对雷达和干扰机一体化信号的干扰研究

朱 峰，阳洪灿

(解放军92602部队，浙江 宁波 315000)



对雷达和干扰机一体化信号的干扰研究

朱 峰，阳洪灿

(解放军92602部队，浙江 宁波 315000)

雷达和干扰机一体化信号普遍采用脉冲压缩技术，并且具有类噪声的信号频谱，有很强的抗干扰能力。提出了采用基于卷积调制的灵巧噪声干扰方法。仿真结果表明该方法可以产生大量假目标，能够有效干扰几种典型的雷达和干扰机一体化信号，其干扰效果明显好于射频噪声干扰。

一体化信号；卷积调制；灵巧噪声干扰；射频噪声干扰

0 引 言

雷达和干扰机在硬件上实现一体化，可以减轻作战装备的体积、重量和能耗；在发射信号上实现雷达探测和干扰信号一体化，即发射信号既能干扰对方雷达，也能进行探测定位，可以提高平台的抗干扰能力、生存率和整体作战性能[1]。可以说雷达和干扰机一体化是今后发展的必然趋势，因此对它的干扰研究十分有意义。

灵巧噪声干扰是兼有噪声干扰和欺骗干扰技术特点的干扰方式，是干扰雷达和干扰机一体化信号的有效手段[2]。本文主要针对几种典型的雷达和干扰机一体化信号，研究基于卷积调制的灵巧噪声对一体化信号的干扰。

1 几种典型的雷达和干扰机一体化信号

1.1 雷达和干扰机一体化信号设计原则[3-4]

(1) 雷达与干扰机相比，具有较大的有效辐射功率，其雷达侦察接收机的灵敏度也远远大于干扰机。因此，如共享发射信号，同时要获得较好的雷达性能，在接收时必须采用一定的方法提高信号处理增益。脉冲压缩信号通过压缩处理，正符合这一要求，是一种可用的一体化信号。

(2) 在发射功率要求方面，雷达需要较大峰值功率和较小平均功率，而干扰机的要求则完全相反。为充分利用干扰机的平均功率，一体化信号须具有大的时宽或工作比。

(3) 雷达接收自身发射的回波信号，经信号处理区别目标与噪声。为提高信噪比、便于信号检测，一般采用规则信号，而干扰信号需有随机性特征。

根据上述信号设计原则，介绍3种典型的雷达和干扰机一体化信号。

1.2 伪随机二相编码信号

该信号由频率相同而起始相位不同的子脉冲组成，是一种脉冲压缩雷达信号。伪随机序列用于调制子脉冲的起始相位角。在子脉冲中，一般把起始相位角为0的记作“+”，而把起始相位角为π的记作“-”，假设每个子脉冲宽度都为τ，总长度为Nτ，伪随机二相编码信号的复数形式可表示为：

(1)

式中：f0为信号中心频率;φi为由伪随机序列决定的子脉冲相位。

以13位巴克码为例，中心频率为10 MHz，子脉冲宽度为1 μs，其波形如图1所示。

1.3 线性调频-伪随机二相码信号

该信号将线性调频信号和伪随机二相码信号组合起来，在二相码信号的每个码元内进行线性调频，形成脉冲压缩信号。

设线性调频信号的数学表达式为：

(2)

伪随机二相编码脉冲函数为：

(3)

式中：δ(t)为冲击函数；τ为子脉冲宽度；P为码长；k为线性调频调制斜率；f0为信号中心频率；ci为一伪随机序列，取{ci=1或-1};线性调频-伪随机二相码信号为式(2)与式(3)的卷积。

以线性调频和13位巴克码的混合调制信号为例，线性调频的起始频率为9 MHz，调频带宽为2 MHz，子脉冲宽度为1 μs，其波形如图2所示。

1.4 线性调频-伪随机脉位信号

该信号是将线性调频信号和伪随机脉位信号相结合，信号的形式为脉内线性调频、脉间随机脉位。

设线性调频信号的数学表达式为：

(4)

等脉宽伪随机脉位脉冲信号的数学表达式为：

(5)

线性调频-伪随机脉位信号为式(4)与式(5)的乘积。设线性调频信号的脉冲宽度为13 μs，中心频率为10 MHz，调频带宽为2 MHz，等脉宽伪随机脉位脉冲信号的子脉冲宽度为0.6 μs，脉冲重复周期为1 μs，T0=0.4，其波形如图3所示。

