基于SystemVue的脉冲多普勒雷达干扰仿真研究

程 林，谢登召，蒋东旭，张 昀

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所，江苏 扬州 225001)



基于SystemVue的脉冲多普勒雷达干扰仿真研究

程 林，谢登召，蒋东旭，张 昀

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所，江苏 扬州 225001)

利用SystemVue软件建立了脉冲多普勒雷达的干扰仿真模型，研究了延时转发和前沿复制循环转发等干扰样式对脉冲多普雷达的干扰效果。仿真结果表明，仅通过距离维的干扰很难对脉冲多普勒雷达形成有效干扰，而距离维和多普勒维的同时干扰可以对脉冲多普勒雷达形成有效干扰。

SystemVue软件；脉冲多普雷达；干扰

0 引 言

脉冲多普勒雷达是一种利用多普勒效应并以频谱分离技术抑制各类背景杂波的全相参体制脉冲雷达。随着大规模集成电路和数字处理技术的发展，脉冲多普勒雷达广泛应用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场监视、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备[1]。近年来，随着雷达信号精细化处理技术的出现，脉冲多普勒雷达的抗干扰性能越来越强，传统的干扰手段已很难对其奏效，因此亟需研究新的对抗措施[2-5]。

针对脉冲多普勒雷达的干扰方法主要有噪声干扰[6-7]和欺骗干扰[8-9]，目前已经有大量文章对这些干扰样式的效能进行了建模和分析[10-11]。随着计算机辅助建模技术的发展，国内外越来越重视对雷达对抗技术的建模与仿真。计算机辅助建模和仿真技术可以在干扰样式设计过程中，提前通过仿真对干扰效能进行评估，从而可以缩短试验周期。具有经济性、可重复性等优点，因此在雷达对抗系统的设计中得到了广泛应用。SystemVue软件是Keysight Technologies公司(即原安捷伦公司)的系统级仿真软件。它采用同步数据流仿真引擎，提供了图形化的基于模块搭建方式的设计模式和仿真方法。这样的方法提高了涉及多个学科专业知识的复杂系统的仿真效率，并能够通过功能模块的重用和配置，有效继承已有的知识成果。

本文基于SystemVue软件建立了脉冲多普雷达的模型，并研究了延时转发和前沿复制循环转发等干扰样式对脉冲多普勒雷达的干扰效果。

1 脉冲多普勒雷达的建模和仿真

图1为系统仿真场景示意图。仿真场景分轨迹层、天线层、信号层以及干扰层，轨迹层主要用于对各平台的空间位置、速度、加速度、运动误差以及目标雷达横截面积(RCS)等进行仿真。天线层主要用于计算目标与雷达发射/接收天线的相对方位角和俯仰角等进行仿真。信号层为仿真的主体，模拟包括信号产生、发射/接收波束形成、调制解调、信号处理(脉冲压缩、脉冲多普勒、目标检测、恒虚警等)。干扰层包括干扰信号产生、调制和发射等模块。干扰信号来自雷达发射信号，通过干扰模式模块可以对雷达信号进行全部/部分复制，然后再通过放大、延时、上变频以及加入多普勒调制信号最终发射出去。

图2～图4为未加干扰下的雷达信号经过脉冲压缩、脉冲多普勒处理结果。

由图2～图4可以看出，经过脉冲压缩和脉冲多普勒处理后，目标的距离和速度信息可以很容易检测出来。

2 脉冲多普勒雷达的干扰研究

2.1 延时转发干扰

延时转发干扰通过对雷达回波进行延时转发，可以达到距离欺骗的效果。图5～图7为只进行延时转发的干扰效果。

由图5可以看出，延时转发干扰下，通过脉冲压缩处理后，在目标后面出现一个强干扰，由于没有引入多普勒调制，因此脉冲多普勒处理后的速度信息没有任何变化，见图6。由于在本次仿真中干扰信号没有引入多普勒调制，因此通过脉冲多普勒处理以后可以将干扰滤掉，如图7所示。

