基于DRFM的卷积干扰技术研究

蒋平虎，苏萍贞，黎明也，翁永祥

（中国电子科技集团公司51所，上海 201802）

0 引 言

脉冲线性调频信号是现代雷达常采用的一种信号体制，雷达接收的宽脉冲回波信号经压缩处理后形成窄脉冲，获得较高的处理增益，较好地解决了雷达脉冲峰值功率受限与距离分辨率之间的矛盾［1］。

随着数字技术和大规模集成电路的飞速发展，脉冲压缩比越来越高、控制方式更加灵活。大时宽脉压技术的采用，给基于数字射频存储器（DRFM）的相干干扰形成假目标的密集度带来了巨大的压力，因此需要研究新的干扰样式来实现对线性调频体制雷达的干扰。

本文基于DRFM提出了一种新的干扰样式产生技术，分析了卷积算法在干扰样式产生技术中的运用，并分别从原理和工程上对该技术进行了分析与设计，通过半实物仿真验证该技术的有效性。

1 卷积干扰原理

设雷达调频信号为：

式中：f0为信号载频；k＝B／T为调频率，B为信号带宽，T为脉冲宽度。

干扰机接收到雷达照射信号S（t）与调制信号f（t）（本系统设计时调制信号采用δ（t－ti））卷积后转发出去。那么干扰信号J（t）为：

该式的物理意义为：信号经过延时系统延时量为ti的信号。若要进行多次延时，可以卷积以下函数：

那么匹配滤波器的干扰输入信号为：

设S（t），f（t）的频谱分别为S（f），F（f），则：

经匹配滤波后输出的频谱为：

对应时域输出为：

上式表明干扰信号取决于参与卷积信号f（t），即任一函数与线性调频信号卷积，其脉冲压缩输出信号为该函数与点扩展函数的卷积，且获得了脉冲压缩处理增益。这就是卷积干扰可以降低干扰功率的理论依据［3］。

2 系统设计与实现

在具体讨论卷积延时技术实现之前，先简单介绍一下DRFM（8 bit）的工作原理，DRFM将雷达射频信号变频后的中频信号直接存储，保留了原始信号的幅、相信息，使存储信号与原始信号有相干性，具有相参捕获及高精度复制威胁信号的能力，能够对脉冲压缩、脉冲多普勒和相位编码等雷达信号提供有效的相参信号。

中频信号经模数转换（ADC）采样变成低压差分信号（LVDS）电平的高速数据，经数据处理后，形成并行的64位数据流，在主控电路的控制下，准确地存入静态随机存储器（SRAM）中。当需要读出时，SRAM中的64位并行数据经升速转换成8位的串行数据流，通过数模转换（DAC）实现中频存储信号的复制。

图1为DRFM板卡的组成框图。

图1 DRFM板卡组成框图

在数字储频技术的基础上，对从存储模块中读出的数据进行卷积延时处理，即采用寄存器流水线方式，对并行数据进行固定延时τ后，再并行做加法运算，具体框架如图2所示。

图2 卷积叠加算法组成框图

由于采用寄存器流水线方式对数据进行运算处理，因此数据流无缝连接达到实时要求。

采用对雷达信号卷积延时的方式可以最大限度地保证雷达脉冲信号的完整性，同时假目标的个数取决于延时间隔，这种设计方式可在雷达重复周期内产生n（n＝雷达重周／延时间隔）个信号，雷达通过相关接收后出现n个点迹。

本系统中延时间隔为8μs，对于某典型雷达，重复周期最小为2 ms，脉宽最大为100μs，这样雷达上出现的点迹将增加到250个，可达到密集覆盖要求和掩护真实目标的效果。

为了测试卷积延时算法的实际效果，建立实验测试平台，其分为2种架构，一是直接在单板（DRFM）上进行测试验证；二是对接收到的雷达信号利用该算法检测其干扰效果。

图3 系统测试组成框图

通过分析，进行相应的半实物仿真试验，即模拟实际雷达接收到干扰信号后的处理结果。仿真时的参数设置尽量与实际器件水平相匹配。仿真雷达参数：脉宽为32μs，带宽为2 MHz（130～132 MHz）；干扰控制节拍为延时间隔（8μs）。

图4～图7为模拟雷达收到干扰波形后相关处理的仿真结果。

图4 信号卷积延时1次

图5 信号卷积延时2次

通过上述图形可以发现经过卷积延时后的干扰信号数量可随设计的目标增加，目标间的间距为所设计的延时量程，因此可产生密集的假目标群。

3 结束语

本文对基于DRFM的卷积干扰样式对大时宽线性调频雷达有效干扰的信号产生进行了理论的分析，并在工程上实现该干扰样式产生的硬件方案，同时利用半实物仿真验证了理论分析的正确性。通过这一技术可实现对大时宽线性调频雷达实现高密集度的假目标干扰。

图6 信号卷积延时4次

图7 信号卷积延时8次

［1］Skolnik Merrill A（美）.雷达手册［M］.王军，林强，米慈中，等译.北京：电子工业出版社，2003.

［2］保针，邢孟道，王彤.雷达成像技术［M］.北京：电子工业出版社，2005.

［3］张煜，杨绍全.对线性调频雷达的卷积干扰技术［J］.电子与信息学报，2007，29（6）：1408－1411.