射频掩护雷达同步干扰方法研究

费曰振，刘洪亮，贺方君，谷加臣

（洛阳电子装备试验中心，河南洛阳471003）

0 引言

现代雷达为了提高其抗干扰能力，往往设计了较为复杂的工作波形，包括频率捷变、频率分集、射频掩护、重频参差等，其中射频掩护信号是具有欺骗性的射频脉冲信号，用于保护雷达真实工作频率。射频掩护信号通常包含1个工作脉冲和1个或2个掩护脉冲，掩护脉冲用于诱导干扰机的侦测系统，使干扰信号频率锁定在掩护脉冲信号频率上；而工作脉冲用于对目标进行探测和跟踪，该信号在频域和时域上与掩护脉冲信号错开，使干扰信号进入雷达接收机的有效功率大幅降低，以达到抗干扰效果。

试验结果表明，雷达采取射频掩护措施后，转发式干扰机很难对雷达产生有效的同步干扰效果。针对该问题，本文从分析射频掩护信号波形入手，研究了射频掩护信号对转发式干扰机的主要影响，进而提出了转发式干扰机改进设计方法，可对雷达射频掩护信号实现同步干扰。

1 射频掩护信号对转发式干扰机影响分析

1.1 转发式干扰机同步干扰原理

转发式干扰机一般是基于数字储频技术（DRFM），是通过复制转发雷达信号，实现同步多假目标干扰，或对存储的雷达信号进行噪声调制，实现同步噪声压制干扰[1]。其组成及工作原理框图如图1所示。

图1 转发式干扰机组成及原理框图

干扰机工作过程为：接收天线将接收到的雷达信号，经接收前端放大、滤波和检波后分2路，一路送给雷达信号侦察接收分系统，用于测量雷达的信号参数，另一路经下变频后送给DRFM模块中的ADC电路进行采样，并进行存储；控制计算机根据获取的雷达参数信息和干扰参数，控制DRFM读取存储的信号数据，并进行延时或调制处理后，经DAC电路变为模拟中频干扰信号。该类干扰机一般采用收/发分时工作体制，DRFM模块根据接收到的雷达信号脉冲，采用上升沿触发的模式，产生读写时序来控制DRFM采集或转发雷达信号，从而实现同步干扰。DRFM工作时序如图2所示。

图2 DRFM工作时序图

1.2 射频掩护信号对转发式干扰机的影响

传统的射频掩护雷达信号包含1个工作脉冲和1个掩护脉冲，掩护信号脉冲在真实信号脉冲之前，当干扰机接收到第1个脉冲后，错以为是要干扰的雷达信号，DRFM就会连续复制转发掩护脉冲信号产生多假目标干扰，从而错失真正的雷达工作脉冲，使干扰机的同步干扰失效[2]。射频掩护信号对DRFM的影响如图3所示。

图3 频掩护信号对DRFM的影响示意图

为消弱上述射频掩护信号的影响，现代干扰机在设计干扰时序时，故意漏过前面的掩护脉冲，而采集后面的脉冲，就“巧妙”地解决了对这种经典射频掩护雷达同步干扰的问题。然而，雷达对抗总是在“盾与矛”的较量中发展，针对干扰机这种“巧妙”的对抗措施，现代雷达又提出一种改进的射频掩护时序设计[3]，如图4所示。

图4 改进的频掩护信号时序

改进的射频掩护雷达在1个重复周期内连续发射3个频率、脉宽各不相同的脉冲信号，脉冲之间的频率差和时间差均是可变的，而且可以指定3个脉冲的任意一个为工作脉冲，其它2个为掩护脉冲。这样，干扰机就侦察不出射频掩护的规律，无法区分哪个脉冲为工作脉冲、哪个脉冲为掩护脉冲，从而无法实施有效干扰。这种改进的射频掩护措施对抗同步多假目标干扰和压制干扰的效果均较好，是目前比较理想的抗同步干扰措施。

