一种针对网内脉压雷达的灵巧式噪声干扰

张 翔，李彦志，杨建波

（空军航空大学 吉林 长春　130022）

一种针对网内脉压雷达的灵巧式噪声干扰

张 翔，李彦志，杨建波

（空军航空大学 吉林 长春130022）

针对网内采用了旁瓣匿影和旁瓣对消技术的脉冲压缩雷达，采用卷积噪声对该种雷达进行干扰。结合公式推导及仿真实验，验证了该噪声的假目标特性。同时得出了该噪声在雷达接收机处所能获得的匹配增益计算公式，在信号时宽分别为噪声时宽的5倍和10倍时，噪声在雷达接收机处分别能获得约7 dB和10 dB的增益，验证了这种噪声在分布式干扰中的功率优势。

卷积噪声；网内脉压雷达；灵巧式噪声；旁瓣匿影；旁瓣对消

雷达是战争双方的眼睛，为了在战争中赢得先机，各国都在大力发展新体制雷达。为了更进一步提升雷达的“四抗”能力，目前最有效的方法就是将多部雷达组网。针对组网雷达的干扰也成了一大难题。

在文献［1］中就提到了一种分布式干扰，将问题简化成了：对网内单部雷达进行欺骗干扰，对其他雷达进行相参噪声干扰这样两个问题。然而由于新体制雷达的运用，如果噪声信号与雷达回波信号不匹配，在通过雷达接收机端匹配滤波器时，就无法获得脉冲压缩增益，而雷达本身回波信号在接收机端会获得较明显的脉冲压缩增益，这就会导致干扰效果降低甚至无法有效干扰。旁瓣匿影和旁瓣消隐的运用让传统非相参噪声无法实现有效干扰。对此提出了使用卷积调制的灵巧式干扰噪声，这种噪声既能在接收机端获得较高的匹配增益，又能通过加权系数产生多假目标信号，能很好针对上文提到的抗干扰措施。

图1　灵巧式噪声干扰产生器组成框图Fig.1　Structure of smart noise generator

1　噪声产生原理

基于卷积调制的灵巧噪声干扰产生器的组成框图如图1所示。

干扰机接收天线接受雷达信号经过预处理生成中频信号。雷达中频输入信号经A/D采样后，经过数字下变频（DDC），生成同相正交的两路零中频数字信号，两路信号送入信号处理机I进行复卷积处理。信号处理机I中，输入波形以距离为单元（压缩后）经过多次加权延迟叠加在假目标欺骗干扰中，加权系数是用来对不同距离目标进行多普勒频率调制与幅度调制。最终实现对雷达信号的相干时延、幅度调制和频率偏移，达到相参干扰的目的。信号处理器II完成抽头延迟，幅度加权及延迟长度控制等功能，以得到在时域上覆盖整个（或部分）重复周期，频域上覆盖目标回波谱线的噪声干扰波形。卷积处理后的数字信号经上变频（DUC）将零中频变为数字中频，再经D/A变换后得到模拟中频信号。然后经上变频得到射频干扰信号，经功放和天线辐射出去。

2　假目标产生原理

假目标产生主要依靠信号处理器中的加权系数。雷达回波信号经相干解调后，输出两路正交信号，设为I/Q两路信号。分别用下式表示：

假目标要在速度和距离有足够的欺骗性，这一点可以通过延迟和多普勒频率的改变来实现。假目标距离表达式和速度表达式如下：

噪声在复卷积运算处理器中实现噪声假目标特性，复卷积运算器如图2所示。通过加权系数的定量变化，就可以一定距离上构造虚假目标。由式（1）（2）（3）（4）可以得到加权系数为：

图2　复卷积运算器Fig.2　Logic solver of complex convolution integral

LFM雷达参数如下：幅度：1.0；信号波形：线性调频信号；频带宽度：30兆赫兹（30 MHz）；脉冲宽度：10微秒（20 μs）；中心频率：1 GHz。经过脉冲压缩仿真后得到图3，验证了卷积噪声的假目标特性。

