末制导雷达抗舷外有源诱饵干扰研究

张树森，王腾飞

（海军航空工程学院电子工程系，山东烟台264001）

末制导雷达抗舷外有源诱饵干扰研究

张树森，王腾飞

（海军航空工程学院电子工程系，山东烟台264001）

针对舷外有源雷达诱饵干扰末制导雷达的原理，提出了末制导雷达发射复杂信号对抗舷外有源雷达诱饵的方法，建立了发射信号模型，并从时域参数测量和时频分析两方面仿真分析了发射信号的反侦察能力；同时，对末制导雷达去干扰能力进行了仿真分析，验证了此种发射信号抗舷外有源雷达诱饵的有效性。

发射信号；反侦察；去干扰

舷外有源诱饵在对抗反舰导弹方面有独特优势，对反舰导弹生存构成巨大威胁。舷外有源诱饵能够有效诱偏反舰导弹的前提是舰载侦察系统准确截获末制导雷达制导信号，并测量出其参数，装订给舷外有源诱饵［1］。本文从反侦察角度出发，设计了一种制导干扰一体化导引头发射信号，对敌方电子侦察干扰设备进行欺骗干扰，以此破坏其对导引头制导信号参数侦察，使之无法对舷外有源诱饵进行有效引导，达到保护己方雷达不受干扰的目的，造成敌方电子干扰攻击或反导攻击失败，提高反舰导弹的生存能力［2］。

1　发射信号模型

末制导雷达发射机发射3种脉冲信号，分别为诱导脉冲、制导脉冲和遮盖脉冲，其中，诱导脉冲和制导脉冲由信号组件产生，遮盖脉冲由干扰组件产生。诱导脉冲作为假目标对敌侦察系统进行欺骗，遮盖脉冲对制导脉冲进行压制淹没干扰，使敌方电子对抗侦察机很难识别和分辨制导信号。

基于相参捷变频的末制导雷达发射机，其可以在一个发射周期内发射多个频率不同的脉冲信号，且发射频率在一定的通频带内可控，通常捷变频带宽大于400 MHz，假设末制导雷达有n个频率捷变点，对应的发射频率分别为f0、f1、…、fn，例如选取频率f0作为制导脉冲发射频率，频率fn作为诱导脉冲发射频率，在同一个发射周期内，依次发射诱导脉冲（tc时刻发射）与制导脉冲（tg时刻发射），并且诱导脉冲脉宽τc大于制导脉冲脉宽τg，在同一个基准脉冲的控制下，干扰组件在tj时刻产生遮盖脉冲（噪声调频信号），中心频率为f0，有效调频带宽为Bj，其中满足幅度Aj＞Ag、带宽Bj＞Bg、脉宽τj＞τg，即遮盖脉冲在时域和频域同时对制导脉冲进行遮盖［3］。显然制导脉冲重复周期Tg、诱导脉冲重复周期TC和遮盖脉冲重复周期Tj为同一个周期T。图1为发射信号时序图。

图1　发射信号时序图Fig.1 Time diagram of emission signal

发射信号模型为：

2　反侦察能力仿真分析

对于雷达侦察干扰设备，能够侦收空间中存在的各种辐射源信号，制导脉冲和遮盖脉冲叠加后的信号，会呈现一定的噪声特性，进入电子侦察设备后，频率和幅度随机变化，侦察干扰设备很难对其参数进行正确的测量，进而无法进行有效的分选出雷达参数，对于诱导脉冲，时域和频域都不在噪声的遮盖范围内，电子侦察设备能够很容易测量出其参数，完成对其的分选、识别，从而将诱导脉冲参数装订给舷外有源雷达诱饵，引导有源雷达诱饵对其进行诱骗。下面将分别从时域参数测量、时频分析方面分析发射信号的反侦察效果［4］。

2.1对时域参数测量的反侦察效果

电子侦察干扰机对雷达脉冲信号时域参数tTOA、τPW、Ap的测量是在中放、包络检波后进行的。噪声调频带宽大于中放带宽时，若调制噪声的谱宽ΔF相对较窄，则噪声调频信号的瞬时频率变化相对较慢，其在中放带宽的驻留时间t大于等于侦察接收机暂态响应时间ty，中放输出为一系列近似等幅、宽度和周期随机的脉冲序列（平均脉宽反比与调制噪声的谱宽），如图2所示，由于干扰脉冲的随机性，因而检波后会形成杂乱的脉冲串，这些杂乱的脉冲串将会对tTOA、τPW的测量产生影响［5］。

图2　噪声调频干扰的中放输出示意图Fig.2 Intermediate frequency amplifier exporting diagram of FM noise jamming

