基于随机跳频的末制导雷达抗瞄准式干扰性能研究

2020-11-27张磊，佘忱

舰船电子对抗 2020年5期

张磊，佘忱

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所，江苏扬州 225101)

0 引言

从近年来的几场局部战争看，现代战争已由传统的机械化战争逐渐演变为以电子战、信息战为中心的高技术战争[1-8]。精确制导武器作为现代高技术武器的典型，具有作战距离远、命中精度高和可全天候作战等特点[9-11]，影响和促进着现代战争模式和作战样式的变革。末制导雷达[12-13]作为精确制导武器的核心组成部分，其性能直接影响导弹的命中概率和命中精度。与此同时，为了应对精确制导武器的威胁，世界各军事大国纷纷研制出了各种针对末制导雷达干扰的电子防御手段，这使得攻防双方的对抗与反对抗愈演愈烈。

在末制导雷达的对抗中，有源压制干扰扮演着重要的角色。雷达有源压制干扰一般通过辐射大功率噪声信号来掩盖并压制真实目标回波，妨碍或阻止敌方雷达检测、跟踪或识别目标。瞄准式干扰[14-15]作为一种比较精确的有源压制性干扰方式，被广泛应用于末制导雷达的对抗过程中。瞄准式干扰的特点是噪声信号所占据的频带宽度只略大于雷达接收机，因此干扰功率集中，干扰频带较窄，干扰功率利用率高，干扰效果好。

为了有效抑制压制式干扰，本文提出基于随机跳频的末制导雷达抗瞄准式干扰的方法，首先建模研究瞄准式干扰的信号模型，然后对随机跳频信号的方法进行理论分析，最后进行数值仿真。本文的研究能够提高末制导雷达抗干扰能力，对于提高精确制导武器适应复杂电磁环境的能力具有重要的意义。

1 瞄准式干扰信号模型

按照干扰信号中心频率fj、谱宽Δfj相对于雷达接收机中心频率fs、带宽Δfr的关系，可以将压制性干扰分为瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫频式干扰。与其他2种干扰样式相比，瞄准式干扰信号所占据的频带宽度略大于雷达接收机，干扰功率利用率更高，因而瞄准式干扰被广泛应用于现代雷达的对抗中。

瞄准式干扰[16]一般满足：

(1)

采用瞄准式干扰必须首先测得雷达信号频率，然后把干扰机频率调整到雷达的频率上，保证较窄的带宽覆盖，这一过程称为频率引导。瞄准式干扰的主要优点是在干扰频段内的功率强，这是压制式干扰的首选方式；缺点是对频率引导的要求高，有时甚至是难以实现的。

若采用噪声调频形式来实现瞄准式干扰。噪声调频信号的表达式为：

(2)

式中：Uj为噪声调频信号的幅度；fj为载频；Kf为调频斜率，且为常数；φ为初始相位。

噪声调频干扰的瞬时频率随调制噪声un(t)的幅度变化而变化，瞬时频率为：

f(t)=fj+Kfun(t)

(3)

干扰信号的频谱为：

(4)

从上式求得干扰信号的谱宽为：

(5)

当式(5)满足式(1)，则满足瞄准式干扰的条件。

图1为瞄准式噪声干扰的频谱分布。

图1 瞄准式噪声干扰频谱分布

2 随机跳频信号模型

随机跳频信号属于典型的非平稳信号，其载波频率随机跳变，随机跳频信号雷达是均匀步进频雷达的进一步推广[17-21]。随机跳频信号s(t)可表示为：

(6)

末制导雷达可以通过随机跳频的方式来对抗瞄准式噪声压制干扰，其工作原理是将目标信号原有载频进行跳变，跳变范围大于干扰带宽。也即当干扰带宽为信号带宽的2倍时，末制导雷达的频率跳变范围要大于2B。跳频之后，利用新载频生成新的回波信号，而干扰信号还是沿用上一时刻的原有载频。这样利用新载频进行下变频之后的混合信号，再通过通带带宽仅为信号带宽的低通滤波器，就可以将干扰信号滤除。