2 转发式干扰机改进设计方法

对于灵活可变的射频掩护雷达信号，干扰机无法识别雷达信号中的工作脉冲和掩护脉冲，就很容易被欺骗。在这种情况下，可以把射频掩护雷达信号看作是多个雷达信号，对这几部雷达信号同时进行复制转发，从而达到同步干扰效果。

传统DRFM干扰技术在1个时刻只针对1个特定的信号进行干扰，该特定信号为最新捕获的信号，一旦有新的信号捕获，则立即用该信号的波形数据刷新存储器，用该信号检波包络同步存储器的写入和读出，从而实时干扰。若要同时对多个雷达信号干扰，需要对存储器进行扩充，使DRFM能够同时保留多个被干扰信号的样本数据，并保持对每个信号样本的时间同步。DRFM具有瞬时响应的特点，在雷达信号数据进入存储器之前，应对当前的辐射源进行编号为Di，对应的存储单元为Ri，这样可以保持每个信号与相应的存储器、读写控制一致，达到多雷达信号数据分别存储、管理和干扰的目的[4]。以干扰3部雷达为例，具体设计方法如下：

改进的DRFM系统由计数/译码电路、ADC、3个同步双口存储器、读写控制模块、数据合成模块和DAC组成，如图5所示。

图5 改进的DRFM系统组成

首先根据脉冲到达的时间顺序，通过一个计数/译码电路对到达脉冲进行编号（D1，D2，D3），并产生对应存储器和读写控制的启动信号。当D1脉冲信号到达后，经ADC电路进行采样，并量化为I、Q2路数据。ADC输出数据送至3个并行的同步双口存储器，根据计数/译码电路的启动信号，读写控制电路选通存储器R1，对信号进行存储和干扰调制。当D2、D3脉冲信号到达后，分别选通R2、R3进行存储和干扰调制。存储阶段，3个存储器的读写控制单元各自独立工作，分别完成各自模块的读写操作，3个存储器内的雷达信号数据各不相同，短时内不进行刷新。3个存储器采取循环存储的方式，当第4个脉冲到达后，再选通存储器R1进行存储。干扰时，3个存储器中的I、Q干扰调制数据进入数据合成模块进行矢量相加，得到一组正交干扰信号数据，然后进行D/A变换，得到复合干扰信号。

该设计方法无需事先进行信号识别，干扰资源可设置为通用资源，但需要3个存储模块循环工作。采用这种设计方式，可以将3部雷达脉冲信号分别进行存储和复制转发，产生复合同步干扰信号，达到同时干扰3部雷达的目的。同理，对于射频掩护雷达，这种干扰机可同时复制转发雷达工作脉冲和掩护脉冲，无论雷达设置第几个脉冲为工作脉冲，都能够被干扰。

3 仿真验证

假设某雷达工作时为3脉冲信号（即1个工作脉冲和2个掩护脉冲），且均为线性调频信号，其中信号频率分别为 3.35 GHz、3.25 GHz、3.15 GHz，脉宽分别为 32 μs、64 μs、64 μs，脉冲间隔为 10μs，信号带宽均为2 MHz。经干扰机接收变频后，信号频率为50 MHz、150 MHz、250 MHz。3个脉冲信号进行编号存储后的信号样本仿真结果如图6所示。

图6 雷达信号样本数据仿真结果

假设干扰机采用多假目标干扰方式，假目标间隔均设为1μs、假目标数量为30个，将存储的信号样本数据合成后，产生的复合干扰信号频谱仿真结果如图7所示。

图7 复合干扰信号频谱仿真结果

由仿真结果可以看出，合成后的干扰信号在3个频点均能形成干扰分量，达到了同时干扰多个雷达脉冲的效果。

4 结束语

本文从研究射频掩护信号特性入手，分析了射频掩护信号对转发式干扰机的主要影响，进而提出了转发式干扰机改进设计方法，并对干扰信号进行了仿真验证，该方法可有效改善干扰机对雷达射频掩护信号的同步干扰效果，为后续完善干扰机设计缺陷提供了理论参考。■