化后输出饱和时的情况。

对以上信号进行脉冲压缩处理，仿真结果如下图3所示。图3(a)为雷达发射信号的脉冲压缩处理结果。图3(b)为未限幅时分段重构得到的干扰信号脉冲压缩处理结果，由图可见，重构的干扰信号经过脉冲压缩处理后生成了32 个等间隔2μs 的假目标。图3(c)为考虑分段信号叠加后，干扰数模转化输出饱和，做限幅处理，经脉冲压缩处理后的结果，由图可见，当输出饱和时，干扰能量有一定损失，但是只要干扰信号能量不低于雷达接收机灵敏度，干扰效果就不会受到影响。

图3 信号经脉冲压缩处理后的结果

3 结论

实现密集假目标信号的方法有很多种，延时叠加法、卷积法，包括本文论述的分段重构法，都有共同的特点，前两种方法都是对密集假目标信号形成过程的模拟，需要做大量的乘法运算，占用大量的存储空间，分段重构法是在延时叠加法的基础上改进的，与延时叠加法不同之处在于该方法是对密集假目标信号空间合成结果的模拟，只有加法运算，缩短运算时间，节省存储资源。在工程应用过程中，可以利用数字射频存储技术实现，主要包括对侦察到的信号进行A/D 变换、存储、调制，最后生成密集假目标信号，进行适当的延时，D/A 输出。实际应用中，可以通过控制假目标的个数与假目标时间间隔达到不同的干扰效果。不过，该方法也有不足之处，假目标的间隔相同，有待于继续改进。

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