延迟制导信号抗有源高重频激光方法的仿真研究

满海涛+谢亚雪

摘要： 为研究激光制导弹药利用延迟信号法抗有源高重频激光干扰的有效性，利用Simulink搭建了延迟信号法抗有源高重频激光干扰仿真平台，采用数值仿真验证了该方法的有效性，并指出了该抗干扰方法及现有实验结果的局限性。

Abstract： To verify the efficiency of guided ammunition to counter multiple-source high-repetition frequency laser jamming， the Simulink software is used to build simulation plate of countering multiple-source high-repetition frequency laser jamming with delayed signals method. Simulation results show the efficiency of the method. And the boundedness of the anti-interference method and experiment is pointed.

关键词： 激光制导弹药；抗干扰；有源高重频激光

Key words： laser-guided munitions；anti-interference；multiple-source high-repetition frequency laser

中图分类号：TN977 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）01-0225-02

0 引言

现代战争中，激光制导弹药是精确打击的重要手段[1]。激光制导弹药具有打击准，威慑力大的特点，必然会在未来战场中广泛应用。但是，随着激光制导弹药的发展，各种对抗、干扰激光制导弹药的方法也随之产生，有源高重频激光干扰是其中一种简单有效的干扰方法。矛盾有其两个方面，激光制导弹药在未来战场环境中会遇到更多的有源高重频激光干扰，就会有方法进行对抗，在导引头和控制系统之间，插入延时电路将信号按制导信号周期延时后与实时信号进行与操作，实现了高重频信号滤除和制导信号输出的方法就是一种对抗方法[2]。它的效果如何、是否易于实现有待于考察。

1 有源高重頻干扰机理

激光制导系统抗有源干扰的方式通常有对目标指示信号进行编码，同时在导引头设置相应的解码电路解码或在导引头的跟踪系统中设置脉冲录取波门[3]。预置编码就是在激光目标指示器重频的允许的范围内，根据设置好编码方式发射指示信号，激光目标指示器按照约定的方式发射指示信号，而此时激光导引头按照约定的编码规律对接收的信号并进行识别，在识别出己方信号后，便可以以其为同步点设置波门。波门技术就是在导引头激光接收与处理电路中设置一个信号接收处理波门ΔT，当回波激光信号位于该波门内时，处理电路对其进行处理，否则，不予处理[4]。

高重频激光干扰就是发射高频率的激光束干扰导引头工作，理论上只要干扰激光的频率f>1/T（T为波门时间宽度），就有干扰信号挤入波门，并且干扰脉冲在制导信号之前并且强度大于制导信号，就会产生有效干扰。在实际应用中高重频激光干扰信号目前可达100000pulse/s左右，比激光编码频率10～20pulse/s高很多[5]，因此干扰时不需要识别知道激光的编码规律就总有干扰脉冲能挤入波门并对导引头形成干扰，使制导信号湮没于高频干扰信号中，有效地对抗了预置编码技术和选通波门技术，干扰效果明显。目前高重频激光干扰有单源干扰和多源干扰，多源干扰既能保护自己又提高了干扰激光频率，干扰效果更加明显。

2 一种延迟制导信号抗有源高重频激光干扰的方法

将整个波门开启时间内接收到的所有脉冲信号都记录下来，然后将这些信号延时一个制导信号间隔的时间，与波门开启时间内同时接收到的信号求逻辑与[6]，这样就实现了干扰信号的滤除和制导信号的输出。只有当延时后的信号与实时接收的信号有交集时，高重频信号才不会被滤除。高重频激光脉冲的脉宽典型值为10ns， 经光电信号处理电路整形后，设信号脉宽为 50ns，另设延时后相应于 200pulse/s 的高重频信号的脉冲间隔为 5μs，实时接收到的高重频信号出现在延时后的两相邻高重频信号之间各点是等概率的，经计算，高重频信号重合概率仅为2%，在整个制导过程中未被滤除的干扰信号不足50个，可以说起到了抗高重频有源干扰的效果。柴金华对该方法做了电路实验验证，证实了该方法的可行性[6]。