2 灵巧噪声波形设计方法

灵巧噪声通常采用数字射频存储(DRFM)技术实现。作为干扰信号，它不仅具有较好的相干性，而且中心频率总能对准被干扰雷达信号的频率，因此干扰效费比较高。

噪声卷积干扰是将干扰机接收并存储的被干扰雷达发射信号与视频噪声相卷积，经放大后转发的一种干扰，是灵巧噪声干扰的一种实现方法。

假设雷达发射脉冲为s(t)，目标与雷达之间的距离为R，截面积为σ，干扰机位于目标上，则目标的响应函数为：

p(t)=σδ(t-tr)

(6)

式中：tr=2R/c。

回波信号可表示为：

sr(t)=p(t)*s(t)

(7)

设噪声为n(t)，则干扰机发射信号Jr(t)为：

Jr(t)=s(t)*n(t)

(8)

则雷达接收到的信号经脉冲压缩后可表示为：

J(t)=[sr(t)+Jr(t)]*s*(-t)= [p(t)+n(t)]*s(t)*s*(-t)

(9)

由式(9)可知，干扰信号与目标回波信号一样，经脉冲压缩获得了信号处理增益，干扰的效果取决于参与卷积的视频噪声信号，而视频噪声可以看成很多幅度随机的冲击脉冲串，与发射信号卷积后产生的干扰相当于很多幅度随机延时的发射信号之和。

3 仿真及结果分析

3.1 对伪随机二相编码信号的干扰仿真

为了说明噪声卷积干扰的优势，在仿真时用射频噪声干扰与之对比。

伪随机二相编码信号参数选取如下：以13位巴克序列为伪随机序列，中心频率为10 MHz，子脉冲宽度为1 μs，目标位置13.5 km。

干扰参数选取如下：射频噪声的干扰带宽5～15 MHz；参与卷积的噪声信号为服从均值为0、方差为1的高斯分布噪声，其时宽分别取6.5 μs和13 μs。

其干扰仿真结果如图4所示。

3.2 对线性调频-伪随机二相码信号的干扰仿真

线性调频-伪随机二相码信号参数选取如下：以13位巴克序列为伪随机序列，线性调频的起始频率为9 MHz，调频带宽为2 MHz，子脉冲宽度为1 μs，目标位置13.5 km。

干扰参数选取同上，其干扰仿真结果如图5所示。

3.3 对线性调频-伪随机脉位信号的干扰仿真

线性调频-伪随机脉位信号参数选取如下：线性调频的起始频率为9 MHz，调频带宽为2 MHz，脉冲宽度13 μs。等脉宽伪随机脉位脉冲信号的子脉冲宽度为0.6 μs，脉冲重复周期为1 μs，目标位置13.5 km。

干扰参数选取同上，其干扰仿真结果如图6所示。

从以上仿真结果可以得出，基于卷积调制的灵巧噪声干扰产生大量随机延时的假目标，能有效干扰3种典型的雷达和干扰机一体化信号，并且干扰脉冲宽度越大，其压制范围越宽。与射频噪声干扰相比，灵巧噪声干扰利用了压缩增益，其干扰功率利用率远远大于射频噪声。

4 结束语

雷达和干扰机一体化信号有多种形式，但为了同时达到探测和干扰的目的，从理论分析得出都采用脉冲压缩技术。基于卷积调制的灵巧噪声干扰正是利用了压缩增益，能以较低的干扰功率产生遮盖性干扰和欺骗性干扰的双重效果，与传统干扰相比有着巨大的优势。

[1] 杨丹丹，刘以安，唐霜天，等.混沌二相调制雷达/干扰机共享信号优化设计[J].计算机仿真，2011(6)：30- 33.

[2] 邱杰．灵巧噪声干扰本质含义探讨[J].海军航空工程学院学报，2011,26(5)：481-484.

[3] 秦林林，郭凯，李晔．雷达干扰化的信号共用技术实现方法[J].电讯工程，2015(2)：1-3.

[4] 韩国玺，何俊，潘启中．基于ICGA的雷达与雷达干扰一体化信号的优化设计[J].计算机工程与应用，2014，50(2)：212-215.

ResearchintoTheJammingtoIntegratedSignalofRadarandJammer

ZHU Feng,YANG Hong-can
(Unit 92602 of PLA,Ningbo 315000,China)

Pulse compression technique is usually used for radar and jammer integrated signals,which has similar frequency spectrum as noise and good anti-jamming ability.This paper presents the smart noise jamming method based on convolution modulation.The simulation result shows that smart noise jamming method can generate a great deal of false targets,which can jam several typical radar and jammer integrated signals effectively.The jamming effect is better than radio frequency noise jamming evidently.

integrated signal;convolution modulation;smart noise jamming;radio frequency noise jamming

2017-04-06

TN974

：A

：CN32-1413(2017)03-0069-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.03.016