仿真条件：制导脉冲幅度为Ag=1，脉冲持续时间为τg=10 μs，带宽为Bg=10 MHz；遮盖脉冲的幅度为Aj=4，脉冲持续时间为τj=60 μs，干扰带宽为Bj=100 MHz，调制噪声带宽为ΔF=50 MHz，侦察接收机中放带宽为Δfrj=50 MHz。

图3 a）为仅制导脉冲进入接收机中放后的情况，由于制导脉冲带宽Bg＜Δfrj，即频率摆动小于中放带宽，制导脉冲全部进入接收机中放输出近似等幅线性调频波，经过包络检波后可以对其到达角、脉冲宽度进行准确测量，进而对其分选识别。图3 b）为遮盖脉冲与制导脉冲的合成信号进入中放，由于Bj＞Δfrj，即噪声瞬时频率摆动超过中放带宽，接收机中放输出一系列接近等幅、宽度和周期随机杂乱脉冲，对其到达角、脉宽的测量也会出现随机性，无法对其进行正确的分选识别，从而达到反侦察的效果。

图3　中放输出时域图Fig.3 Exporting diagram of intermediate frequency amplifier

2.2对时频分析反侦察效果

对雷达信号的时频分析是为了更细致地研究雷达信号的时频调制特性，以便于分析和判断雷达的功能和性质，分选识别雷达辐射源。下面从短时傅里叶变换方面分析发射信号的反侦察效果。采用2.1节中的仿真条件进行时频分析仿真，结果见图4。

图4　时频分析图Fig.4 Analysis diagram of time frequency

图4 a）、b）为制导脉冲STFT时频分析结果，从中能够清楚的得到脉冲的到达时间、脉冲宽度、脉内特征等参数，利用这些参数能够对其进行准确的分选识别；图4 c）、d）为制导脉冲与遮盖脉冲合成信号时频分析图，可以看出制导脉冲完全淹没在遮盖脉冲下，STFT时频分析结果呈现噪声特性，无法进行分选识别，从而达到反侦察的效果。

3　诱导信号反射回波和噪声调频干扰反射回波对制导信号反射回波检测影响

末制导雷达接收回波信号时，回波信号经过天线进入雷达接收机前端后，下变频至中频，仅制导脉冲对应的本振频率F0作用于中频接收机，诱导脉冲对应的本振频率不作用于中频接收机，下变频后的诱导脉冲频率不在中频接收机接收范围内，进不了中频接收机，不会对末制导雷达目标检测造成影响。对于遮盖脉冲，仅频率在中频接收机带宽范围内的部分，会同制导脉冲一起进入中频接收机，但是噪声失配于末制导雷达的脉冲压缩处理过程，并且由于噪声相位的随机性，在进行相参积累时，相对于制导脉冲积累少，对末制导雷达目标检测影响较小。

3.1诱导信号反射回波对制导信号反射回波检测影响

目标回波信号送入混频器，与本振系统送来的频率为f0-fI的稳定本振信号混频后变成中频信号：

末制导雷达接收机中频具有一定的滤波特性，如果中频滤波特性的带宽大于制导脉冲的带宽，则会有过多的噪声进入接收机，如果选择的带宽比制导脉冲带宽窄，能量就会丢失。因此，中频滤器一般选为匹配滤波器，其带宽Δfr，即只有频率在

范围内的信号可以进入制导雷达接收机，而下变频后，诱导脉冲的频率范围为：

即诱导脉冲完全被阻隔在接收机之外，不会对雷达信号检测造成任何影响。

下变频后，遮盖脉冲的频率范围为：

即混频后噪声调频信号，只有瞬时频率在接收机带宽范围内的部分进入中放，其余部分无法进入中放，进入接收机的遮盖脉冲信号的总功率为：

仿真条件不变，假设末制导雷达接收机中频为60 MHz，接收机带宽为Δfr=10 MHz，图5 a）为制导干扰一体化发射信号下变频至中频后的频谱，图5 b）为下变频后进入接收机中放的信号的频谱。

图5　回波信号频谱图Fig.5 Spectrum map of echo signal

从仿真图5中能够得到：诱导脉冲完全被阻隔在中放之外无法进入中放，遮盖脉冲只有瞬时频率在接收机中放范围内的部分进入中放，而制导脉冲全部进入中放。由此能够得到，经过下变频滤波后，诱导脉冲和部分遮盖脉冲被去除。

