基于末制导回波信号的干扰特性测试系统设计

白晓煊

摘要：为了测试末制导雷达在复杂电磁环境下受到的干扰，从而辅助判别其抗干扰能力，本文设计了基于末制导回波信号的干扰特性测试系统，重点论述了系统工作原理、功能结构和技术实现。设计工作解决了脉冲压缩积累、雷达信号处理和特征参数提取等关键技术，测试系统在实际工作中发挥了重要作用。

关键词：回波信号；测试系统；干扰特性

中图分类号：TN959.21 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0197-02

随着电子干扰技术的日益发展，末制导雷达的工作环境日趋复杂。如何在复杂的电磁环境下，判别末制导雷达所受到的干扰，从而为评估末制导雷达抗干扰性能？这是一个值得深入研究的课题。干扰测试系统通过接收末制导雷达发射信号、目标回波信号和干扰信号，进行一系列处理，得出末制导雷达实际受干扰参数，从而为评估末制导雷达在不同干扰环境下的抗干扰性能提供依据。

1 测试系统功能及结构

1.1 系统结构设计

系统结构设计如图1所示。测试系统设计2个独立接收单元，即发射信号接收单元和回波信号接收单元，分别用于接收末制导雷达发射信号和目标回波及干扰信号。主要功能组件包括：发射信号接收盒、回波信号接收盒、瞬时测频盒、中频信号采集板、视频信号采集板、控制计算机和存储电子盘。

1.2 测试系统功能设计

为达到测试干扰信号的目的，测试系统功能设计如下：采集存储末制导雷达发射信号、目标回波信号，提取各个信号的波形、脉宽和幅度；采集存储干扰传输衰减测试信号，对频谱仪进行程控，完成对微波信号空间传输衰减测量。

1.3 系统工作原理

瞬时测频接收机盒对末制导雷达发射信号进行测频，并引导本振进行工作，本振信号同时送往发射信号接收盒和回波信号接收盒；发射信号接收盒和回波信号接收盒分别输出2路中心频率为60MHz的中频信号，其中一路中频信号送到中频信号采集板进行采样另一路直接输出送外接采集设备；中频信号采集板对接收到的中频信号进行采集、缓存、脉冲压缩和积累等处理，并将处理结果送控制计算机主板，控制计算机主板完成数据存储、显示、分析和通讯等功能；控制计算机通过视频信号采集板采集末制导输出模拟信号，通过数据接口采集末制导雷达输出的数据信号，对数据进行分析处理。

2 测试系统功能实现

2.1 脉冲压缩与积累

目标回波信号的采集将受到距离、大气衰减、发射接收天线偏离中心轴、发射功率及有源干扰等因素影响，为消除这些影响，设计中采用对中频信号进行采集、压缩，通过多种算法处理，大大提高在低信噪比的信号中解析出回波信号幅度参数的能力。信号参数调制方式设计为相位编码、线性（非线性）调频或非相参脉冲调制，重复周期为100～1500μs，脉宽为0.2～500μs；脉冲压缩处理时间设计为≤0.7Tr（Tr为雷达重复周期）；脉冲积累个数设计为4～200可调。

2.2 末制导雷达信号处理

对末制导雷达载体和目标位置、航向和导引头机械轴角等数据，实时进行平滑插值，使其数据间隔分别与雷达重复周期和输出信号组采集周期一致；视频信号采集处理板以100Hz的采集速度采集末制导雷达的模拟信号；中频信号采集处理板产生10毫秒周期的中断信号给控制计算机主板，控制计算机的中断处理程序读取视频信号采集板采集的各路模拟信号。

2.3 特征参数提取

2.3.1 宽度/幅度提取

分别对压缩-积累前后的雷达回波、干扰信号进行脉冲宽度、幅度提取。因为单个周期的信号非常弱，多数情况下信号淹没在噪声中，对信号的宽度/幅度提取是在压缩积累后进行的，由于压缩积累的数字处理增益很高，这样就能把信号从淹没的噪声中提取出来。

定频脉冲信号的宽度幅度提取是在积累后进行的。相参积累处理方式下，N个周期距离选通信号内的回波/干扰信号采样值按照距离排列，相同距离的采样值为一组加海明窗后做256点FFT，加海明窗后，频谱峰值会降低，谱线宽度为，以频谱上最大功率点为中心左右取数字频率（点）在频域做功率积分，计算出该距离点的功率值；相参积累的选通宽度最多为12微秒，基带数据率为20MHz，所以相参积累最多做240个256点FFT，得到距离选通内每个距离点的功率值，选取所有距离点相参积累功率最大值的一半为门限，计算回波/干扰信号的宽度，计算回波/干扰宽度内信号相参积累功率的均值并且做海明窗的功率补偿后得到信号的幅度、功率。定频脉冲信号的非像参积累就是多个周期相同距离点的功率平均，以最大功率值一半为门限，计算回波/干扰信号的宽度，计算回波/干扰宽度内信号功率的均值得到信号的幅度、功率。

线性调频信号或相位编码信号采用脉冲压缩的的处理方法。由于无法事先知道信号的特征，所以采用发射信号自相关得到信号的处理增益，然后用發射信号和回波/干扰信号做脉冲压缩得到脉压峰值，脉压峰值除去处理增益得到回波/干扰信号的幅值。为了降低旁瓣，需要加海明窗，功率计算时要相应地做补偿得到信号的实际功率值。

2.3.2 干信比解算

对雷达回波、干扰信号进行幅度/功率转换，分别进行压缩-积累前后干信比解算。

2.3.3 波形近似度和缺失度解算

3 结语

基于末制导回波信号的干扰特性测试系统已经完成设计，其工作界面如图2所示。干扰测试系统接收末制导雷达发射信号、目标回波信号和干扰信号，经过处理后得出干扰信号参数，为辅助评估末制导雷达在不同干扰环境下的抗干扰性能提供了有效手段。

参考文献

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