3　匹配增益分析

传统射频噪声干扰在到达雷达接收机后，理论上来说其功率增益为1（实际上由于匹配滤波及其他因素往往小于1）。这里我们对卷积噪声的增益做一定的分析推导。

设干扰功率增益为G，那么

式中，Jt和J0分别是卷积处理后的噪声功率和普通射频噪声功率。设噪声时间长度为Tj，信号时间长度为Ts，脉冲压缩后信号带宽为B，时宽为1/B。那么根据能量守恒定律有：

图3　假目标信号经脉压后结果Fig.3　Result of compressed false target signal

所以可以得到匹配增益为：

脉冲压缩后信号时宽趋向于零，因此这里我们将式（9）做近似运算可以得到匹配增益为如下：

表1　脉压雷达匹配增益值Tab.1　Gain matching value of pulse compression radar

4　分布式干扰距离分析

分布式干扰一般采用无人机、热气球等低成本、体积小的飞行器作为载体。干扰机要对雷达产生有效干扰必须满足：

式中J/S为干信比，Kd为压制系数。考虑最极限情况，即干信比等于压制系数。对常规射频噪声而言，此时雷达在干扰方向上最大探测距离为：

对于卷积噪声，由于噪声与雷达信号想匹配，所以在雷达接收机端也会受到相同的增益，所以在卷积噪声干扰下雷达最大探测距离为：

为了验证这种卷积噪声在功率上的优势，我们构造一个模型：雷达发射机功率2 000 kw，发射天线增益为30 dB，接收天线增益为20 dB，信号带宽10 MHz，子脉冲宽度1 μs，干扰机天线增益10 dB，压制系数等于3，干扰信号脉宽为10 μs（所以这里对应的匹配增益取10 dB）随着干扰机功率的变化

我们能得到图4。

图4　干扰机功率变化和雷达探测距离关系曲线Fig.4　Relation curve of jamming power and radar range

由图4可以看出卷积噪声，由于在雷达接收机端获得一个匹配增益，所以同等功率的情况下，要达到同等干扰效能，使用卷积噪声干扰距离更远。

5　结　论

由于灵巧式噪声噪声体制和雷达本身信号波形相匹配，所以和雷达信号一样可以在接收机端获得匹配增益。同时由于灵巧噪声本身带有多个随机假目标信号因此对抗旁瓣匿影（SLB）和旁瓣对消（SLC）的效果很好，雷达SLB技术让主通道接收到假目标时关闭，这种噪声会让主通道经常关闭，从而可能丢掉真实目标。雷达SLC技术瞬态响应时间长，这使它不能对从旁瓣进入的脉冲干扰信号进行抑制。

［1］马亚涛，赵国庆，徐晨.现有条件下对组网雷达的航迹欺骗［J］.电子信息对抗技术，2013，28（2）：34-37.

［2］徐晓阳，包亚先，周宏宇.基于卷积调制的灵巧噪声干扰技术［J］.现代雷达，2007，29（5）：28-31.

［3］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.

［4］罗进.基于卷积调制的分布式干扰［J］.舰船电子对抗，2013，36（1）：40-42.

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

［6］陈淦涛，许稼，高效，等.有源压制干扰下雷达雷达探测距离［J］.分析与计算，2011，9（1）：13-17.

［7］鲁晓倩.组网雷达航迹干扰研究［D］.成都：电子科技大学，2007.

A kind of smart noise jamming for pulse compression radar within network radar

ZHANG Xiang，LI Yan-zhi，YANG Jian-bo
（Aviation University of Air force，Changchun 130022，China）

As to pulse compression radar within network radar which adopt side-lobe blanking and side-lobe cancellation，using convolution noise to make interference with it.Proving the false target feature of the noise by formula and simulation. Meanwhile，obtaining formula of matched gain that this kind of noise can get at receiver.When time wide of signal is 5 times or 10 times longer than time wide of noise，the noise will get about 7 dB or 10 dB of matched gain，which prove power advantage of this kind of noise.

convolution noise；pulse compression radar within network radar；smart noise；side-lobe blanking；side-lobe cancellation

TN958.3

A

1674－6236（2016）03-0188-02

2015-03-31稿件编号：201503474

张 翔（1993—），男，湖南岳阳人，硕士研究生。研究方向：航迹欺骗与效能评估。