3 该方法的问题以及思考

3.1 延迟制导信号方法Simulink仿真

用Simulink对该延迟信号方法进行信号仿真，通过A/D转化实现了脉冲信号的逻辑运算，构造的模型如图1仿真模型。

取参数制导信号频率为20pulse/s，高重频干扰信号为200pulse/s，则它们的周期分别为0.05s、0.005s，脉冲宽度为50ns，波门长度为50us在不影响结果的情况下，为了提高模型运算速度，把它们的周期长和脉冲宽度同时增大20倍，仿真结果如图2仿真结果一所示，下图为原控制信号，上图为经过处理后的输出控制信号，可以看出，此时没有达到抗干扰的效果。

假设干扰高重频激光频率不是制导信号频率的整数倍，取210pulse/s，此时干扰脉冲信号周期参数设为0.095s仿真结果如图3仿真结果二所示，可以看出，此时原信号和处理后输出信号一致，该方法起到了抗有源高重频干扰的效果。

假设高频干扰信号频率为200pulse/s，延迟0.03s被接受，仿真结果如图4仿真结果三所示，此时也起到了抗有源高重频激光干扰的效果。endprint

取高频干扰信号频率为200000pulse/s，则干扰信号周期参数设为0.0001，仿真结果如图5仿真结果四所示，此时由仿真结果显示，并没有起到抗干扰效果。

3.2 结果分析以及思考

有源高重频激光干扰的脉冲频率可以达到100000pulse/s以上，而验证该方法的实验使用的干扰源频率仅为200pulse/s，与实际情况相差很大，得到的结论并不能使人信服；该实验使用的是仿真二所使用的参数，有意的避开了干扰源频率是控制信号整数倍的情况，而实战中，敌方有可能通过情报，侦查掌握我方指示激光的频率；导引头接收到脉冲信号，会把脉冲信号的脉冲宽度进行处理，加大干扰源的脉冲宽度，有可能使脉冲信号的波峰遍布每个时刻，无法进行简单的逻辑处理，该方法的可行性值得怀疑。

综合以上思考和仿真结果，得出以下结论：①当干扰信号频率是控制信号的整数倍，且接收时间相同时或相差一个干扰信号的整数倍时，该抗干扰方法起不到效果。②当干扰信号不是控制信号的整数倍或者干扰信号是控制信号的整数倍而延迟一个非干扰信号整数倍时，该方法可以起到效果。③当有源高重频干扰信号频率很大时，使用Simulink仿真无法观测正确的结果，但实验时用较低频率的干扰信号代替高重频激光不具有代表性。

4 结束语

随着激光制导弹药的发展，其干扰技术和对抗干扰技术也会快速发展，抗有源高重频激光的方法还有基于多普勒频移的方法[7]、加反向同步高重频激光的方法等。但是它们的可行性如何，是否能达到预期效果，需要用接近实际情况的检验方法来验证。

参考文献：

[1]孙彦飞.对抗激光制导武器方法研究[J].红外与激光工程，2007，36（增刊）：464-467.

[2]李海燕.激光制导武器有源干扰对抗措施分析[J].激光杂志，2010，31（6）：57-58.

[3]陈勇.一种激光半主动制导抗高重频干扰的改进方法[J].激光與红外，2012，42（6）：678-681.

[4]薛建国.高重频激光对激光导引头的干扰研究[J].航空兵器，2006，卷缺失（3）：30-32.

[5]叶结松.抗高重频激光干扰技术研究[J].现代防御技术，2008，36（2）：119-123.

[6]柴金华.抗多源激光高重频干扰新方案及电路实现[J].红外与激光工程，2009，38（3）：476-480.

[7]赵建君.基于多普勒频移的抗高重频激光有源干扰[J].四川兵工学报，2010，31（8）：80-81.endprint