3.2噪声调频干扰反射回波对制导信号反射回波检测影响

进入中放后的制导信号淹没在噪声之中，去遮盖脉冲干扰变成了抗噪声调频干扰，对于采用脉压体制的相参雷达，脉冲压缩和相参积累技术是提高此类雷达回波信噪比的重要手段。

脉冲压缩后输出信号的包络为：

式中，tdo为匹配滤波器的延迟时间［7］。

线性调频矩形脉冲信号经过匹配压缩滤波器后的输出信号为辛克函数，输出信号的峰值为Ag，是输入信号幅度Ag的，因此输出脉冲信号的峰值P0是输入信号功率Pi的D倍，即

在理想情况下，匹配滤波器与输入脉冲信号是完全匹配的，但是经过中放、正交检波后的噪声趋向于窄带高斯白噪声，其统计特性具有随机性，所以经过匹配压缩滤波器以后，噪声并不会被压缩，仍然保持在原有的噪声电平上，因此脉冲压缩之后的功率信噪比SNRo为压缩之前功率信噪比SNRi的D倍，即

相参积累在中频实现，N个等幅中频脉冲信号同相累加，输出幅度增加N倍，功率增加N2，N个独立的同分布随机噪声相加后的噪声功率增加N倍，故相参积累使信噪比改善N倍［8］。

经过以上分析，一体化导引头回波信号经过滤波、脉冲压缩、相参积累后的信噪比为：

式中，Pis为输入的制导脉冲功率。

假设脉冲压缩比D=100，相参积累个数N=32，发射信号中制导脉冲与遮盖脉冲信噪比，计算的输出信噪比为：

在检测概率Pd=0.9和虚警概率为Pfa=10-6时，要求信噪比为SNRo=27.4≫13.2=SNRmin，SNRmin=13.2dB，满足雷达信号检测的要求。如图6 a）、b）所示分别为脉冲压缩后信噪比和相参积累后的信噪比，与计算结果吻合。

图6　输出信噪比Fig.6 Exporting signal SNR

4　结束语

本文提出了末制导雷达发射复杂信号对抗舷外有源雷达诱饵干扰的方法，并对发射信号的反侦察效果和末制导雷达的去干扰能力进行了仿真分析，结果表明该方法能够有效对抗舷外有源雷达诱饵。

［1］胡海，孙玉明，隋先辉.舷外有源诱饵装备发展及作战使用现状［J］.舰船科学技术，2011，33（2）：14-17. HU HAI，SUN YUMING，SUI XIANHUI.The equipment development and operational deployment of outboard active electronic bait［J］.Ship Science And Technology，2011，33（2）：14-17.（in Chinese）

［2］赵晋起.舰载ESM接收机适应复杂电磁环境对策探讨［J］.舰船电子对抗，2008，31（1）：9-16. ZHAO JINQI.Discussion on the countermeasure of shipboard esm receiver to adopt complicated electromagnetic environment［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2008，31（1）：9-16.（in Chinese）

［3］侯小林，李伟，羊彦，等.基于诱导脉冲组合雷达波形的LPI性能分析［J］.西北工业大学学报，2012，30（3）：445-450. HOU XIAOLIN，LI WEI，YANG YAN，et al.Exploring new and better LPI（Low Probability of Intercept）performance for combination radar waveform based on cheating pulse［J］.Journal of Northwestern Polytechnical University，2012，30（3）：445-450.（in Chinese）

［4］古军峰，蓝红生，王国恩.雷达反侦察技术及战术［J］.舰船电子工程，2012，32（8）：71-73. GU JUNFENG，LAN HONGSHENG，WANG GUOEN. Technologies and tactica of radar antire-conaissance［J］. Ship Electronic Engineering，2012，32（8）：71-73.（in Chinese）

［5］赵国庆.雷达对抗原理［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2012：204-206. ZHAO GUOQING.Principle of radar countermeasure［M］.Xian：Xidian University Press，2012：204-206.（in Chinese）

［6］李合生，韩宇，蔡英武，等.雷达信号分选关键技术研究综述［J］.系统工程与电子技术，2005，27（12）：2035-2039. LI HESHENG，HAN YU，CAI YINGWU，et al.Overview of the crucial technology research for radar signal sorting［J］.Systems Engineering and Electronics，2005，27（12）：2035-2039.（in Chinese）

［7］陈伯孝.现代雷达系统分析与设计［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2012：188-190. CHEN BOXIAO.Mondern radar sysrem analysis and design［M］.Xian：Xidian University Press，2012：188-190.（in Chinese）

［8］丁鹭飞，耿富录.雷达原理［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2002：138-139. DING LUFEI，GENG FULU.Priciples of radar［M］.Xian：Xidian University Press，2002：138-139.（in Chinese）

［9］崔旭，唐斌.调频诱饵干扰技术［J］.电讯技术，2005，45（2）：159-163. CUI XU，TANG BIN.Study on FM decoy jamming technique［J］.Telecommunication Engineering，2005，45（2）：159-163.（in Chinese）

