脉冲多普勒雷达的信号特征分析与其干扰方法探析

冯小娟

摘 要：本文对PD雷达的信号特征展开了研究，分析出了可能对其造成信号干扰的一些方法，并重点阐述了运用噪声压制、距离欺骗以及速度欺骗等方式对PD雷达进行干扰的原理，旨在提升PD雷达的抗干扰性能。

关键词：脉冲多普勒雷达；噪声干扰；欺骗干扰

脉冲多普勒（PD）雷达的显著特征是强大的信号侦测和分析性能，因此目前PD已经成为歼击机火控雷达中非常重要的一种雷达。PD的信号侦测原理如下：它对于多普勒频移具有高度灵敏性，因此利用运动目标回波以及固定目标回波这两种不同信号多普勒频移的不同，能够有效的将环境中的其他杂波进行过滤，从而实现对有用目标回波信号的检测功能。

在现代战争中，鉴于PD雷达强大的信号侦测和分析性能，已经对双方形成了巨大的军事威胁，因此对PD进行电子干扰也应运而生。脉压技术应用于PD雷达之后，极大地增加了PD雷达的侦测时宽以及带宽，且其本身的天线增益以及极低的天线副瓣设置，为相关设备对其进行对抗电子对抗造成了巨大的难度。

1 脉冲多普勒雷达信号特性分析

自然界中物体都可以产生多普勒频移，PD雷达能够实现对目标的多普勒频移进行侦测，从而可以从复杂的地物杂波中较为精准的找到目标，另外，它还具备非常强的对固定目标的抑制性能。和比较常见的动目标侦测雷达比较，PD拥有下面一系列优点：

（1）较高的脉冲重复频率，使得其不会出现普通动目标中的速度模糊状况；

（2）能够对信号的单根谱线实施多普勒滤波，从而提升了获取目标信息的精准度；

（3）运用全相干能力的主振放大式发射机，有效的保障了发射信号的高纯频谱特性。

由于PD具备着较为强大的相干处理以及高的增益处理性能，因此在现代战争中它具备在强杂波背景下对运动目标进行侦测的能力。另外，在脉压技术应用于PD雷达之后，它就能夠有效的对高速度以及远距离的目标进行处理，并且将二者进行关联处理也能够起到单纯的抵抗距离欺骗或者速度欺骗干扰的能力

PD雷达发射相干脉冲串，接收信号与相干振荡（COHO）实施相干检测后，通过杂波过滤器对一些杂波进行过滤处理，使有用信号PD速度跟踪回路中，从而实现了对运动目标相关信息的识别与提取。这样，PD截获目标信息之后，就能够实现对目标的角度、距离以及速度跟踪。单目标跟踪是PD雷达跟踪目标的典型特征，速度跟踪是其核心特征，使用原理和连续波的速度跟踪原理一致。

2 PD雷达干扰技术分析

2.1 噪声压制式干扰

噪声压制式干扰方式指的是运用到大功率的噪声调制干扰来对PD雷达的回波信号进行压制以及掩盖。一般来讲，人们根据噪声干扰原理的不同将其划分成调幅干扰、调频干扰以及调幅调频干扰。在实际工作中，脉冲多普勒雷达必须按两个参数相干地工作，才能够有效的实现对多普勒频移的获取，对相干时间间隔的要求必须是毫秒级，在这一相干时间间隔内通常会包含着很多个发射脉冲间隔期，这就迫使雷达可接受在多个脉冲间隔时间内有相同的载波频率，使它易受到有意无意产生的二次或多次反射回波信号的影响。另外，只要将与距离跟踪中相似的前波门与后波门用到多普勒跟踪的前滤波器与后滤波器，ECM系统就可真实多普勒滤波器的无论哪一侧多普勒频率上产生假信号，从而在多普勒跟踪器的两侧构成干扰。这些多普勒产生技术包括锯齿波调相和对通过ECM系统放大器的真实信号进行调相。

2.2 对脉冲多普勒雷达的距离欺骗干扰

在常规脉冲雷达中使用的距离拖引技术在多普勒雷达同样可以使用。但是，想要对多普勒雷达形成有效的干扰，对于干扰信号的频率复制特性要求是非常高的。这是因为如果想要干扰多普勒滤波器对真实目标信号的跟踪，干扰信号必须在多普勒滤波器的窄的检测带宽之内。除了叠加在干扰信号上的任何有意调制信号之外，从效果上说，干扰信号必须是雷达信号的精确复制品。

被保护目标平台上的干扰机发射欺骗脉冲，该脉冲到达雷达接收机时尽可能在时间上和原有的目标回波重合。如果欺骗脉冲的功率明显大于回波脉冲的功率，欺骗脉冲就对雷达跟踪器起主导作用。然后欺骗脉冲逐渐延迟，越来越大，引诱距离跟踪器的波门偏离开雷达回波。一旦距离跟踪器完全被拖引开目标，因距离波门内不再有雷达回波信号，受距离波门控制的接收机内的J/S变为无穷大，这时多普勒欺骗就能干扰其他坐标跟踪器。有些雷达能意识到已被欺骗，然后返回到记忆的目标轨迹上去，以便重新捕获目标回波。所以，典型的距离拖引程序就是不断地重复如下几个步骤：

（1）拖引阶段；

（2）关闭阶段；

（3）重复拖引阶段，阻止重新捕获目标。

2.3 速度欺骗干扰分析

对测速跟踪系统实施干扰的目的是为了给雷达制造一个虚假的或者错误的速度信息。比较常见的干速度欺骗扰技术为：速度波门拖引干扰、假多普勒频率干扰、多普勒频率闪烁干扰和距离-速度同步干扰。

速度波门拖引干扰的基本原理是：首先转发与目标回波具有相同多普勒频率fd的干扰信号，且干扰信号的能量大于目标回波，使雷达的速度跟踪电路能够捕获目标与干扰的多普勒频率fd。AGC电路按照干扰信号的能量控制雷达接收机的增益，此段时间称为停拖期，时间长度约为0.5～2s。然后使干扰信号的多普勒频率fdj逐渐与目标回波的多普勒频率fd分离，分离的速度vf不大于雷达可跟踪目标的最大加速度a，即：Vf≤2a/λ。

因为干扰能量大于目标回波，将使雷达的速度跟踪电路跟踪在干扰的多普勒频率上，使其速度信息出现错误。之后，关闭干扰机，这就会使PD雷达由于被跟踪的信号突然消失而重新转入搜索状态。

3 结语

本文对目前性能非常优良、应用非常广泛的PD雷达进行了信号特征分析，并从理论上研究了对其进行干扰的方式，旨在提升PD雷达的抗干扰性能。

参考文献

[1]曹勇，王更辰.脉冲多普勒雷达地面反射信号处理的模型建立与仿真[J].现代电子技术，2005，（5）：40-41.

[2]贲德，韦传安，林幼权.机载雷达技术[M].电子工业出版社，2004.

（作者单位：沈阳飞机工业（集团）有限公司）