为此，需要在干扰信号中引入多普勒调制。图8和图9分别为引入正弦调频和高斯随机噪声多普勒调制信息下的脉冲多普勒处理结果。

由图可以看出，在干扰信号中引入多普勒调制后，通过脉冲多普勒处理后很难找到目标。因此，要想取得对脉冲多普勒处理雷达的有效干扰，在距离干扰的同时，必须在干扰信号中引入多普勒调制信息。

2.2 前沿复制循环转发干扰

对于雷达干扰设备，由于收发隔离带来的电磁兼容性问题，很多时候很难实现同时收发。为了解决干扰资源的合理分配，一般采取前沿复制循环转发干扰。图10中干扰信号为对雷达脉冲前1/4的信号进行循环复制形成的。图11为脉压后的结果，由于复制了4次，因此经过脉压后形成4个假目标。图12和图13为经脉冲多普勒处理的结果。

由图13可以看出，前沿复制循环转发干扰可以在距离上形成多个假目标，但经过脉冲多普勒处理后，干扰基本被滤除。尽管没有引入多普勒干扰，但由于循环复制破坏信号的脉内信息，形成了白化的多普勒噪声，在一定程度上可以提高速度检测的门限。

图14和图15分别为引入正弦调频和高斯随机噪声多普勒调制信息下的脉冲多普勒处理结果。

由图14和图15可以看出，当干扰信号引入多普勒调制信息后，前沿复制循环转发干扰的干扰效果可以同时覆盖距离和速度维。

3 结束语

本文利用SystemVue软件研究了延时转发和前沿复制循环转发干扰对脉冲多普勒雷达的干扰效果。仿真结果表明，在延时转发和前沿复制循环转发干扰下，通过脉冲压缩处理后，在距离维可以形成假目标，但由于没有引入多普勒调制，因此，经脉冲多普勒处理后的干扰信号很容易被滤除，而当干扰信号引入正弦调频和高斯随机噪声多普勒调制后可以对脉冲多普勒处理形成较好的干扰，经过脉冲多普勒处理很难找到目标。

[1] ALBASTER C.脉冲多普勒雷达：原理、技术与应用[M].北京:电子工业出版社,2016.

[2] SCHLEHER D C.信息时代的电子战[M].信息产业部电子第二十九研究所译.成都:信息产业部电子第二十九研究所,2000.

[3] 贲德.机载雷达技术[M].北京:电子工业出版社,2006.

[4] 林象平.雷达对抗原理[M].西安:西北电讯工程学院出版社,1985.

[5] 黄培康.雷达目标特性[M].北京:电子工业出版社,2005.

[6] 崔炳福.脉冲多普勒处理雷达的噪声干扰技术[J].电子对抗技术,1997,12(1):1-9.

[7] 张杰儒.脉冲多普勒处理雷达干扰的若干问题[J].火力与指挥控制,2001,26(4):33-36.

[8] 杨海林,郭爱芳,侯民胜.脉冲多普勒处理雷达抗速度欺骗干扰的计算机仿真[J].电子工程师,2005,3(10):1-6.

[9] 师琳,代延民,刘光斌.脉冲多普勒处理雷达欺骗干扰方法浅析[J].现代电子技术,2003,22(165):42-44.

[10]曾茂生.脉冲多普勒雷达技术特征及干扰方法的探究[J].舰船电子对抗,2003,26(1):16-18.

[11]石晓娟.基于DRFM的脉冲多普勒雷达组合干扰及其效能评估[J].电子信息对抗技术,2006,21(6):34-38.

Research into The Jamming Simulation of PD Radar Based on System Vue

CHENG Lin,XIE Deng-zhao,JIANG Dong-xu,ZHANG Yun

(The 723 Institute of CSIC,Yangzhou 225001,China)

This paper uses SystemVue software to build up the jamming simulation model of pulse Doppler (PD) radar,studies the jamming effect of jamming modes such as time-delay transmitting,front-end copy circlic transmitting,etc.The simulation result shows:it is difficult to effectively jamming PD radar only through the jamming of range-dimension,but the jamming of range-dimension and PD dimension at the same time can form effective jamming to PD radar.

SystemVue software;pulse Doppler radar;jamming

2017-03-06

TN972;TP391.9

A

CN32-1413(2017)02-0072-06

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.02.017