［10］杨晓红，陈清华.导引头目标干扰识别与抗干扰［J］.电光与控制，2006，6（12）：9-14. YANG XIAOHONG，CHEN QINGHUA.Research on anti-interference method based on technique of target behavior pattern recognition［J］.Electronics Optics&Control，2006，6（12）：9-14.（in Chinese）

［11］张剑锋，杨静，李晓军.舰载舷外有源诱饵技术研究［J］.舰船电子对抗，2013，36（1）：7-12. ZHANG JIANFENG，YANG JING，LI XIAOJUN.Research into shipboard off-board active radar decoy technology［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2013，36（1）：7-12.（in Chinese）

［12］范文同，王星，叶广强.机载拖曳式雷达有源诱饵作战效能研究［J］.现代电子技术，2010，33（3）：10-12. FAN WENTONG，WANG XING，YE GUANGQIANG. Combat effectiveness study for airborne towed radar active decoy［J］.Modern Electronics Technique，2010，33（3）：10-12.（in Chinese）

［13］农春丽.机载拖曳式雷达有源诱饵对抗方法研究［J］.电子科技，2011，24（7）：42-44. NONG CHUNLI.Countermeasures and simulation for airborne towed radar active decoy［J］.Electronic Science and Technology，2011，24（7）：42-44.（in Chinese）

［14］王隽，许海龙，周水楼.舰载舷外有源诱饵布放高度研究［J］.海军航空工程学院学报，2015，30（6）：516-520. WANG JUN，XU HAILONG，ZHOU SHUILOU.Research on the deploy altitude of off-board radar active decoy［J］.Journal of Naval Aeronautical and Astronautical University，2015，30（6）：516-520.（in Chinese）

［15］成拁，姜宁，安永超，等.舷外有源诱饵在舰艇编队中作战使用研究［J］.舰船电子对抗，2015，38（5）：10-14. CHEN JIA，JIANG NING，AN YONGCHAO，et al.Research into operation usage of outboard radar active decoy in ship formation［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2015，38（5）：10-14.（in Chinese）

［16］赖中安，修继信.拖曳式雷达有源诱饵干扰反舰导弹技术［J］.舰船电子对抗，2012，35（5）：17-19. LAI ZHONGAN，XIU JIXIN.Technology of towed radar active decoy jamming anti-ship missile［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2012，35（5）：17-19.（in Chinese）

［17］赖中安，王彩英.舷外有源诱饵干扰反舰导弹仿真建模与分析［J］.舰船电子对抗，2012，35（6）：66-70. LAI ZHONGAN，WANG CAIYING.Simulation modeling and analysis of off-board radar active decoy jamming anti-ship missile［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2012，35（6）：66-70.（in Chinese）

［18］杜建东.舷外有源诱饵在舰艇反导中的运用研究［J］.航天电子对抗，2012（5）：4-6. DU JIANDONG.Application of outboard radar active decoy in anti-missile defence［J］.Aerospace Electronic Warfare，2012（5）：4-6.（in Chinese）

［19］许政，王强，于勇，等.舷外有源诱饵干扰作战使用研究［J］.现代电子技术，2010，33（21）：61-64. XU ZHNEG，WANG QIANG，YU YONG，et al.Operational application method of outboard active decoy interference［J］.Modern Electronics Technique，2010，33（21）：61-64.（in Chinese）

［20］张晓杰，骆鲁秦，崔伟.拖曳式雷达诱饵干扰能力研究［J］.电子信息对抗技术，2013，28（3）：57-60. ZHANG XIAOJIE，LUO LUQIN，CUI WEI.Jamming analysis of towed radar decoy［J］.Electronic Information Warfare Technology，2013，28（3）：57-60.（in Chinese）

Research on Terminal Guidance Radar Against the Shipboard Active Radar Decoy Jamming

ZHANG Shusen，WANG Tengfei
（Department of Electronic and Information Engineering，NAAU，Yantai Shandong 264001，China）

Aiming at the precondition of shipboard active radar decoy（SARD）jamming the terminal guiding radar，the method of transmitting complicated signals against SARD was put forward.The model of terminal guiding radar transmit was established.The anti-reconnaissance ability of transmit was simulated and analyzed from the aspects of time domain parameters measuring and time-frequency analysis.At the same time，the ability of terminal guiding radar to remove jamming was simulated and analyzed.The effectiveness of guiding and jamming integrated signal against SARD was proved.

integrated signal；anti-reconnaissance；remove jamming

TN97

A

1673-1522（2016）03-0359-06DOI:10.7682/j.issn.1673-1522.2016.03.011

2016-01-12；

2016-04-24

张树森（1965-），男，教授，硕士。