对线性调频雷达的假目标干扰分析

杨爱平，何 暖

（船舶重工集团公司723所，扬州225001）

0 引 言

脉冲压缩雷达采用发射大时宽脉冲来增大发射信号的能量、提高雷达的探测距离，同时在接收机内将回波脉冲信号压缩成窄脉冲，提高雷达的距离分辨力，较好地解决了探测距离和距离分辨力之间的矛盾。脉冲压缩雷达最常采用的线性调频信号具有很高的脉冲压缩比，可以得到很大的信号处理增益［1］，并对那些与雷达信号不相干的干扰信号有很强的抑制作用，使得传统的噪声干扰逐渐失去了优势。多假目标欺骗干扰机采用的数字射频存储器能高保真地存储和复制雷达信号，并对复制信号加上频移、时延等调制，产生多个相干假目标，可对脉冲压缩雷达进行有效的干扰，因此被广泛地应用在各类干扰机上。

间歇采样技术立足于天线收发分时体制，可以很好地解决干扰系统收发隔离度不够的问题，干扰系统通过对雷达信号进行间歇采样，巧妙利用脉压雷达的匹配滤波特性，产生多个高度逼真的相干假目标。若将间歇采样得到的雷达脉冲信号存储在数字射频存储器（DRFM）中，并对各个信号片段进行特定的处理，最后发射出去，则会对雷达形成相应的干扰效果。

1 间歇采样干扰分析

1.1 间歇采样信号及其频谱

间歇采样信号是一个矩形包络脉冲串，设采样信号脉宽为τ，重复周期为TS，则其占空比为τ／TS。间歇采样信号包络脉冲的数学表达式为：

式中：rect（t／τ）为矩形信号；δ（t－nTs）为单位冲激信号。

对p（t）进行傅里叶变换，得到p（t）的频谱为：

式中：Sa（x）＝sin（x）／x；fS＝1／Ts为采样频率。

从式（2）可以看出，p（f）的波形为一包络为Sa（x）的脉冲串。

1.2 间歇采样干扰建模分析

设线性调频脉压雷达发射的线性频率调制（LFM）脉冲为：

式中：T为信号脉宽；fc为载波频率；K＝B／T为调频斜率，B是相应的调频带宽，一般有BT≫1。

为方便分析，令：

由傅里叶变换得知：S（t）与s（t）有相同的幅频特性，只是中心频率不同，因此在分析的时候可以只考虑S（t）。

对一个脉冲宽度为T的LFM信号，经过间歇采样周期为TS（TS＜T）、采样时长为τ（τ＜TS）的间歇采样，可以得到N个脉冲内LFM的窄脉冲，如果T／TS为整数，则 N ＝T／TS；否则 N ＝［T／TS］＋1，［T／TS］表示对T／TS取整。

图1给出了T＝100μs的雷达信号经过TS＝10μs、τ＝2.5μs的间歇采样后得到的脉冲波形，经过间歇采样后的干扰信号有10个窄脉冲。

图1 LFM信号经过间隙采样后产生的干扰信号

经过间歇采样后的每个脉冲可以表示为：

因此，经过间歇采样后的干扰信号为各个窄脉冲的叠加，表示如下：

根据上述模型生成如图1所示的干扰信号，再与雷达脉冲压缩系统进行相关运算，以雷达匹配滤波处理输出的响应作为输出结果，便可得到相应的干扰效果图。

仿真参数设置如下：LFM信号脉宽为100μs，带宽为5MHz，定义第1个主假目标出现在100μs（雷达脉冲结束时）。采样周期TS为10μs、采样时长为2.5μs的干扰效果如图2所示。

图2 TS ＝10μs，τ／Ts＝25%时的干扰效果图

图2中，通过一次间歇采样后可产生多个高度逼真的假目标，有的假目标甚至超前于真实目标的回波，并且产生的假目标都能够被雷达分辨，缺点是假目标的幅度较低［2］。

2 两种多假目标干扰效果仿真分析

2.1 重复转发干扰

重复转发干扰是当干扰系统采样到雷达信号的一小段信号后，按照程序设定的次数重复读出当前采样到的信号转发，如此重复直到一个雷达脉冲结束。干扰系统的工作流程如图3所示。

为便于分析，图3中取雷达脉宽T为采样周期TS的整数倍，而且TS是采样时长τ的整数倍，每次转发的信号为对应采样信号的全部样本。

仿真参数设置如下：LFM信号脉宽为100μs，带宽为5MHz，定义第1个主假目标出现在100μs（雷达脉冲结束时刻）。采样周期TS为10μs，采样时长为2.5μs。转发的干扰信号如图4所示，干扰效果如图5所示。

由图5可以看出，重复转发干扰形成的所有假目标都独立，各假目标群的幅度差异是它们与不同的旁瓣叠加所致。

图3 重复转发的工作过程示意图

图4 重复转发的干扰信号

2.2 存储后逐次转发干扰

存储后逐次转发干扰是对一个雷达脉冲信号采样并存储［3］，并按照设定的规则对采样到的信号片段进行重组，并在第2个雷达脉冲到来后进行转发，干扰系统的工作流程如图6所示。

图5 重复转发的干扰效果图

图6 存储后逐次转发的工作过程示意图

仿真参数的设置同上，转发的干扰信号如图7所示，干扰效果如图8所示。

图7 存储后逐次转发的干扰信号

由图8可以看出，存储后逐次转发干扰形成的所有假目标都独立，且幅度较大的假目标均超前于雷达回波，各假目标群的幅度差异是它们与不同的旁瓣叠加所致。

图8 存储后逐次转发的干扰效果图

3 结束语

在雷达电子战中，多假目标干扰由于应用面广，干扰效率高，一直受到了对抗双方的高度重视。本文首先分析仿真了间歇采样转发干扰的干扰效果，然后以间歇采样技术为基础，分析仿真了重复转发干扰和存储后逐次转发干扰2种不同的干扰方法。对比两者的干扰效果图，可以发现两者都能形成高度逼真的假目标群，重复转发干扰出现的假目标大都滞后于真实目标，而存储后逐次转发干扰出现的假目标大都超前于真实目标；但是存储后逐次转发须对第1个雷达信号进行采样存储后才能转发，而重复转发干扰可直接转发采样信号，并不需要进行存储。应用时可根据不同的需求选择相应的干扰方法。

［1］马晓岩，向家彬.雷达信号处理［M］.长沙：湖南科学技术出版社，1999.

［2］王雪松，肖顺平.现代雷达电子战系统建模与仿真［M］.北京：电子工业出版社，2010.

［3］李杨.针对线性调频雷达的有源干扰技术研究［M］.成都：电子科技大学，2010.