基于峰值比较的雷达抗欺骗干扰方法

李玉洁

摘要：针对脉冲压缩雷达易受移频欺骗干扰影响的问题，提出了基于峰值比较的抗干扰方法，该方法利用干扰信号经脉冲压缩后输出峰值随移频值变化，而经分数阶傅立叶变换后输出峰值与移频值无关的特点，对干扰信号和目标回波信号进行有效辨识。从而确定干扰分量，达到干扰抑制的目的。仿真试验表明，本文提出的方法能够有效的识别接收信号中的干扰分量。

关键词：线性调频；移频干扰；脉冲压缩；干扰抑制

中图分类号：TN973 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）02-0080-03

线性调频（LFM）脉冲信号以其高的探测距离和距离分辨率，越来越多的被应用于高分辨雷达设备中，脉冲压缩技术由于可获得很高的处理增益，线性调频雷达多应用脉冲压缩技术进行回波信号处理。随着DSP、DDS、DRFM等数字器件应用于先进的干扰设备，使得各种雷达信号很容易被识别后存储转发，对雷达产生有效的欺骗干扰[1-3]。特别是由于LFM信号的时频耦合特性，通过对接收到的LFM信号叠加不同的多普勒频率，可以产生较强的干扰效果[4][5]，而且根据频偏大小可形成欺骗干扰和压制干扰效果[6]。

文献[7]通过分析移频干扰对线性调频脉冲压缩雷达的干扰效果和原理，提出了基于FrFT的抗线性函数移频干扰算法，文献[8]也是通过LFM信号在分数阶傅里叶域中的不同对干扰信号进行辨识，从而达到抗干扰的效果。但是FrFT需要进行二维搜索，运算量比较大。本文提出基于峰值比较的雷达抗欺骗干扰方法，通过分析移频干扰信号经分数阶傅立叶变换和脉冲压缩输出幅值与移频的关系，确定雷达接收信号中的回波信号，而且由于干扰信号与雷达信号只是起始频率和时延不同，但具有相同的调频率，避免了FrFT运算的复杂度。

1 基于峰值比较的信号识别原理

设雷达第个脉冲周期发射的单位幅度LFM信号可表示为：

比较式（9）和式（14）知，干扰信号与回波信号经分数阶傅立叶变换后输出峰值只与两信号幅值、带宽有关，而与移频值无关；而经分脉冲压缩后输出峰值不仅与两信号幅值、带宽有关，还与移频值有关，并且。

假设雷达接收信号中含有信号和信号分量，一个为干扰信号，另一个为目标回波信号，将雷达接收信号进行分数阶傅立叶变换和脉冲压缩后，令分数阶傅立叶变换输出信号峰值比，对应信号的脉冲压缩输出信号峰值比为。若，则信号对应的为干扰信号分量，信号对应的为干扰信号分量；反之，若，则信号对应的为干扰信号分量，信号对应的为干扰信号分量。

2 基于峰值比较的抗干扰方法实现

其中，为式（2），为式（5），则由式（7）知，目标回波经分数阶傅立叶变换后输出峰值出现在处，由式（8）知，干扰信号经分数阶傅立叶变换后输出峰值出现在 处；由式（11）知，目标回波经脉冲压缩后输出峰值出现在处，由式（13）知，干扰信号经脉冲压缩后输出峰值出现在处。即两个信号在分数阶傅立叶域和脉压输出时域是对应的，只是相差一个系数，但是在轴和时间轴的位置是一致的。

因此可设计基于峰值比较的抗干扰方法实现原理图如图1所示。

对干扰抑制方法进行总结如下

步骤1：对雷达接收信号分别进行脉冲压缩和阶数为的分数阶傅立叶变换；

步骤2：根据式（9）得到分数阶傅立叶变换后两尖峰峰值比，根据式（14）得到脉冲压缩后两尖峰峰值比；

步骤3：对接收信号进行脉冲压缩，在输出信号时延值为处设置带阻滤波器将起始频率大于目标回波信号起始频率的干扰抑制。

3 仿真实验及结果分析

仿真取某次雷达回波信号的脉冲宽度为，频率带宽为，则调频率为，起始频率0，干扰信号起始频率为，两信号时延，信干比，信噪比，采样率取。

图2为接收信号经分数阶傅立叶变换输出，图3为接收信号经匹配滤波器后的脉冲压缩输出，由两图可看出，虽然两信号延时，但由于干扰信号存在调制频率，因此，两信号在分数阶傅立叶域和脉压输出时域均存在调制时延。图2中，信号1与信号2的峰值比为，图3中信号1与信号2的峰值比为，由于，因此可判定信号1为干扰信号，信号2为目标回波信号，与实际相符。

图4为信噪比时，和随着干扰信号的调制频率值的变化关系，由式（9）和式（14）知，当很小时，和相差很小。由图中可看出，当时，由于噪声的影响，和相差很小，此时进行判断将会导致判断失误。

4 结语

本文针对脉冲压缩雷达易受移频干扰的影响，提出了基于峰值比较的抗干扰方法，该方法分析了信号经分数阶傅立叶变换输出信号与脉压输出信号的位置关系，利用干扰信号经脉冲压缩后输出峰值随移频值变化，而经分数阶傅立叶变换后输出峰值与移频值无关的特点，利用分数阶傅立叶域中信号尖峰比值与脉压输出时域的尖峰比值差异，对干扰信号和目标回波信号进行有效辨识，仿真实验验证了抑制方法的有效性和可行性。

参考文献

[1]王杰贵，张鹏程.对线性调频脉冲压缩雷达的多载波调制转发干扰[J].电子与信息学报，2015，37（11）：2727-2734.

[2]葛青林，王莹莹，李静.一种产生雷达多假目标的卷积调制法[J].现代防御技术，2012，40（1）：137-139.

[3]黄翀鹏，王剑，徐保国.线性调频脉冲雷达转发干扰研究[J].電子与信息学报，2013，35（12）：2874-2881.

[4]李圣衍，胡东，许森.针对LFM信号的移频干扰应用研究[J].舰船电子对抗，2015，38（4）：5-7.

[5]张克舟，李青山，张恒.LFM 脉冲压缩雷达的随机移频多假目标干扰技术研究[J].电光与控制，2014，21（8）：106-109.

[6]黄翀鹏，王剑，徐保国.线性调频脉冲的移频干扰性能研究[J].系统工程与电子技术，2013，35（5）：935-939.

[7]张柏林，吕亚昆，赵凯凯.基于FrFT的抗线性函数移频干扰算法研究[J].航天电子对抗，2015，31（2）：35-38.

[8]陈蓉，汪一鸣.基于FRFT的LFM脉压雷达移频干扰辨识[J].雷达科学与技术，2013，11（2）：192-196.